柔性堤防 高枕无忧

                     

                          朱诗鳌

 

 

 

 

 

1. 引子

今年夏季洪水造成多座堤防决口，给人民生命财产带来巨大损失，牵动着全国人民的心。

问题是，有些决口的堤防并非今年第一次决口，而是此前曾多次决口。为什么堤防会出现屡决屡修、屡修屡决周而复始的现象呢？能否建造出一劳永逸的堤防呢？值得我们深思。

今年江西唱凯堤决口后,作者受《新知客》杂志主编范致行之约, 写了题为《以柔性堤防对付洪水》一文。该文在该刊2010年第8期上发表后, 受到多家媒体与广大读者的关注。该文的结论是，采用土工合成材料新技术建造的柔性堤防是一劳永逸的。

上海有位名叫“翅膀为空”的读者在阅读了该文后在该杂志第9期的《读者论坛》中写道:这种新技术“如果能够得以推广, 必是幸事一件。”接着他又入木三分地指出,“但这种优秀的新设计为什么只有海南政府得以采用呢？想必创新是需要勇气的, 地方政府采用新技术也是需要承担风险的, 沿用老技术如果堤坝决口, 那错不在我, 但采用新手段, 一旦出了问题，就会威胁到头顶的乌纱帽。而且很多情况下，施工单位似乎更倾向于那种动用大量资金的项目，而不是首选经济实恵，因为后者有限的资金大大限制了钱款流向他途的数额。想到这些，我很感慨，科学技术想要转化为生产力究竟还要迈过几道坎？”

事实的确如此，作者在多年的推广这类新技术的过程中深感存在种种阻力。但我们又不能因噎废食，新技术应始终不渝地推广。为此，作者仍乐此不倦地在这里谈谈柔性堤防的问题。

2. 何谓“柔性堤防”

这里所说的“柔性堤防”是指用高科技材料——土工合成材料建造的堤防。

土工合成材料是由高分子聚合物制成的用于岩土工程的材料。自上世纪70年代以来, 土工合成材料在国内外便广泛应用于水利、海港、公路、冶金等工程中。这种新材料、新技术的应用, 使许多岩土工程中的传统观念发生了革命性的变化, 从而大大促进了岩土工程的发展。土工合成材料是一个总的名称, 它包含多种具体的材料, 如土工布、土工膜、土工格栅和三维植草网垫等等。

用土工合成材料建造的堤防的构想是：堤身部分是用无纺土工布建造加筋土和用三维植草网垫植草进行防护，而堤基部分采用有纺土工布软体沉排技术进行防护。见图1所示。

   

图1  用土工合成材料技术建造堤防的构想图

 

    

用这种方法建造的堤防之所以称之为柔性堤防，是相对于用刚性材料如浆砌石或混凝土

建造的堤防而言的，因为无论是土工布、三维植草网垫、草，还是土料，都是柔性的。

这种堤防可谓固若金汤, 不会溃决。但不是因为它真的像金属造的城墙那么刚强坚固，恰恰相反，是因为它具有柔性，才得以制服凶猛的洪流，可谓柔中现刚、以柔克刚。

 

3. 柔性堤防的优越性

柔性堤防的优越性是多方面的：

● 首先，无论是堤身还是堤基，都用土工布封闭起来了。堤身段的加筋土是用无纺土工布一层一层把土料包起来的，不仅可以保护土料不被冲走，还能确保堤身的抗滑稳定性(但需经过严格设计与计算)。堤基段的软体沉排则是用有纺土工布满铺在堤基表面（其上用块石等压住，以免漂浮），可确保堤基土料不被冲淘，堤身也无下顾之忧了。

● 在坡面上利用三维植草网垫植的草也是柔性的，它有较强的吸收水流波能的作用，还美化了环境。

● 因为是柔性的，它能适应地基变形而不致裂坏。

● 不仅不存在像浆砌石体等有使用寿命问题，而且是越用越牢固。

● 具有超级抗震性能。

● 经济（与传统的浆砌石护堤方法相比）。

● 施工方便、快捷。

 

 

4. 柔性堤防的实践

作者在1997年曾经在海南省万泉河设计并施工过这种柔性堤防。堤长3.5km。图2是施工场景, 图3是竣工后的场景。

(a)

(b)

图2 柔性堤防施工

 

图3  竣工后的柔性堤防(朱洪摄)

 

万泉河堤防工程迄今已安全运行了13年之久，经受过流速达5m/s的激流冲击的考验。

聊以自慰的是, 最近海南又有一项堤防工程邀请作者设计成柔性堤防, 总算是时隔13年之久后的一次推广吧！

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