土工合成材料在市政管道工程中的應用摘要土工合成材料的主要功能是防護、防滲、隔離、排水、反濾和加筋，非常適用于公路、軟土地基處理、填埋場防滲、河道護坡等工程。本文將以土工合成材料的性能特點為基礎，對土工合成材料在市政管道工程中的應用進行探討，從而使盲溝排水管道淤堵、流砂地質條件下管道溝槽回填影響路面結構、軟土地基管道發生不均勻沉降等現象得到防治。從而促進市政管道工程的發展。關鍵詞土工合成材料；工程管道；市政工程中圖分類號TU99文獻標識碼A目前，市政管道工程，尤其是流沙、軟土地質地區進行市政管道工程的修建時，常常會發生盲溝管淤堵、路面塌陷、管口脫開漏水等現象，需要耗費大量的財力、人力和物力進行維修。追其原因可以發現，大多數流沙地質條件下發生管道問題是因為在施工期間采取了不恰當的降水措施從而使地基土受到擾動造成的；大多數軟土地區出現管道問題都是因為在地基條件相對較差的情況下使用砂石基礎的柔性接口管道，后期不均勻沉降致使管道接口破壞從而發生漏水。對于天津地區而言，為配合道路工程建設，很多管槽回填的都是碎石料，當級配不良時，地基會受到一定程度的擾動，甚至會導致路面出現嚴重的坍塌現象。土工合成材料的原料是人工合成的聚合物，例如合成橡膠、化纖、塑料等，將它們做成產品，放到各種土體間或者土體的表面或內部，可以起到保護土體、使土體防滲、排水、隔離、反濾功能增強的效果。土工合成材料的廣泛應用和迅速發展，使市政管道工程難題的解決又多了一個新方法。1、土工合成材料在盲溝排水設施建設中的應用對于盲溝排水設施而言，其主要存在于明開槽施工降水工程、填埋場庫區以及擋土墻和地道工程建設之中。在確保級配良好的條件下，砂石料在濾水管周圍進行回填施工，并將其作為反濾層，這是最傳統的盲溝排水方法之一。實踐證明，因盲溝管的斷面非常的小，所以整個施工過程中，反濾料級配很難受到有效的控制，而且當盲溝管發生堵塞問題時，會影響工程運行效率。現如今，由于土工合成材料的發展極為迅速，出現了很多新的產品，在工程中已經使用土工織物和塑料盲溝管材進行盲溝排水，塑料排水盲溝管具有很強的適應不均勻變形的能力和抗壓能力，孔隙率可以高達90，將其與土工布的反濾功能有機的結合在一起，最常用的方法就是將土工合成材料沿側壁、槽底鋪設，將10厘米的級配砂石料鋪設到它的上面，然后鋪設塑料盲溝管材，在管頂以上15厘米處回填級配砂石料，在回填的級配砂石料頂面將土工合成材料搭接封閉，如圖1所示，按照具體工程在其上進行回填。這里的土工合成材料起到了保土和反濾的功能，同時還排水能力也很強。如果工程有較高的要求，可以將一層土工織物包覆到排水管的外側。現在也有塑料盲溝管和土工布的復合成品管材。2、流砂土質區管道病害常見的原因流砂是一種地質現象，它常常發生在地基被滲透破壞的不良工程中，是由于地下水滲流而使滲透力對土體發生作用而產生的。土體自身的滲流通道、水利條件、組織結構條件等因素與流砂現象的發展和發生有一定的關系。容易發生流砂現象的土層需要使如下條件得到滿足土的不均勻系數小于5；土的顆粒組成中，粉粒含量大于百分之七十五，粘粒含量小于百分之十；地層中的粉細砂層或粉土層的厚度大于二十五厘米；處于飽和的狀態，含水量高于百分之三十。通常情況下，流砂現象常出現在松散、飽和的粉砂地質、粉土、砂土地質中。