学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

黄土高原地区管道水工保护及综合治理模式研究

作　者: 白丽华
导　师: 张兴昌
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 农业推广
关键词: 黄土高原西气东输水工保护水土保持
分类号: S157
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 34次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

西气东输管道陕西省靖边至山西省临汾段线路长约360km,沿途通过沙漠、黄土丘陵、石质山区和河谷阶地。该段黄土梁峁沟壑极其发育,地形极为破碎,沟壑密度大,是整个管道工程最复杂、最困难的地段。同时,由于黄土特殊的水解性质,极易发生水力侵蚀以及由于水力侵蚀导致的重力侵蚀,从而危及管道安全,管道水工保护工程量大。因此立项对护坡、挡土墙、管沟基础、植被恢复等主要水工保护技术进行优化研究,具有显著的经济效益和环境效益。本研究通过现场调查、收集资料以及取样试验、室内试验、现场试验等工作,基于前人的研究成果,借鉴地方水工保护的经验,在研究黄土的矿物成分、化学成分、可溶盐、显微结构特征以及物理力学性质和水解性质的基础上,根据研究对象的边界条件,因地制宜地提出了改进措施,优化结构,达到了预期的目标。主要研究内容及结果如下:1.在管道的水工保护设计中,提出采用系统化设计的思想,将水工保护构筑物和水土保持措施有机结合起来,以水工构筑物为核心,通过对雨水截、排、引、消、渗、堵的方法构建一个系统,通过系统中的各个环节、各个方面相互补充,相互完善而提高整个系统的安全性。护坡采取了灰土、固化土、土工格室、草袋、鱼鳞坑、水平沟等多种形式,通过控制填土和地基土层中的含水量,优化灰土挡土墙结构形式,降低工程造价7%～30%,提出施工挡土墙结构达到夯实度≥0.93指导性技术方案。2.通过对管道沿线黄土的矿物、化学成分、微观结构和物理力学性质、水解性质进行研究,根据黄土遇水易崩解、遇水发生湿陷的特殊物理力学、水解性质,分析其内在原因,有针对地选择适宜、经济的加固材料,提高加固后土体的强度和水稳性,使水工保护构筑物起到良好的水土保持作用。根据不同黄土含水量的物理力学性质,分析其不同的原因,通过改变造成不同含水量的控制条件来优化挡土墙、护坡、管沟处理的结构。同时在每处挡土墙、护坡及管沟两侧通过植被恢复技术形成一个生态良好的小区域,使其互为补充,互为依托,取长补短共同维护管道的安全。3.现场模拟降雨试验表明:不同掺量的固化土都具有较好的抗渗性能,固化土的力学强度和水解性质有很大的改观,软化系数均大于0.80,经受水浸泡的能力大大增强。在强度、耐久性和抗冲刷性等方面较灰土更好,固化土完全满足水工保护要求要有效防治侵蚀,宜在侵蚀发生的初始阶段即面蚀阶段,预防的重点在于避免形成沟蚀,拦截雨水使其就地入渗,则会起到事半功倍的作用。(1)采用固化材固结湿陷性黄土,使用较少的掺量可使湿陷性黄土获得较高的强度和较好的水稳性能;(2)采用固化材固结的湿陷性黄土,具有较好的抗冻融性、耐干湿性和抗冲刷性;(3)现场试验表明,采用固化材固结陷性黄土作为长输管道水工保护的护坡、挡土墙是可行的;(4)固化土中固化材的掺量不同pH=7.4～7.8,满足灰土要求;(5)固化土渗透系数0.85×10-6～1.13×10-6cm/s,满足灰土要求;(6)固化土抗冲刷性,减蚀量≧93%,满足灰土要求。4.植被恢复选择当地适宜的乡土植物种类,避免引进新的物种,以保证植物安全,增强恢复植被的适应性。在技术上选择乔草灌相结合,以草、灌为主的植被恢复方案。推荐物种主要为:在黄河以西乔木以旱柳为主,灌木以柠条、红柳为主,草以沙打旺、苜蓿、黄蒿为主。黄河以东乔木以刺槐为主,灌木以酸枣为主,草以沙打旺、苜蓿为主。试验点植被建植后总覆盖度54%～85%。植被恢复建植1年半后测试表土流失量在大暴雨的情况下0.046 g·min-1·m-2～0.124g·min-1·m-2,侵蚀作用较同类地形减少61%以上,预计今后会进一步提高。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
第一章概述  11-13
  1.1 立项背景  11
  1.2 原则和总体思路  11-12
  1.3 研究方案  12-13
第二章研究区侵蚀现状及对管道建设的危害分析  13-16
  2.1 研究区内侵蚀现状  13
  2.2 研究区内水力侵蚀强烈的原因  13-14
  2.3 对管道建设的危害分析  14-16
第三章黄土的物理力学性能及特征研究  16-28
  3.1 黄土的矿物、化学成分及可溶盐分析  16-19
  3.2 黄土的显微结构特征研究  19-25
  3.3 原状黄土物理力学性质及水解性质分析  25-28
第四章固化材料加固机理分析  28-41
  4.1 改变黄土物理力学性质和水解性质的途径  28
  4.2 石灰加固黄土机理分析  28-31
  4.3 固化材加固黄土机理分析  31-41
第五章优化工程护坡结构  41-56
  5.1 总体思路  41-42
  5.2 灰土护坡结构优化  42-43
  5.3 固化土护坡结构优化  43-44
  5.4 土工格室等柔性材料性能研究及结构优化  44-48
  5.5 鱼鳞坑、水平沟等其它护坡方式性能研究  48-51
  5.6 植被护坡机理分析  51-55
  5.7 小结  55-56
第六章挡土墙(坎)结构优化  56-61
  6.1 挡土墙优化  56-60
  6.2 挡土坎优化  60-61
第七章管沟基础处理优化研究  61-66
第八章植被快速恢复技术  66-85
  8.1 总体思路  66
  8.2 研究布置  66-73
  8.3 植保方案  73-74
  8.4 种植技术措施  74
  8.5 管护措施  74-76
  8.6 植物的水土保持作用  76-77
  8.7 植生带技术  77-85
第九章现场试验  85-106
  9.1 试验点的选取  85
  9.2 护坡、挡土墙、管沟基础处理现场试验  85-93
  9.3 植被恢复试验  93-106
第十章经济效益和环境效益分析  106-110
  10.1 护坡结构优化经济效益分析  106-107
  10.2 挡土墙(坎)结构优化经济效益分析  107
  10.3 管沟基础处理结构优化经济效益分析  107
  10.4 植被恢复技术经济效益分析  107-108
  10.5 植生带技术经济效益分析  108
  10.6 推广应用  108-110
第十一章与国内外同类技术对比  110-112
第十二章研究结论和建议  112-115
  12.1 设计系统化  112
  12.2 挡土墙结构优化  112
  12.3 护坡结构优化  112-113
  12.4 管沟基础处理结构优化  113
  12.5 环保型固化材研制  113
  12.6 植被恢复技术  113-114
  12.7 植生带技术  114
  12.8 建议  114-115
参考文献  115-117
致谢  117-118
作者简介  118

黄土高原地区管道水工保护及综合治理模式研究

内容摘要

全文目录

相似论文