Пример применения тканого геотекстиля в строительстве в рамках проекта по защите и восстановлению морской экологии на западном побережье залива Чжаоань.
1. Обзор проекта
1. Основная информация о проекте
Проект по защите и восстановлению морской экологии западного побережья залива Чжаоань — первый ключевой проект по восстановлению морской экологии в городе Чжанчжоу, получивший субсидии от центрального правительства, с общим объемом инвестиций в 152 миллиона юаней. Это ключевой проект в рамках национальной программы по оздоровлению залива «Голубой залив», осуществляемой Народным правительством уезда Чжаоань. Расположенный в уезде Чжаоань города Чжанчжоу провинции Фуцзянь, проект включает в себя два основных компонента: экологическое восстановление мангровых лесов в заливе Гункоу и восстановление береговой линии в городе Мэйлин. Это проект, направленный на укрепление экологического барьера залива Чжаоань и повышение потенциала защиты побережья.
2. Основное содержание строительства
Зона восстановления мангровых зарослей: расположена в заливе Гункоу, деревня Цзячжоу, поселок Цяодун. Она включает в себя удаление 25,5 га спартины альтернифлоры, преобразование 77,2 га подходящих илистых отмелей для лесопосадки, дноуглубление 677 м приливных каналов и посадку 39,6 га (приблизительно 594 му) мангровых деревьев, таких как канделия и павловния, для создания прибрежной водно-болотной экосистемы.
Проект восстановления береговой линии: расположенный в деревнях Тяньцуо и Дунмэнь поселка Мэйлин, он направлен на восстановление 2674 м эрозированной береговой линии (1773 м в деревне Тяньцуо и 901 м в деревне Дунмэнь) путем засыпки песком для защиты пляжа и создания прибрежных зон, тем самым восстанавливая естественную морфологию и защитную функцию пляжа.
Основные временные сооружения: Для обеспечения сухих условий строительства при посадке мангровых деревьев, преобразовании илистых отмелей и восстановлении береговой линии в рамках проекта были созданы временные перемычки. В качестве основного геотехнического материала для перемычки используется геотекстиль, который одновременно применяется в таких сценариях, как фильтрация илистых отмелей и защита склонов.
3. Условия строительства и возникающие трудности
Геологические условия: илистая отмель состоит преимущественно из илистой почвы и песчано-илистого грунта, обладающих низкой несущей способностью и высокой проницаемостью. Она подвержена оползням и суффозии, а также сильно подвержена приливному размыву.
Гидрологические условия: Расположенный на стыке Восточно-Китайского и Южно-Китайского морей, этот район характеризуется значительным диапазоном приливов и отливов (приблизительно 3-4 м), коротким эффективным периодом строительства и существенным влиянием ветра, волн и течений во время строительных работ.
Экологические ограничения: при строительстве необходимо строго защищать морскую жизнь и донную среду, запрещать выбросы загрязняющих веществ и предъявлять чрезвычайно высокие требования к экологичности материалов и строительных технологий.
Требования к материалам: Геотекстильные материалы должны обладать высокой прочностью, устойчивостью к старению, проколам, фильтрационными и дренажными свойствами, а также быть пригодными для использования в морской среде с высоким содержанием соли, высокой влажностью и сильной коррозией.
II. Выбор и технические параметры тканых геотекстилей
1. Критерии отбора
С учетом морской среды, условий строительства и экологических требований проекта, в качестве материала был выбран высокопрочный тканый геотекстиль из полипропилена (ПП). По сравнению с нетканым геотекстилем, он обладает более высокой прочностью на разрыв, лучшими антивозрастными свойствами и превосходной устойчивостью к проколам, что делает его пригодным для различных применений, таких как заполнение кессонов, фильтрация илистых отмелей, защита склонов и многое другое.
2. Основные технические параметры (спецификации, специфичные для проекта)
стол
Технические показатели, требования к параметрам, стандарты тестирования и сценарии применения.