在粉土層和粉砂中，因為其具有較小的滲透系數，所以常常出現塑性泥流或者流砂；而在砂性土層內，流砂常常是土體顆粒從少到多、從細到粗的漸進工程。在流砂土質區，尤其是具有較高地下水位的情形下，明開槽鋪設市政管道的時候，主要有以下兩個病害第一，在施工開槽中，控制施工降排水和基坑支護是非常重要的。如果采用不當的降水和基坑支護措施，側壁滲漏處和基槽底部就可能發生土體跑冒流失的現象，在存在降水井的位置，地下水可能將土中的細砂粒、粉砂以及粉粒等沖走。由于土體顆粒流失，擾動了管槽周圍的土體，使地面的沉降存在了問題，更有甚者可能會造成邊坡塌方，基坑工程施工的條件變得惡化，已建成的附近工程有下沉或開裂的現象產生。第二，在進行管道施工過程中，大多溝槽都采用碎石料進行回填，假如孔隙率由于管道砂石基礎和周圍回填碎石料的級配不良而增大，在流砂地質的情況下，地下水位在施工結束后回升或者別的原因致使地下水位變動都可以讓周圍的土體顆粒隨著滲透水流對管周碎石的孔隙進行充填，使原狀的地基土受到擾動。如果管道發生局部破裂或者脫口的現象，土體顆粒將隨著縫隙流入管道中，沿著管道的水流進行不斷的流失，從而使得管周的土體被掏空，地面沉陷，更嚴重的可能會使周邊建筑物受到影響。3、應用土工合成材料解決溝槽回填病害的方法一般情況下，粉砂土層和粉土容易產生流砂土質，它的地基承載力通常大于100千帕。如果場區具有較高的地下水位、管上地面進行碎石料回填時，能夠采用此方法將土工合成材料沿側壁和槽底進行鋪設，它的上面將砂石作為基礎，用級配良好的碎石料對管頂及關側以上不小于40厘米的地方進行回填，保證密實度不小于90，在回填的碎石料頂面對土工合成材料就行搭接封閉，如圖2所示，對其上進行回填時按照道路的要求進行。這里的土工合成材料起到了保土和反濾的功能，通過可以選用無紡或有紡土工織物，最好選擇土工織物質量為每平方米300到500克。軟土地基主要分布在濱海地區，具有較低的地基承載力，后期承載量不均勻且量很大，持續沉降的世界比較長，尤其是市政基礎設施建設在一些新進吹填的近海地區時這些問題更嚴重。現在將市政管道修建在軟土地區時，如果地基承載力小于70千帕時常使用鋼筋混凝土基礎，如果地基承載力不小于70千帕，同時又小于100千帕，常使用砂石基礎，在它的下邊進行一定厚度的軟土超挖，通過換填墊層的方法對其進行處理。對于開槽都很困難的濱海地區，超挖更是將難度增加，而且使用常規的換填墊層方法處理并沒有對管道不均勻沉降的現象起到很好的效果。加筋處理軟土地基時使用土工合成材料，不僅能夠將超挖換填的厚度減小，還能在將地基承載力提高的同時，很好的對管道不均勻沉降進行控制。它的主要方法是將200毫米厚的中粗砂鋪設在軟弱基土的頂面，將土工織物鋪設到它的上邊，如圖3所示，然后再將砂石基礎做好，對管道進行鋪設。選擇土工合成材料進行地基強化時可以選擇高強土工布、土工筋帶、土工網以及土工格柵等等。結語隨著土工合成材料的快速發展，以及成功的在工程領域進行運用，對市政管道工程常見的一些問題的防治和處理起到了非常關鍵的作用。土工合成材料的主要功能是防護、防滲、隔離、排水、反濾和加筋，在進行土工合成材料的具體應用時，選擇材料要按照具體的工程結構和應用目的進行合理選擇。將土工合成材料完美的應用到市政管道工程中，為市政管道工程的發展增添一份力量。參考文獻1盧全軒土工合成材料在水利工程中應用的壽命問題J廣西水利水電200