一、土工布的特點

隨著國家對黃河投資治理力度的加大，土工合成材料作為一種新材料，以其特有的特點被廣泛運用在工程建設中。組成土工合成材料的主要原材料包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、高密度聚乙烯和聚氯乙烯等，分土工布、土工膜、土工特種材料和土工復合材料等四大類，而黃河上應用較多的為土工布，它又包括有紡土工織布、無紡土工布兩種。

土工布主要是代替傳統粒料建造反濾層和排水體，與傳統反濾層和排水體相比，它具有質輕、整體連續性好、施工方便；抗拉強度高、抗腐蝕、抗微生物侵蝕性好；質地柔軟，能與土料很好地結合；水下或土中耐久性和耐氣候性能較高、使用效果顯著等特點。并且土工布也滿足了一般反濾材料所具備的條件：1.保土性：防止被保護土料流失，引

鑒于復合土工膜部分現場觀測成果合成材料在工程應用中具有一定的抗老化能力，故有些國家的某些文件中對其使用年限作了較為寬限的規定，如前蘇聯BCH07-74《土石壩應用聚乙烯防滲結構須知》中規定，聚乙烯土工膜可用于使用年限不超過50年的建筑物。奧地利林茨公司發表的“聚丙烯復合土工膜土工合成材料的長期性狀”一文中的結論寫道：“對聚丙烯的15年以上的現場應用經驗表明，它們的化學和生物穩定性高；織物的最大損壞是在施工中；鋪設以后沒有大變化；……可預期超過100年的穩定性。

土工布在使用時應出具產品質量合格證，同時需測試：物理性指標：單位面積質量、厚度、等效孔徑等。力學性指標：拉伸強度、撕裂強度、握持強度、頂破強度、脹破強度、材料與土相互作用的摩擦強度等。水力學指標：垂直滲透系數、平面滲透系數、梯度比等。耐久性：抗老化性、抗化學腐蝕性。測試需要有資質的技術質量檢測部門進行檢測，檢測時根據工程需要和具體施工要求，可相應增加或刪除相關檢測項目，并出具詳細的檢測報告。

二、工程施工 1、工程概況

東壩頭控導工程位于黃河右岸，相應黃河大堤公里樁號：131+720～164+045，是黃河下游河道整治的一處控導工程。現有丁壩14道，其中：4～6壩為拐頭丁壩；新1～3壩、7～13壩為園頭型丁壩，為土石結構。

始建于1964年，在夾河灘護灘工程下首約300m修建丁壩6道，4～6壩為拐頭壩，1～3壩為園頭型丁壩；1970年7月為了減輕和改變控導工程1壩，全壩著溜現象，使出流穩定，又在1壩上游修建新1壩；1990年由于大河主溜下挫，在6壩以下座灣坍塌，當年水中進占修筑修建了7～8壩；1991年水中進占修筑9～10壩；2003年水中進占搶修了東壩頭控導11～13壩，13壩是土工布護底水中進占修筑。 2、施工過程

多年來水中進占壩都是采用柳石摟廂的傳統方法修筑，2003年東壩頭控導下延11～13壩，11～12壩也是采用傳統柳石摟廂進占的方法施工。

在工期緊任務重的情況下，施工指揮部成員召開會議，會議主題是：土工布護底水中進占方法。內容：采用柳石摟廂進占施工時，占體前流速加大，挾沙力提高，占體前河底沖刷嚴重，增加了施工難度，增加了工程用料，將占體部位鋪上土工布來解決占體河底淘刷，占體抓底后，起到了阻水作用，用土工布護住進占部位河底，使水流在土工布上流過，河底不在因受水流沖刷變形，這樣即可節省料物也可提前進占時間，決定東壩頭控導下延13壩水中進占施工中采用土工布護底。

護底土工布制作：先將成捆土工布進行裁剪，長度為26m，土工布幅寬3.8m，裁7幅，采用縫合法進行縫合，幅與幅縫合寬度為15cm，用尼龍線縫合3道，15cm處1道、10cm處1道、5cm處1道，縫合好后的整塊土工布寬度為24.8m。在縫合好的整塊土工布的一頭折回50cm，折回的兩頭，各留1m不縫合栓大繩用，1m以外縫合成布袋狀，用皮尺和粉筆畫線，50cm間隔進行，人工將50cm的格縫合留口，以備裝碎石。制作完折疊后運往施工現場。

拋籠定點：需用20t的鐵船叁只，船上各備捆好裝石料鉛絲籠兩個，將鉛絲籠上綁兩根搶險用的鏈子繩，用船將叁個鋼絲籠拋至占體上游15m處，平行占體成排拋投，間隔25m，以便船只定位和固定土工布用。另外在土工布的下游角各拋一個鋼絲籠，以便土工布下水后進行定位。