Масса на единицу площади: 400 г/м² GB/T 17638-2017 Фильтрация в виде кессона, нижний слой для защиты склонов, изоляция илистых отмелей
Прочность на разрыв (направление основы/утка) ≥25 кН/м GB/T 17639-2017 Усиление коффердама, материал мешка
Удлинение при разрыве ≥25% GB/T 17639-2017 Адаптация к деформации илистых отмелей и приливным колебаниям
Коэффициент проницаемости: 1×10⁻³~1×10⁻² см/с. В соответствии с GB/T 17637-2017, используется для фильтрации сточных вод с целью предотвращения образования труб.
Антивозрастные свойства: устойчивость к УФ-излучению в течение 1000 часов, сохранение прочности ≥80% в соответствии с GB/T 17636-2017, подходит для длительного использования на открытом воздухе в морской среде.
Коррозионная стойкость: Устойчивость к коррозии морской водой, солями, кислотами и щелочами, без выделения вредных веществ. Экологические и природоохранные исследования: Защита морской экосистемы.
3. Использование материалов
В рамках проекта было закуплено приблизительно 126 000 квадратных метров тканого геотекстиля плотностью 400 г/м², в том числе 72 000 квадратных метров для временных перемычек, 35 000 квадратных метров для использования в качестве фильтра на мангровых илистых отмелях и 19 000 квадратных метров для защиты склонов вдоль береговых линий пляжей.
III. Основные сценарии применения и процессы строительства с использованием тканых геотекстилей.
(1) Проект временного кессона: композитный кессон из тканого геотекстиля и заполненных мешков с песком (основное применение)
1. Подход к проектированию кессона
В ответ на особенности илистой почвы и приливного размывания, была применена комбинированная конструкция коффердама, состоящая из «мешек с песком, заполненных тканым геотекстилем + непроницаемой мембраны + фильтрующего слоя». Тканый геотекстиль служит армирующим и фильтрующим сердечником, решая проблемы низкой устойчивости, протечек и слабой противоразмывающей способности традиционных коффердамов. Эта конструкция соответствует стандарту защиты от наводнений для пятилетнего периода повторяемости, обеспечивая строительство на сухих участках в районах посадки мангровых деревьев.
2. Конструкция перемычки и расположение геотекстиля.
Основная часть плотины: она строится путем заполнения мешков с песком тканым геотекстилем послойно. Размер мешка составляет 80×120 см, со смещенными стыками и перекрытиями (длина перекрытия ≥40 см), образующими монолитный армированный каркас плотины, который удерживает песчаный материал и повышает прочность на сдвиг.
Непроницаемая система: с верхней стороны водослива укладывается непроницаемая мембрана из полиэтилена высокой плотности (HDPE) толщиной 0,5 мм, под ней – фильтрующий слой из тканого геотекстиля плотностью 400 г/м², а сверху – защитный слой из мешков с песком. На основание водослива укладывается изоляционный слой из тканого геотекстиля для предотвращения смешивания ила с песком.
Фильтрация и дренаж: С нижней стороны водослива укладывается тканый геотекстиль плотностью 400 г/м² и гравийная подушка. Для отвода просачивающейся воды, снижения фильтрационного давления и предотвращения суффозии устанавливается глухой дренажный канал.
Защита склонов: на верхнем и нижнем склонах укладывается фильтрующий слой из тканого геотекстиля. Верхний склон покрывается сборными бетонными блоками, а нижний склон защищается с помощью эко-мешков, обеспечивая баланс между защитой и экологией.
3. Схема технологического процесса строительства
1. Подготовка к строительству: Очистить илистое дно от ила и мусора, провести геодезические работы и разметку, выкопать отводной канал (шириной 6 м и глубиной 2,5 м) для обеспечения раннего отвода воды; такие материалы, как тканый геотекстиль, песок и водонепроницаемые мембраны, должны быть осмотрены по прибытии на площадку и могут быть использованы только после прохождения осмотра.
2. Подготовка основания перемычки: уложить тканый геотекстиль плотностью 400 г/м² в качестве изоляционного слоя, покрыть слоем песка толщиной 30 см и слегка уплотнить для повышения несущей способности основания перемычки.
