劉潤東
摘 要:為了切實保證人民財產在面臨洪水災害時不受到損害,我國對河道整治工程給予足夠的重視,特別是對險工險段更是不斷的進行技術的創新。本文擬對河道整治工程砌石加固技術進行探討,供參考。
關鍵詞:堤防工程;施工技術;砌石加固
河道整治工程的建設就是為了避免洪水災害對人民生命財產構成嚴重威脅,所以它在建筑的過程中一定要考慮到洪水自身具有滲透性、流動性、腐蝕性、沖擊性,針對洪水的特性,采取有效的措施應對,目前砌石加固施工技術取得了較好的成效。
一、河道整治應遵循的原則
1.1上下游、左右岸統籌兼顧。
1.2依照河勢演變規律因勢利導,并要抓緊演變過程中的有利時機。
1.3河槽、灘地要綜合治理。
1.4根據需要與可能,分清主次,有計劃、有重點地布設工程。
1.5對于工程結構和建筑材料,要因地制宜,就地取材,以節省投資。
二、河道整治工程布局
以防洪為目的的河道整治,要保證有足夠的排洪斷面,避免出現影響河道宣泄洪水的過分彎曲和狹窄的河段,主槽要保持相對穩定,并加強河段控制部位的防護工程。以航運為目的的河道整治,要保證航道水流平順、深槽穩定,具有滿足通航要求的水深、航寬、河彎半徑和流速、流態,還應注意船行波對河岸的影響。以引水為目的的河道整治,要保證取水口段的河道穩定及無嚴重的淤積。以浮運竹木為目的的河道整治,要保證有足夠的水道斷面,適宜的流速和無過分彎曲的彎道。
河道經過整治后,在設計流量下的平面輪廓線,稱為治導線,也叫整治線。治導線是布置整治建筑物的重要依據,在規劃中必須確定治導線的位置。對于單一河道,在平原地區的治導線沿流向是直線段與曲線段相間的曲線形態。它可以本河流天然河彎的曲率半徑與流量的經驗關系,以及兩彎之間的直線段長與河寬的關系為設計依據,較為符合實際。治導線分洪、中、枯水河槽三種情況。由于漫灘水流對河道演變及水流形態的影響小,洪水河槽治導線,一般與堤防的平面輪廓線大體一致。對河勢起主要作用的是中水河槽的治導線。中水河槽通常是指與造床流量相應的河槽。固定中水河槽的治導線對防洪至關重要,它既能控導中水流路,又對洪、枯水流向產生重要影響。有航運與取水要求的河道,需確定枯水河槽治導線,它一般可在中水河槽治導線的基礎上,根據航道和取水建筑物的具體要求,結合河道邊界條件來確定。一般應使整治后的枯水河槽流向與中水河槽流向的交角不大。
三、根石加固及措施
1.根石加固施工工藝要點
(1)施工應采用機械化作業,如采用挖掘機或裝載機配合滑石板施工。
(2)施工應在壩垛前有一定的沖刷深度、溜勢相對平緩時進行,這樣易于一次拋石到位,還可一定程度上避免發生猛墩猛蟄等險情。
(3)施工拋石應從壩垛下游逐漸拋向壩垛坡根上游推進。
(4)施工拋石應一次將石料拋至壩垛坡根部,盡量避免拋在坦坡上或水面以上。
(5)一般情況下應少用向前滾拋的辦法,盡可能先拋夠應拋工段的下層,然后按設計坡度1:1.5分層向后退收,以期達到上下壓茬、增強根石穩定性的效果。
(3)如果在大溜頂沖時搶拋大塊石,應先推一定數量的鉛絲籠,等穩定根基后方可用機械大量拋投大塊石。
2.大塊石根石加固與傳統根石加固的區別
(1)傳統根石加固后工程的防洪表現及壩垛根石情況。傳統根石加固根石易走失,根石走失后根石坡度仍較陡,根石深度仍嚴重不足,特別是上跨角至圓頭段水流沖刷嚴重的部位,這種現象最為明顯,此時,要想使工程來年安全度汛,防患于未然,就必須再次對壩垛進行根石加固。
(2)大塊根石加固后工程的防洪表現及壩垛根石情況。通過根石探測表明加固壩垛的上跨角至圓頭有一定的根基,即使加固壩垛的上跨角至圓頭部位,根石也不那么陡直,大塊石在壩垛根基部位起保護作用。
3.大塊石根石加固施工的優點
(1)大塊石整體性好,不易被水流沖失或發生位移,可實現加固根石在壩垛根基部位累計護根的良好效果。
(2)大塊石根石加固在一定程度上可與鉛絲籠加固媲美。眾所周知,拋鉛絲籠是黃河防汛搶險及根石加固的重要手段,但因其工藝繁雜、人工操作效率低、成本高等原因,不到萬不得已一般不采用,而大塊石由于其天然的整體性,開采出的原材料不需要加工即可投入使用,既克服了鉛絲籠的缺點,又具有鉛絲籠的優點。
(3)大塊石根石加固以機械化施工為主,是當前根石加固施工的發展方向。大塊石較重,施工離不開機械,而目前挖掘機、裝載機、多功能拋石機、滑石板等機具已在黃河基層河務部門廣泛應用,因此大塊石根石加固的出現可為這些機具提供用武之地。另外,機械化施工能減少人工勞動強度,增大安全系數,提高勞動效率。
(4)大塊石根石加固在壩垛上跨角、圓頭部位應用效果比傳統根石加固好。
(5)大塊石根石加固有減少壩垛出險的作用。實踐證明,采用大塊石加固后的壩垛,出險機率明顯減小。
四、幾點建議
1.修建河道整治建筑物控制、調整河勢。對單一河道,抓住河道演變過程中的有利時機進行河勢控制,一般在凹岸修建整治建筑物,以穩定灘岸,改善不利河彎,固定河勢流路。對分汊河道,可在上游控制點、汊道入口處及江心洲的首部修建整治建筑物,穩定主、支汊,或堵塞支汊,變心灘為邊灘,使分汊河道成為單一河道。在多沙河流上,還可利用透水建筑物使泥沙沉淀,淤塞汊道。
2.實施河道展寬工程。用于堤距過窄的或有少數突出山嘴的卡口河段。通過退堤以展寬河道,有的還以退堤和擴槽進行整治。
3.通過爆破、機械開挖及人工開挖完成。在平原河道,多采用挖泥船等機械疏浚,切除彎道內的不利灘嘴,浚深擴寬航道,以提高河道的通航能力。在山區河道通過爆破和機械開挖,拓寬、浚深水道,切除有害石梁、暗礁,以整治灘險,滿足航運和浮運竹木的要求。
4.大塊石加固應與傳統根石加固搭配使用。因為大塊石的穩定性可在根石加固中起骨架作用,但缺點是大塊石與大塊石之間縫隙較大,雖易阻水但外觀高低不平。如果在大塊石加固后再適當拋一些傳統塊石(30kg以上),用以填補大塊石之間的縫隙,效果會更好。上級部門應考慮給基層單位配備一些根石加固機具。如挖掘機、裝載機等。
五、結束語
河道整治是水利工程建設施工的基礎,根石加固施工能夠有效牢固水利工程根基,提高工程整體的牢固度、穩定性以及抗洪能力,提高水利工程的防洪安全系數,從而達到牢固施工、防范危險的目標。
參考文獻
[1]鞠佳文.堤防工程砌石加固施工技術初探[J].科技創業家,2013,12(01).
[2]張漢宏.淺析堤防工程砌石加固施工技術[J].科技資訊,2011,08(13).
(作者單位:菏澤市洙趙新河流域工程管理處)