黃河河道整治工程的施工技巧及對策探討

黃河河道整治工程的施工技巧及對策探討

一、河道整治工程險情概述

　　黃河河道整治工程是黃河防洪建設的重要項目，它對控制河道的走向起著重要的作用，無論何種類型的壩、垛、護岸等，歸根到底都要滿足穩(wěn)定河勢、疏導水流、利于防洪的需要。據(jù)統(tǒng)計，自2002年至2007年小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙以來，山東黃河河道整治工程共有191處險工、控導工程1491段壩垛出險2813次，搶險累計用石49.85萬m3，耗資6212萬元。工程布局及工程防守受到了一定程度的影響。更加有效地規(guī)劃治理流路，河道整治工程的施工顯得尤為重要。

　　二、出險原因分析

　　導致河道整治工程出險的原因，往往是多種因素綜合作用的結(jié)果。分析認為主要有以下幾個方面：一是水沙條件發(fā)生新的變化，中常洪水持續(xù)時間加長，工程遭受洪水侵蝕的時間增多，工程失穩(wěn)，這是工程頻繁出險的主要根源；二是河勢靠溜發(fā)生相應變化，上提下挫，左右擺動，造成工程和灘岸坍塌生險；三是壩岸基礎薄弱，多數(shù)河道整治工程存在根石深度淺、坡度陡、斷面不足等問題，達不到根石坡度1：1.5的標準要求，盡管每年都進行根石加固，但每年又有根石走失現(xiàn)象，導致險情不斷發(fā)生；四是新修壩岸未經(jīng)洪水考驗，達不到穩(wěn)定要求。“98”長江大水后，國家加大了大江大河防洪工程建設的投入，但由于新修壩岸筑壩時根槽開挖淺，沖刷坑深度不足等因素，洪水期間壩岸基礎被水流迅速沖失，導致一壩或多壩連續(xù)多次出大險。

　　三、施工方法

　?。ㄒ唬┧献鳂I(yè)的施工方法

　　水上作業(yè)也就是旱工作業(yè)，就是在黃河河道灘地上施工，傳統(tǒng)意義上的旱工作業(yè)除了工程主體的土方填筑之外，考慮到工程的穩(wěn)定，往往要在灘面上用機械開挖一個坑槽并對坑槽進行處理且沉埋防沖體或裹護體。多選用散石沉排、鉛絲籠沉排、柳石枕沉排等。                        

　　1、散石沉排實質(zhì)上就是在坑槽內(nèi)填拋塊石加強工程的基礎強度和深度。挖槽的寬度根據(jù)沖刷坑的深度及受水流沖刷的部位的強弱來決定。由于是散石施工，單個塊石重量的不足使作業(yè)強度不是太高，散石沉排可以隨著工程前沖刷坑的深度變化而成為坦石裹護壩體土胎并同時起到防止淘刷的作用，在長期的治黃實踐中多有運用。

　　2、鉛絲籠沉排則是將塊石裝入鉛絲編織的網(wǎng)內(nèi)并形成較大體積的抗沖體，減少了洪水時對單個石塊的沖刷走失現(xiàn)象，其具體施工序為：先用泥漿泵開槽（或用大型機械挖槽），然后清理坑槽，開始鋪設土工織物（其中有紡布在上，無紡布居下），土工織物上鋪放一定厚度的柳秸料墊層，運輸石料到基坑內(nèi)，開始裝籠做為壓載體，鉛絲籠沉排體施工完畢后，再在其上部覆壓土體即可。柳石枕沉排壩主要以做水下的護根結(jié)構，它所用的主要材料有柳料、麻繩、鉛絲、木樁、石料等。這種沉排體易閉氣，保土防沖性能比較好，當其處于壩（岸）前受溜位置時，能適應河床的沖刷變形，起到緩沖落淤，防止淘刷的作用。它的施工工序同樣是先進行基坑的開挖，并修整清理坑底和邊坡，而后就要捆扎柳石枕，鋪設第二層枕時應擺放在兩枕之間位置以保證閉氣嚴密及完整性，枕體上拋護散石，裹護體施工，最后修整邊坡即可。