3. Заполнение мешками с песком из тканого геотекстиля (основной процесс)
Укладка мешков: Уложите тканые геотекстильные мешки слоями вдоль оси водослива так, чтобы горловина мешка была обращена к гребню водослива. Расположите мешки со смещением, обеспечив перекрытие ≥40 см для плотного соединения между мешками.
Засыпка песком: используется метод гидравлической рекультивации, при котором чистый песок из морской акватории засыпается в мешки по трубопроводу. После полного заполнения мешков их отверстия плотно запечатываются, при этом толщина каждого слоя составляет 40-50 см.
o Уплотнение: После завершения каждого слоя наполнения следует использовать легкий каток, смоченный водой, для уплотнения, обеспечивая степень уплотнения ≥90% для обеспечения общей стабильности корпуса мешка.
o Послойно: повторяйте процесс «укладка - засыпка - укатывание» до достижения проектной высоты водослива (максимальная высота 5,2 м), формируя сплошное тело водослива.
4. Строительство водонепроницаемой и фильтрующей системы: Уложить фильтрующий слой из тканого геотекстиля с верхней стороны → приварить водонепроницаемую мембрану из полиэтилена высокой плотности (HDPE) → покрыть защитным слоем из мешков с песком; уложить тканый геотекстиль + гравийную подушку с нижней стороны и установить глухой дренажный канал.
5. Защита склонов и строительство гребня водослива: Уложить на поверхность склона фильтрующий слой из тканого геотекстиля и установить защитные сооружения; уложить гравийное покрытие на гребне водослива и установить волнозащитные барьеры для обеспечения защиты от наводнений и транспортировки.
6. Контроль качества: Проведение контроля в режиме реального времени степени уплотнения водослива, ширины перекрытия геотекстиля и прочности сварных швов водонепроницаемой мембраны. После завершения работ провести испытания на фильтрационный поток и устойчивость к оползням. При успешном прохождении этих испытаний перейти к основному этапу строительства.
(II) Зона посадки мангровых деревьев: Применение тканого геотекстиля для фильтрации и изоляции илистой отмели.
1. Цель применения
Для решения проблем, связанных с низкой проницаемостью илистой почвы на илистых отмелях, склонностью к обрушению посадочных ям и затрудненным ростом корней мангровых лесов, используется тканый геотекстиль, обеспечивающий фильтрацию и дренаж, изоляцию и укрепление, а также защиту корней, что повышает выживаемость мангровых насаждений.
2. Процесс строительства
1. Подготовка илистых отмелей: удаление Spartina alterniflora и мусора, выравнивание илистой отмели и выкапывание посадочных ям (размер: 60×60×80 см).
2. Укладка тканого геотекстиля: Уложите 400 г/м² тканого геотекстиля на дно и вокруг посадочной ямы, чтобы сформировать фильтрующий изоляционный слой. Край геотекстиля должен выступать на 20 см за край посадочной ямы, при этом длина нахлеста должна быть ≥30 см.
3. Засыпка и посадка: Заполните посадочную яму чистым песчаным грунтом, посадите саженцы мангровых деревьев и уплотните окружающий грунт. Накройте верхний слой геотекстиля слоем грунта толщиной 10 см, чтобы предотвратить его обнажение и старение.
4. Фильтрация приливных каналов: На дно и по обеим сторонам приливного канала укладывается тканый геотекстиль для предотвращения обрушения и отложения наносов, обеспечивая бесперебойную циркуляцию приливной воды.
(III) Зона восстановления береговой линии пляжа: Применение тканого геотекстиля для защиты склонов и изоляции песчаной засыпкой.
1. Цель применения
Для решения таких проблем, как эрозия пляжей, оползни береговых склонов и потеря песка при засыпке, используются геотекстильные материалы, которые обеспечивают усиленную защиту склонов, изолированную засыпку песком и фильтрованный дренаж, тем самым стабилизируя береговую линию пляжа и повышая ее устойчивость к размыву.
