滦河是迁安市最大的过境河流.滦河迁安市段生态防洪工程于2003年开始分步实施.其防洪标准为50年一遇.建设内容主要包括滦河左右岸堤防及防洪撤退路、人工湖、橡胶坝等。在工程建设中.土工合成材料(也称复合土工膜)用于27.2kin堤防的防渗、护坡和1.69km2人工湖的防渗处理。在已完工的一期、二期工程中.共铺设复合土工膜288万m2、土工格室95万m2。现结合滦河生态防洪工程建设情况.对土工合成
材料防渗与黏土防渗、硬性护坡等常规防渗措施进行投资分析比较.
1.复合土工膜防渗与黏土防渗结合滦河防洪工程的堤防建设情况.确定一标准堤段对黏土斜墙防渗与复合土工膜防渗进行了分析比较。标准
断面选用2003年一期工程某标段:堤高7m、顶宽50m,背水坡比降为1:3.迎水坡比降为l:5。1.1黏土斜墙的工程量及投资遵照有关技术要求.斜墙顶部水平宽度3m、底宽9m.截水槽深3m,两侧边坡1:1.斜墙下游设反滤层.反滤层由细砂、粗砂和碎石构成。黏土斜墙防渗结
构如图1所示。黏土斜墙工程量:『(3+9)/2x6.3+(3+9)/2x3 1x500=27900m3。
反滤层工程量:(6.3×何+3、/可)xO.6x500=7250m3。根据工程招标情况,采用《河北省水利水电建筑工程预算定额》(1994年)对黏土斜墙进行单价分析.每压实(羊脚碾)100m3黏土斜墙投资为720.74元.每铺筑lOOm3反滤层投资为5“1.03元:另迁安市城北兰若院有黏土.考滤运距及压实系数等因素.每m,压实黏土成本为15元/m3.故标准段采用黏土心防渗的总投资为:27900x(1500+720.74)÷100+7250×5111.03+100=990136.14元。1.2复合土工膜防渗工程量及投资施工中采用两布一膜的复合土工膜.土工膜下部铺垫厚度为20em的中砂.土工膜处自上到下垂直于堤轴线铺设.迎水面水平段自坡脚向外铺设5cm。复合土工膜防渗结构如图2所示.
滦河生态防洪工程中的土工膜、塑网土工格室等特材全部通过招标采购.由中标厂家负责铺设焊接.土工膜与中砂垫层在投标文件中的报价分别为8.5元/m2、52.5元/m3。故标准段采用复合土工膜防渗的总投资为:
26460x8.5+52.5x5292=502740元。通过上述分析可看出.采用复合土工膜防渗处理比采用黏土斜墙防渗处理可节约大量资金:且实际施工中黏土施工受天气、机械等因素的影响较大且施工速度慢.运行中受变形影响较大.一旦出现裂缝将影响防渗效果。而复合土工膜为柔性防渗结构.变形较小.在正常情况下.一个工时既可完成一个标段的铺设焊接全套工序.检测方法也简单易行。
2.土工格室护坡与干砌石护坡
根据二维水沙数学模型的推演.采用砂砾料筑堤必须对坝坡进行护坡处理.此次工程对于冲刷较弱的部位选用了土工格室及干砌石两种护坡形式.土工格室护坡由断面为lmxO.5m的浆砌石形成lOmxlOm的框格.在框格内填充土工格室形成护坡的形式.干砌石护坡在滦河迁安段生态防洪工程中的结构形式与土工格室护坡形式基本相同.只是将土工格室换成千砌石。
现对单框格内的两种护坡进行投资分析:
2.1干砌石护坡
干砌石护坡为40cm干砌石加10em中砂垫层。根据单价分析.每lOOm3干砌石护坡投资为8072.11元.故单框格(单框格面积为81m2)干
砌石投资为:81 xO.4 x8072.1 l÷100+81 xO.1 X52.5=3040.61元。
2.2土工格室护坡
土工格室护坡各项单价采用中标单位报价.其中:土工格室38元,mz。格室中回填土料3.08元/m3。故单框格土工格室投资为:81x38+81xO.25x3.08=3140.37元。由以上计算可知.干砌石护坡较土工格室便宜.但在实际施工中由于需要大量石料.建筑工地又远离石料产地.将运输费用(4元/m3)加人工程费后,单框格干砌石护坡投资将增加至U3170元.较土工格室价格相对高一些。因此.工程中对距石料产地较近的上游段采用了干砌石护坡.而其他地段采用了土工格室护坡。通过实际施工比较发现,土工格室护坡较干砌石护坡有施工速度快、适应变形能力强的优点。且土工格室表层可以植草.便于美化环境。通过上述分析可以看出.土工合成材料与常规防渗措施相比.不但起到了相同的防护效果而且在缩短工期、节约投资、恢复生态环境方面有很大优势,且工程运行良好.有广泛的应用空间。