土工合成材料在水运工程中的应用技术进展

韩洪波

摘 要：伴随着室友化工材料和纺织行业的发展，土工合成材料的应用越来越广泛，其独有的分层过滤和防护功能受到了人们的重视，在很多工程都已经得到了应用。水运是我国交通事业发展过程中的一项重要内容，近年来我国水运规模不断扩大，而在水运工程当中，土工合成材料的应用就显得尤其重要，这也已经成为一项重要问题。本文针对土工合成材料应用中存在的问题以及解决措施进行了简要分析。

关键词：土工合成材料；水运工程；应用

水运工程在我国经济社会发展过程中发挥着重要作用，材料使用得当一方面可以提高工程运行效率，同时也给工程安全系数的提高提供了必要的保障，更可以节约维修成本。土工合成材料的应用不断推广，但是在这个过程中，建设人员由其需要重点检查所选用的材料，保证材料质量，这样才能节约维护成本、保证工程的安全性。

一、土工合成材料简介

（一）材料类型的划分

土工合成材料的类型非常多，大致可以分为复合材料、特种材料和织物材料等等。其中土工织物包括有纺织物和无纺织物这两个类型，其概念是经由纺织技术进行编织，所形成的一种透水性材料，而膜材料则是不透水材料所形成的一种膜状聚合物；将两种或多种材料进行结合，所形成的土工材料则是复合材料，复合材料的类型较多，例如复合织物和排水板；而网垫和隔栅都属于特种材料。

（二）土工材料的功能

土工合成材料的功能非常广泛。土工有纺织物具有很好的隔离和防侵蚀效果；无纺织物不仅可以隔离和防侵蚀，还有着明显的排水功能，但是加强防护方面的作用并不理想；复合材料具有更好的防腐蚀性和排水性，但隔离性较差；土工隔栅的功能基本类似于土工格室，德纳是具有更强的防腐性；土工膜材料有很好的防渗性能。所以总结起来，这些材料类型众多，功能和特点各异，可以结合实际需要来选择最为合适的材料来进行施工。土工材料对于防波堤和防冲刷结构上也有着不同的应用，例如土工合成材料当中的筋体材料可以在应用中让土体的抗压能力而得到显著改善，保证结构的稳定性等等。在一个水运工程当中，可以应用多种土体材料，这样让其发挥出不同的作用来，施工人员可以结合水运工程建设的需要以及具体情形来选择最为合适的材料。

（三）关于材料的应用

土工合成材料在水运工程当中，大多起到铺垫过滤层、填充沙袋以及护底的作用。滤层在不同材料当中都担当隔离层角色，在堤身护面上得到了广泛应用，不仅可以防水，还能防堵塞，对于很多柔软地基来说，采用具有较高抗压性的土工合成材料可以大大提高工程安全可靠性。另外，在基底中插入土工合成排水板，可以提升水运工程的基底承受力。在岸堤的防护建筑中，土工合成材料常被用于防护和护脚的土体加筋层中，发挥着隔离和加固的功效。在防冲刷建筑结构中，土工材料可以有效控制沖刷力度，维持周边建筑和土体的稳定，对局部冲刷起着倒滤作用。

二、土工合成材料的应用技术现状

（一）土工材料的不当使用

由于土工材料的价格昂贵，材料资源紧缺，在很多水运工程的建设中，甲方考虑自身利益最大化，要求减少土工合成材料的使用。由于目前建筑市场很大程度上算是买方的市场，合同项目的承包商往往会被迫同意甲方的要求。这就造成了不同水运工程的建设质量不同，直接影响了水运工程的正常运行。只有确保土工合成材料使用的统一性才能有效实施并保证项目投资、进度、质量等基础工作的完成，避免重大安全事故的发生。同时，应培养和提升工程人员对土工材料的应用技能和水平，在土工合成材料的使用过程中应避免施工现场的人员伤亡，正确的材料使用方法在施工操作、实施安全中起着重要作用。

（二）土工材料的管护团队素质有限

土工合成材料是较为新型的水利工程建设材料之一，目前一些水运工程的建设现状不理想，材料的管护团队专业素养不过硬是其原因之一。很多工程管理人员专业素养不够高，知识水平有限，对土工合成材料的管护和使用不当，大大降低水运工程的运行效率。此外，工程人员无法将材料使用理论和建设实践结合，完善和实践更加高效科学的水运工程维护体系。工程团队在相关人才的招聘和吸纳时，缺少有效的监督管理机制，在人才招聘中出现舞弊贿赂的现象，导致人才水平参差不齐，这些因素很大程度上限制了水运工程中新型材料的发展，阻碍水运工程的高效建设。

三、土工合成材料的发展与应用

（一）冲刷领域

土工织物具有较好的渗透功能，对河床的适应能力较强，可以减少冲刷带来的损害，因此，土工合成材料在水运工程的结构防护中获得业界的认可。影响冲刷的因素有很多，在水运工程中，水波的高度和周期是影响载体稳定性的因素之一。随着水波高度的上涨，卷边临界流速的下降程度也随之增加。此外，滩面坡度和压载体的位置也是冲刷的影响要素，土工合成材料的普及使冲刷后的结构稳定成为可能，该材料在冲刷领域中的应用十分广泛。

（二）护岸领域

植被生长的水运工程一般分为两种，一种为生态保护区即植被自然生长区，另一种是生态修复区即由于河流冲刷导致的植被难易生长区域。在这些区域中，如果采用覆盖式的生态围护，则可能破坏原本的生态机制。如果采用完全覆盖式的维护则会适得其反，导致生态修复效果不佳。随着土工合成材料的技术发展，人们不断探索这类区域更加有效的修护方案。其中，生态保护区可采用土工栅格保护滩面，以十字架进行压护。在生态修复区中，可以使用穿透性强的土工布，其耐冲刷、防老化效果显著。

（三）新型材料开发

土工合成材料对软体排土工布的材料革新有着重大的意义，以往的软体排土工布是由无纺布和加筋带组成的。随着土工合成材料的快速发展和应用，软体排土工布的衍生出一种新型土工布护垫材料。该材料施工简便，解决了水运工程中多层材料的铺设，在减少耗资的同时缩短了工程工期。另外，该材料性能稳定，土工布护垫具备一个有机生产整体，生产者无需考虑二次加工和加工场所，在复杂的水运工程中，土工布护垫也能保障土体的稳定性。

四、结语

经过前文总结，我们不难发现，水运工程建设和城市建设之间的关系是非常密切的，这种合格过程中，就需要不断提高水运工程的规范化水平，在提高土工合成材料的应用效果，这样才能给人们的生产生活提供更充分的资源。水运工程发展对于城市国际化发展的关系非常重大，也可以说是我国城乡建设和经济发展的关键，正确使用土工合成材料一方面可以大大提高施工效率，还可以节约后续维护工作的成本，优势非常明显、效益非常可观。

参考文献：

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[4]张树仁， 胡义龙. 土工合成材料在我国水运工程中的应用[C]// 全国土工合成材料学术会议. 2000.