土工布上船擺放：將縫合好的土工布在壩岸的空地上鋪開，將繩栓好，土工布的上游有布袋的一條邊栓鏈子繩三根，兩個角各栓一根，中間栓一根，下游的兩個角各栓一根，一定要栓牢固。繩栓好后，從無布袋的一邊開始卷，卷成長條狀，一定要將縫好的布袋卷在外面，以備裝石作碎石枕用。將卷好的土工布擺放在船上，用準備好的碎石裝進縫合好的土工布袋內，用人工將布袋縫合嚴密。

船只定位：用所拋的鉛絲籠將各船只定位，把拋投船固定在全適位置，將鉛絲籠上的繩從船底下與土工布上的繩相接，做好一切準備工作。

拋投土工布：上游水深3m，占體前水深6m，流速1.5m/s，夾河灘流量570m3/s。指揮員一聲令下，船上人員各抱一碎石枕同時向河中拋投，土工布上游邊有碎石枕墜著，先沉入河底，成卷的土工布利用河流的沖力迅速展開，因受動水壓力的作用土工布慢慢地貼到河底，保住進占體下面的河底不被沖刷。

整個過程：船只到位—展土工布拴繩—土工布成卷上船裝碎石—拋投船只定位—開始拋投—碎石枕入水—土工布全部入水，時間用57分鐘。進行占體部位的河底受到保護，水流只能從土工布上面流過，而河底就不會受沖刷。

三、應用成效分析 1、洪水情況 2003年9月10～19日花園口站和夾河灘站流量基本上維持在2500m3/s左右。黃河防總辦公室通知，小浪底水庫自9月18日18時30分起結束防汛預泄調度，由于蔡集灘區生產堤近水，為配合地方政府堵復口門，按控制花園口流量800 m3/s左右下泄。9月20日以后，小浪底水庫下泄流量控制在164～1020m3/s；花園口站和夾河灘站流量保持在1200m3/s左右。 9月24日-27日，小浪底水庫下泄流量控制在1830～2350m3/s之間；花園口站流量近幾日在持續上漲，至27日該站流量在已上漲至2660m3/s，夾河灘站流量于27日4時已上漲至2440m3/s。 10月1日至11日，三門峽水庫下泄流量在1960～4500m3/s，小浪底水庫10月1日-6日8時，下泄流量控制在502～2260m3/s之間；伊洛河黑石關流量再次漲水，最大流量為1420m3/s，沁河小董站最大流量為374m3/s。花園口站最大流量2760m3/s，夾河灘站流量為2300～2600m3/s。

盡管洪水流量沒有達到東壩控導工程的防御標準（4000 m3／s以上），但嚴重影響河道的行洪能力，同時，也給工程造成一定的危害。 2、出險情況

經過“03.8”洪水的考驗，在蘭考黃河河務局所轄工程范圍內，出現了多處險情。其中東壩頭控導11～12壩，為水中進占修建新壩，雖壩體設計采取了反濾、排水等措施，但修壩水中進占時占體下面沒有鋪設土工布，沒經受住洪水的考驗，勻出現了不同程度的壩頂（壩坡）裂縫、猛墩猛蟄、根坦石下蟄等較大險情。而新修13壩僅出現根石走失一般險情。 3、險情分析

洪水過后，經技術人員分析險情發生原因，一致認為壩垛出險主要是因為洪水通過坦石縫隙，淘刷主壩體，隨著洪水的漲落，壩體土料被水流挾帶流失，引起壩頂（壩坡）裂縫、坦石下蟄等險情。而東壩頭控導13壩經這次洪水的考驗，未出現壩頂（壩坡）裂縫、猛墩猛蟄、根坦石下蟄等險情。分析其原因，主要是水中進占修筑時在占體下部平鋪了一層土工布，而土工布的作用恰恰是保土、反濾、排水。當洪水通過坦石縫隙和土工布浸入壩體后，在洪水漲落過程中，浸入壩體內的水依據土工布的排水性只能把水排走，而不能把壩體土料挾帶走，故沒有引起壩體土料的流失，壩出險的可能性降到了最低點，而這正是土工布保土、反濾、排水特性的具體表現。

四、小結

各種新材料、新技術在黃河防洪基建工程中的推廣應用，提高了防洪工程抵御洪水的能力，取得了良好的使用效果。但有些新材料運用的時間較短，缺乏具體完善的施工方法、技術措施及質量控制措施等，很容易出現新問題，這些問題都需要我們在今后的施工中逐步探索、總結，使各種新材料、新技術都有各自的用武之地，充分發揮它們的優勢，為黃河防洪工程服務，確保黃河安瀾。