各种类型的海岸结构的设计、发展和实现提出了许多挑战，不仅是最初工地挖掘时项目施工地点的保护，还有产品工具状态。不管是强烈的东北风——一场一整夜的海港风暴，还是一场大型风暴或龙卷风，这种不能预见的风暴对于海岸工程的实施阶段是种灾难。本文的作者参加了1980年开始的佛罗里达海岸界处沙充满土工织物腐蚀控制器的设计和安装。到1985年，许多工程遭受了大量风暴的破坏。影响包括产品、设备、材料和利润的损失。

　　保护项目土地的最初努力主要是土工织物堤坝覆盖层的设计、发展和应用。用各种各样相互平等的朝海、朝岸方向的镇流管与土工纤维的混织物作为挖掘工程沙材料中所形成的三角形土制堤坝的覆盖物。织物覆盖的堤坝要求有宽的海岸面以允许土堤坝结构的朝海方向有平坡。

　　1985年，沿佛罗里达海湾海岸，在一国际共管前方很狭窄的海岸上安装了一道充沙防冲蚀控制设备。完成了场地的挖掘，定量了3∶1坡度，在斜坡上放置了几百英尺厚的过滤布基础材料。顺利完成了夹板约束器的安装和使另一管道造成凹形，与此同时完成了空土工织物容器的安装。我们这天有个乐观的记录，并期待着明天充沙装置的运行。

　　我们被紧急暴风雨吵醒，在没有任何警告下一晚上就形成了这场暴风雨。狭窄的保护土堤坝安全被冲走，许多沙被刮进已挖掘好的由准备好的过滤布覆盖的工地，所有土工零件被埋在几吨重的湿沙下面。小心的重新挖掘斜坡以恢复土工织物零件的努力是徒劳的。昂贵的、无效的。我们从暴风雨过后的海岸上撕在残留织物并将它们运到仓库。新的材料必须订好、编织好并运到工地，这一切都需要花费。

1 设计挑战

　　为了发展更有效的方法来保护海岸项目工地，设想了一种直径近6ft（1.8m）的充水保护管。这以前我的经验主要是用多孔纤维制成垫块形状，在圆周外形成焊缝。我认为需要不渗水的土工织物材料以获得热焊接焊缝，我决定叫这方面的专家。与东北一家生产宇航服的公司联系后，得知一条300ft(91.4m)长的“水充满管”用不渗水土工织物材料制成，从设计到运输，需18个星期，花费近70,000美元，而且不能达到超过2ft(0.6m)的填充高度。显然在时间安排和费用上是不行的。

　　绝望中，我在Sarasta，临近泥泞工地的地方找到了当地的专家。我很幸运地和专家在非渗透PVC纤维材料热焊接中确定了制作者。

　　我们中的两个人从周五早上到周六晚上不停地切割、焊接一300ft(9.14m)长的元件部件。周日完成了将一交叉的断开装置环绕成10ft（3m）零件的工作，这零件是由8 in(20.3cm)PVC管和2in（5cm）尼龙带状限制器构成，并制作两个铝钳架以约束管子末端。

2 方案1

　　周一一早，我们在泥泞的工地前狭窄的海岸上使用第一代Pro Tec Tube ITM装置。PVC管喷射时进入水管向陆地方向的海岸面中。2-in(J.cm),10,000lb/1h2尺寸的板片用来作为圆环形约束器以将水管和垂直PVC管连接起来。多4－in（10.2cm）泵从海湾抽水以升高活动围堰。中午，管子充满后达到最佳的交叉位置，管子最朝海的部分高度上精确地达到5ft(1.5m)，随着接近岸面逐渐变低，在末端逐渐变低，在末端高度接近2.5ft(0.8m)。我们用泵来进行水管岸端的渗水／抽水。除了几次小暴风雨，我们的海岸腐蚀控制工程没有受到更多的事故影响而完成。完成时，管子抽气后卷起运到另一个工程。

