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技术推介
FS技术:为堤防安全保驾护航

背景——

水利发展“十二五”规划明确提出了水利发展的总体思路和主要任务。确保江河安澜,保障防洪安全,迫切需要在堤防工程建设等领域推广应用大量先进、适用技术。尤其是在防洪减灾、江河湖海堤岸加固、蓄水和排水、水土流失综合治理等领域,急需成熟、先进、环保的堤岸防护技术和产品,确保工程建设质量,保障防洪安全。

Foreshore(前滩)防洪堤岸防护工程技术,包括产品技术和工程技术,简称“FS技术”。FS技术由澳大利亚土木工程师于1973年研发,是一种无石环保、用途广泛的堤岸防护技术,具有质量高、施工速度快、工程寿命长等特点,深受工程界喜爱,目前已广泛应用于世界各国。FS产品技术按功能划分为,有反滤排水点型、无反滤排水点型、铰链块型、植草绿化型等产品,可根据工程要求,进行量体裁衣式设计和施工。

2002年,在水利部科技支撑计划的支持下,国内引进FS技术进行示范应用,并通过了水利部组织的验收鉴定。10多年间,FS技术在中国北方、南方的众多示范工程中得到应用,经受了超过11年的水下和水上恶劣环境考验,充分验证了FS技术的先进性和适应性。

特点——

FS技术主有以下特点:

整体性好。能形成完整、连续、无缝隙的防护结构,连续性和密封性好,厚度均匀,大面平整美观。

水下施工方便。施工可以从岸上直接连续深入水下(水底),无需围堰抽水,无需等待枯水季节。

强度高。特殊聚酯长纤维编织成的特殊双层结构强度高(织物强度高、砂浆强度高),并具有特殊滤水功能。

寿命长。材料抗老化、能阻燃,特有较强的耐腐蚀(耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐有机物和微生物侵蚀),较强的耐久性(耐辐射、耐日晒、抗老化性能),较强的耐摩擦性和抗撞击性等特殊物理和化学性能,使其具有超过50年的工程使用寿命。

适应性强。与被防护堤坝(包括水底)表面能紧密结合,且适应基础沉降变形能力很强。

抗冲刷。抗冲刷能力强,可承受流速为7立方米每秒的水流冲刷,糙率低,消浪能力强。

施工简便。施工工艺和设备简便,质量有保证,安全性好,不受气候水文影响,能够在雨天施工。

优势——

FS技术在材料、结构、施工(包括水下)、质量、安全、寿命等方面,均优于国内现有的柔性护坡、硬性护坡、整体沉排护坡技术。权威工程检测机构对FS技术堤岸防护工程实体的钻芯抽样检测数据表明,灌入水泥砂浆饱满密实成形后的工程实体抗压强度远超国内水利工程常规设计标准。

生态环保优势明显。传统的建筑工程材料主要是混凝土、砌筑石料、抛石等,均需开山炸石获得大量石料,严重破坏天然山体,人为造成水土流失,对环境破坏巨大。特别是沿海地区,石料稀少,很多沿海地区已经严格限制采集土石料。FS技术无需石料作为工程材料,尤其是海堤岸工程FS护垫防腐蚀,不用钢材,可取用海砂代替河砂,就近便利获得。更为重要的是,FS技术所用的工程材料环保,无毒、无污染,属于环保型材。

经济效益优势突出。使用FS技术能直接进行水下施工,无需围堰工程,既节省了围堰工程投资,还争取了施工时机和工期,获得超越常规施工的项目投资综合效益。比如,水下打桩或换基,需要先做围堰工程。围堰工程的设置和拆除,直接增加工程的造价,还导致工期拖延和施工时机的被动等待。另外,反滤层施工的精度难以达到设计要求,造成堤身管涌,产生了重复治理、增加费用的问题。FS技术工程寿命可达50年,质量优良,维修少、维护成本低;而同类传统工程尤其是水下工程需要经常维修加固,如堤防的抛石护脚,耗费大量石料,工程完工后受水流冲刷流失,导致不断重复抛石固堤。FS技术可能一次性单价较高,但工程寿命期总投资少。若以工程寿命50年计算,用全寿命周期总投资比较,传统工程投资将是FS技术工程的数十倍。

成形后的FS技术堤岸防护工程,能承受7立方米每秒的水流冲刷,抵抗1.8米的海浪冲击,能有效防止堤坝管涌和渗漏,预防堤脚淘刷、山泥倾泻和滑坡,成为稳定堤岸、山体、坡坎的最好选择之一。

应用——

FS技术适用范围广泛,可用于堤岸和边坡防护、水下防护、防侵蚀坍塌、稳定山体、抵抗冲蚀冲刷等诸多工程领域,还包括陆域的路基防护、桥基防护、山体防护、池底防渗透(蓄水池等)等工程。

目前,FS技术成功应用的工程案例已经遍布世界各地。在中国的成功示范应用工程包括:北京永定河卢沟桥防渗漏工程,京广铁路桥防护工程、广东佛山大堤白蛇漩和石石肯险段整治之深水防护工程、湖南常德凌冿滩水电站泄洪区防洪抢险工程、北京潮白河多类型材料示范工程、海南博鳌亚洲论坛会议中心堤岸防护工程、山东东营黄河入海口防冲刷工程、广西南宁城市深沟渠治淤与软基排洪及环保美化工程等等。

这些工程完工至今均已经受了超过10年的考验,质量优良,效果显著。其中,广东佛山城市防洪大堤险段深水防护工程具有代表性和典型性。FS技术护岸工程自2001年竣工以来,期间经历了2005年(超百年一遇洪水等级)和2008年(超50年一遇洪水等级)两次西北江特大洪水的严峻考验,至今堤岸稳定,没有损害。而下游采用抛石技术修筑的堤段,近年早已出现数处局部堤坡开裂、堤脚抛石体或石墙滑裂的险情。据《佛山大堤白蛇漩、石石肯险段整治工程可行性研究报告》(2012年3月)对近10年险段水下地形监测证据资料分析研究,确认FS技术护岸河段总体上仍然趋于稳定;而FS技术护岸工程范围以外的下游河段,河床冲刷非常严重,2010年与2003年相比,刷深约3米~5米,呈现险情。

目前,FS技术已成为成熟、适用的先进技术,在得到推广使用后必将有力地提高我国防洪护堤建设的质量和水平,保障江河安澜,确保防洪安全,造福百姓民生。

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