2. Процесс строительства
1. Подготовка берегового склона: Удалить мусор и рыхлую почву с размытой береговой линии, выровнять береговой склон (уклон 1:3), уложить тканый геотекстиль плотностью 400 г/м² в качестве армирующего слоя, уложить геотекстиль вдоль берегового склона с перекрытием ≥40 см и закрепить его U-образными гвоздями (с интервалом 1,5 м).
2. Изоляция песчаной засыпки: За откосом берега создается площадка для песчаной засыпки, и укладывается изоляционный слой из тканого геотекстиля, отделяющий песчаную засыпку от нетронутой грунтовой массы, предотвращая потерю песка и перемешивание грунта.
3. Защита склонов: поверх тканого геотекстиля укладывается слой щебня, покрытый экологически чистыми бетонными блоками или блоками из натурального камня, образуя комбинированную конструкцию для защиты склонов от волновой и приливной эрозии.
4. Укрепление береговой зоны: Береговая зона покрывается армирующим слоем из тканого геотекстиля, а грунт засыпается слоями и плотно уплотняется для повышения несущей способности и устойчивости береговой зоны.
IV. Контроль качества строительства и меры по охране окружающей среды
1. Ключевые моменты контроля качества
Контроль материалов: Перед доставкой тканого геотекстиля на строительную площадку необходимо предоставить сертификаты завода-изготовителя и протоколы инспекции. На месте необходимо провести выборочную инспекцию для оценки прочности на разрыв, коэффициента проницаемости и устойчивости к старению. Использование некачественных материалов строго запрещено.
Процесс укладки: Геотекстиль должен быть уложен ровно и без складок, при этом длина нахлеста и способ крепления должны строго соответствовать проектным требованиям. Прочность сварных/шовных соединений не должна быть ниже прочности основного материала.
Контроль за заполнением: мешки с песком следует заполнять полностью и плотно уплотнять, при этом толщина слоя и степень уплотнения должны соответствовать стандартам, чтобы предотвратить проседание и смещение перемычки.
Контроль и приемка: В ходе строительства проводится мониторинг в режиме реального времени смещения и фильтрационного потока водослива. После завершения строительства проводятся испытания на устойчивость и противоэрозионную прочность для обеспечения качества проекта.
2. Меры по охране окружающей среды
Экологически чистые материалы: для изготовления геотекстиля используется полипропиленовая ткань, не содержащая вредных веществ, что соответствует требованиям охраны морской среды и предотвращает загрязнение морской акватории.
Контроль за ходом строительства: В период строительства необходимо устанавливать ограждения и отстойники для предотвращения попадания осадка и мусора в море; приостанавливать подводные работы во время приливов и отливов, чтобы минимизировать воздействие на морскую жизнь.
Экологическая реставрация: После завершения строительства временные сооружения следует незамедлительно демонтировать, чтобы восстановить естественный рельеф илистых отмелей и пляжей, высадить мангровые деревья и прибрежную растительность, а также восстановить экосистему.
V. Эффективность применения и инженерная ценность
1. Эффективность инженерных технологий
Улучшение устойчивости кессона: Укрепляющий эффект тканого геотекстиля увеличил общую прочность кессона на сдвиг на 45%. В течение периода строительства он выдержал многочисленные приливные и волновые воздействия без каких-либо случаев скольжения, протечек или сужения, обеспечивая непрерывные и стабильные сухие условия строительства.
Фильтрующий и дренажный эффект впечатляет: тканый геотекстильный фильтрующий слой эффективно задерживает осадок и отводит просачивающуюся воду. Просачивающаяся вода в зоне посадки мангровых деревьев контролируется в пределах проектных значений, скорость обрушения посадочных ям снижается на 80%, а выживаемость саженцев мангровых деревьев достигает 92%.
Улучшенная защита береговой линии: после укрепления береговой линии тканым геотекстилем ее противоэрозионные свойства улучшаются на 50%, что эффективно замедляет эрозию пляжа и значительно повышает стабильность береговой линии.