　　在最初监测的几个星期里，我们记录了圆形、椭圆形水管围堰的设计问题。圆形交叉形状不稳定，除非连续地约束着，否则会朝着海的方向卷曲。海浪冲击着海岸的凸出部分，惊人地分成了向上和向下部分：向上部分偶尔会超过管子，向下部分会引起沿朝海方向的腐蚀沟。过一段时间，向下部分中的管子会进入腐蚀沟，削减了它的有效高度，降低了它的防护水平。一旦管子接近交叉中间点，所有的海浪力量偏向上，就没有腐蚀发生。最后，单层PVC纤维可能被尖的，海浪带来的碎片刺穿，使工种处于危险境地。

3 方案2

　　这些问题的解决方案是一系列并排的土工织物管，每一个都比前一个长，构成了一平且宽稳定的基体以提高稳定性和抗卷性。然而将多层分离的沙或水充满平行管以任何一种一致形式放在一起，在静止、即海岸很少有湍流的环境下，是一复杂而困难的技术。最佳的设计配置是由一家工厂按预定长度组装零件，这个配置包括多平行管，具有相同的顶部和底部，但用内部垂直隔板（或T形腹板）水平隔开。组成的楔形Pro Tec Tube Ⅱ7M比单椭圆形土工织物管有更好的固有稳定性和抗弯性。

　　1988年，在佛罗里达西岸的Longboat key 完成了最初的安装。由Army Corps of Engineering firm(海师军团)、the Coastal Planning and Engineering firm(海岸设计工程公司)和其它项目实施提供资料的人们监测。当暴风雨周期性地剥去（表面）时，海浪的主要力量偏高向上，穿过渐高的管子，穿过距离、时空、抵抗吸引，逐渐耗散掉海浪的能量。向上的海浪偏离证明水平海浪反转没有任何负作用。当管子结构被暴风雨暂时剥去，日常的运输不会受到阻碍。楔形设计的斜坡允许自然沙的反复恢复，这引起了海岸工程领域的许多惊奇。

图1 楔型土工织物管状防漫控制结构

4 已发展的土工材料

　　就如同直到时空器的发展，宇航员才能不停地围绕世界飞行一样，特殊工作纤维的发展导致了这种专利装置的发展。本文作者和一位纺织者一起工作，共同发展并测试了大量具有专利的土工织物，以设计出能在海岸这种苛刻环境下提供较高性能的织物。试验证明了两种分离纤维的最小用量，里层材料用来包含好的沙粒，外面分离的防护层特别用来对付苛刻海岸环境带来的固有问题。自80年代中期，两层纤维组合结构在多年测试，多种工程中有较好的性能。

　　尽管发展到今天，state-of-the-art土工纤维是由一系列涤纶纤维组成预定长度的股状构成，然后用专利配方热压涂层。合成的涂层股织成的特殊热处理土工纤维，在刺、磨、撕、拉下和紫外线保护方面有较好的固有纤维性能。审美上可选性的增强使材料按颜色采编码以适应工地沙地。Kevlar纤维可以“rip-stop尼龙”外形形成防护层。

5 优点

　　尽管设计是为了每年高频、低幅的暴风雨，但装置超过了预想性能，可在工地多次低频、高幅暴风雨中提供明显的暴风雨防护性能。这由Army Corps of Engineers Engineering Techricel(陆军工程师团)1110－2－353书面证明，1993.12,引出版。

　　楔形织物管装置的优点包括改进了暴风雨海浪侵蚀和环境对自然沙丘小破坏作用中的性能，沙改造的海滩适宜性，或邻近海滩的性能。快速的发展：水充满时快速的紧急保护，沙充满时高水平长时间的暴风雨防护，植物的生长与覆盖，这些都可提供给客户。

6 未来的应用

　　这顶技术革命性的下一步发展是用沙充满土工织物管装置与特殊专利混凝土模具一起制造一种远离海岸的礁石状结构装置。这些人造礁石以活珊瑚装饰以产生活附加礁石，水下防波堤可削减腐蚀性海浪对海滩的影响，并提供扩大了的游泳领域。