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土工管袋的设计与性能分析

【摘要】:(一)土工管袋的设计土工管袋布原料采用聚丙烯扁丝和裂膜丝,统筹与聚丙烯裂膜丝机织土工布,产品设计应符合《GB/T 17641—1998土工合成材料 裂膜丝机织土工布》要求。(二)土工管袋的一般性能聚丙烯裂膜丝机织土工布一般性能是指《GB/T 17641—1998土工合成材料 裂膜丝机织土工布》规定的技术要求。

(一)土工管袋的设计

土工管袋布原料采用聚丙烯扁丝和裂膜丝,统筹与聚丙烯裂膜丝机织土工布产品设计应符合《GB/T 17641—1998土工合成材料 裂膜丝机织土工布》要求。

产品的分类、规格及代号:

裂膜丝机织土工布按原料分为聚丙烯、聚乙烯等裂膜丝机织土工布;按用纱结构分为切膜丝(纱)、裂膜丝(纱)等裂膜丝机织土工布。

裂膜丝机织土工布的品种由生产部门根据市场设计。

参考国家标准要求,土工管袋布产品主要规格以经向断裂强力表示,幅宽和单位面积质量表示辅助规格,推荐系列如下:

经向断裂强力/(kN/m):45、70、120、200等;

幅宽/m:4.6、5.0、5.2等。

特殊需要可根据要求设计。

裂膜丝机织土工布的代号如下:

SWG裂膜丝机织土工布,在不致混淆时,可以省略;

①原料代号:PP——聚丙烯、PE——聚乙烯,聚丙烯可以省略;

②经向最低强力,以千牛/米(kN/m)为单位表示;

③纬向最低强力,以千牛/米(kN/m)为单位表示,该单位可以省略;

④单位面积质量,以克/平方米(g/m2)为单位表示,该单位可以省略;

⑤幅宽,以米(m)为单位表示;

⑥生产部门编号:可表达产品更明确的特点、功能、品种、序列等。

示例1:SWG 80 250—4聚丙烯裂膜丝机织土工布,经向最低强力80kN/m,单位面积质量250g/m2,幅宽4m。

土工管袋布产品代号可按企业标准标注,如土工管袋布以英文单词Geotextile Tube首写字母表示GT。

示例2:GT 120/120 700—4.6聚丙烯土工管袋布,经向最低强力120kN/m,纬向最低强力120kN/m,单位面积质量,700g/m2,幅宽4.6m。

(二)土工管袋的一般性能

聚丙烯裂膜丝机织土工布一般性能是指《GB/T 17641—1998土工合成材料 裂膜丝机织土工布》规定的技术要求。该技术要求分为内在质量和外观质量。内在质量分为基本项和选择项。基本项包含的项目都是考核项,选择项包含的项自为可选项,可根据合同需要而定,但一经选定,则也成为考核项,不得随意更改。基本项和选择项中的选定项全部达到要求的,内在质量为合格,否则为不合格。内在质量基本项技术指标要求如表10-3-2所示。

选择项包括动态穿孔(落锥)(mm)、刺破强力(N)、湿筛孔径(mm)、摩擦系数、抗老化性能、抗酸碱性能、抗磨损性能、蠕变性能、拼接强度等。选择项的标准值由供需合同规定。

当需方要求的某些指标不能同时满足时,可由供需双方协商,以满足工程应用中的主要指标为原则,并要兼顾其他指标。

外观质量评定:

外观质量逐卷(段)检验,按卷(段)评定。外观疵点分为轻缺陷和重缺陷,要求见表10-3-3。

表10-3-2 基本项技术要求[59]

说明:①规格为经向强力,实际规格介于表中相邻规格之间时,按内插法计算相应考核指标;超出表中范围时,考核指标由供需双方协商确定。

②标准值按设计或协议。

③参考指标,作为生产内部控制,用户有要求的按实际设计值考核。

表10-3-3 外观疵点的评定

(三)土工管袋制造设计要求

1.土工管袋规格

土工管袋加工规格一般采用长方形,宽度采用围堰设计断面宽度,宽度一般在3~10m之间。长度根据围堰长度和上下层的搭接长度,一般采用20~50m,每层袋充填后厚度为0.5~2m。

土工织物充填管状袋在水力充填时,通过充填孔向管袋内部充填沙土混合物或泥水混合物。充填口的长度直径和平面布置根据充填设备管径和输送带长度设计,必要时设计排水口泄水排压。

2.缝合要求

土工管袋的缝合对整个管袋的安全性至关重要,管袋充填时有可能会在缝合处胀破。在整个管袋强度的选取时,取缝合折减系数或者根据试验来确定[60]。在缝纫加工土工管袋的过程中要求管袋的缝合处和接头处一般采用“丁缝”或“蝶形缝”时,要求至少缝两道,先缝一道,折叠后再缝二道[58]。平缝时则需在管袋布时设计加强布边,采用六针平缝。保证缝合的牢固,缝合后缝合处的强度不低于管袋布主体强度的80%。

3.管袋充填

根据测量施工位置将土工管袋铺平展开,并用锚坠将管袋四周固定,以免管袋受水流冲刷无法就位或充填后因水量多发生位移。目前土工织物充填管袋施工一般采用水力冲灌[61]。水力冲灌主要应用在砂性土、粉土等方面,通过管线输送入管袋体内,形成结构主体。根据不同材料、距离和施工条件,所釆用的施工机械施工工艺会有所不同。充填前先将输料管口与充填口连接。启动水泵,用高压水枪造架。根据充填厚度及时移动输砂管口至各个充砂“袖口”进行充填。充填管袋时,首先沿长边方向进行充填,避免袋体因应力集中而损坏,并在充填过程中经常调整输砂管口方向,防止袋体在充填过程中受力不均而移位变形。在充填过程中,当管袋充填到一定的饱满度后,袋体顶面安排工人来回踩踏,使土颗粒重新排列趋于紧密,加快管袋内砂浆排水固结速度,整个管袋达到屏浆阶段时,应适当减少充填或停止充填,以防土工管袋爆裂破坏,使管袋有一定固结脱水时间。土工袋充填若一次充填后未达到要求高度,可待管袋稍有固结后,再进行二次或多次充填,直至管袋高度达到设计要求。