Повышение эффективности строительства: Тканый геотекстиль легкий и простой в укладке, адаптируется к сложному рельефу илистых отмелей, сокращает срок строительства временной дамбы на 30 дней и снижает затраты на рабочую силу и технику.
2. Достижения в области охраны окружающей среды и экологии
Экологическая защита соответствует стандартам: тканый геотекстиль не выделяет загрязняющих веществ, а качество воды и донная среда морской акватории остаются незагрязненными в течение всего периода строительства, эффективно защищая морское биоразнообразие.
Восстановление экологии водно-болотных угодий: зона посадки мангровых деревьев сформировала полноценную прибрежную водно-болотную экосистему, ставшую местом обитания для птиц, донных животных и рыб, что значительно обогатило биоразнообразие.
Укрепление береговой линии: После завершения проекта на западном побережье залива Чжаоань будет создана двойная система защиты, состоящая из «мангровых лесов + пляжей». Это значительно повысит способность предотвращать воздействие ветра и волн, способствовать заиливанию и защищать пляжи, а также существенно улучшит способность противостоять тайфунам и штормовым нагонам.
3. Экономическая и социальная ценность
Оптимизация затрат: по сравнению с традиционными глиняными перемычками и бетонными укреплением склонов, использование тканых геотекстильных композитных конструкций позволяет сэкономить 55% объема земляных работ и снизить стоимость проекта на 22%, что приводит к значительной экономической выгоде.
Улучшение уровня жизни и благополучия населения: проект направлен на повышение качества воды в акватории залива Чжаоань, создание экологически благоприятного прибрежного ландшафта, стимулирование развития прибрежного туризма и рыболовства, а также на укрепление у общественности чувства удовлетворенности и счастья от близости к морю.
Основные моменты демонстрационного проекта: Многосценарное применение тканых геотекстилей в восстановлении морской экологии в рамках данного проекта представляет собой отработанную техническую модель для аналогичных проектов по восстановлению прибрежных водно-болотных угодий и береговой линии по всей стране и было отмечено как «Демонстрационный проект по восстановлению морской экологии в провинции Фуцзянь».
VI. Краткое описание дела и значение повышения по службе
1. Точки технологических инноваций
Новаторская технология композитных кессонов с мешками из тканого геотекстиля, заполненными песком, идеально подходит для илистых отмелей и морских районов, подверженных влиянию приливов, и решает проблемы низкой устойчивости и сложности предотвращения просачивания воды, характерные для традиционных кессонов.
Достичь многофункционального синергетического применения тканых геотекстилей, а именно «армирование – фильтрация – изоляция – защита», охватывающего три основных сценария строительства: перемычка, илистая отмель и береговая линия, для максимального использования материалов.
Применение гидротехнической рекультивации в сочетании с использованием геотекстиля позволяет использовать местный песок из морской акватории, что соответствует экологической концепции «управление морем с помощью моря». Такой подход помогает снизить затраты и сократить сроки строительства.
2. Сфера применения продвижения по службе
Данная технология применима к:
Проекты по восстановлению прибрежных водно-болотных угодий, посадке мангровых деревьев в приливных зонах и прибрежных водно-болотных угодий.
Временные перемычки и работы по укреплению береговой линии в рамках проектов по восстановлению морской экологии.
Проекты защиты и укрепления склонов, засыпки песком и изоляции эрозионных пляжей и прибрежных зон.
Предотвращение наводнений и приливов, а также проекты по экологическому укреплению берегов в эстуариях и заливах.
3. Эмпирические данные
В проектах по восстановлению морской экологии при выборе геотекстиля следует учитывать технические характеристики, экологическую безопасность и экономическую эффективность. Тканый геотекстиль является предпочтительным материалом, подходящим для морской среды.
В сложных морских условиях необходимо применять технический подход, сочетающий композитные конструкции и геосинтетические материалы, для повышения устойчивости и долговечности проекта.
Проект экологической реставрации должен придерживаться принципа «придавать равное значение строительству и защите» и обеспечивать взаимовыгодную ситуацию как с точки зрения инженерных, так и экологических преимуществ за счет использования экологически чистых материалов и процессов.