　　近年來，河道整治工程中開始應用土工織物沉排，土工織物是由合成纖維制成，具有抗拉耐腐、滲透性強、抗沖反慮、強度高、柔性好等特點，應用它可以削減水流對工程的沖擊力，同時也可以防止水位驟升急降而形成的險情。土區(qū)織物沉排典型的有鉸鏈式模袋砼沉排、抽沙充填長管袋沉排、褥墊式沉排等，這種結(jié)構的原理相同，都是利用機織土工布作模袋，內(nèi)充具有一定流動度的砼或砂漿（沙），通過灌注壓力作用有效保護工程基礎，適應河床的沖刷變形。鉸鏈式模袋砼沉排預先在模袋內(nèi)埋設有高強繩索來將各個塊體聯(lián)接為整體，而長管袋（包括褥墊）則是將土工反慮布局部縫合加工成模袋，它們都具有較好的整體性和柔韌性，既適宜于旱工作業(yè)，也可以在水流速度不大的河面上施工。

　　（二） 水下施工方法

   河道工程的施工，經(jīng)常遇到水中進占問題，傳統(tǒng)意義上多采用黃河埽工的河工技術，即在水深流急情況下用柳石摟廂占體，底坯打家活樁以防止滑動，拋壓散石并輔以拋護柳石枕閉氣挑流。由于多為在水深溜急情況下施工，因此應注意把握好施工中的幾個方面，使用捆廂船要保證船體的長、寬符合捆扎柳石摟廂的需要吊錨纜在進占初期可用樁固定在壩襠或上游灘地及壩體上，埽體位置則要視岸上的標志樁隨時調(diào)整吊錨纜和揪稍纜的長短松緊，保證其迎水面邊線與標志樁對齊，后戧土跟進不宜太靠前，占繩、過肚繩用地錨樁固定在后土中，柳石枕也要拋足，并且拋護鉛絲籠或散石來增加抗滑力。柳石摟廂做為占體存在著不足，首先其所用軟料供給一旦不足則極易影響工程的進度，其次工程中物料的腐蝕容易影響基礎，造成被動搶險頻繁。另外如遇水深較小采用此方法施工，形成工程基礎深度較淺，如遇大的洪水沖刷，易形成較大險情。

　　現(xiàn)階段水中進占工程也有一些新的思路，如修筑透水樁壩、堆石進占筑壩等。透水樁壩系采用樁基進行施工，工程質(zhì)量能得到保證。由于在主體工程修筑之前，尚需搭建工作平臺創(chuàng)造作業(yè)環(huán)境，相對而言增加了前期投資。但工程竣工后可避免工程運行中其它工程竣工后的大量管理及維護費用。當施工現(xiàn)場附近缺乏軟料而且施工時水深不大，塊石料源充足時，有時也可采用堆石進占。堆石進占可利用大型施工機具裝運石料，避免了農(nóng)忙時節(jié)勞動力上工不及時數(shù)量不足同工程施工進度形成的矛盾，而且保障了工程的基礎強度。但在施工過程中應注意做好閉氣工作，以防水流淘刷，另外在利用挖掘機回挖拋進河中的塊石加以重新利用，堆石進占對水流的作用明顯，能加快施工進度，其單價和采用柳石枕及柳石摟廂材料的水中進占投資也相差不多，但能有效地縮短工期。

　　綜合而論，土工織物沉排工程施工及利用土工織物做為護底排布來改善工程與水流的作用條件進行施工時干擾因素小，機械化作業(yè)程度高，可以降低勞動強度，節(jié)省了施工勞動力，并且泥漿及砼等原料在采用或配制時較為快捷方便，與傳統(tǒng)的柳石結(jié)構比頭減少了柳秸料的運用，也有利于保持人類的生存大環(huán)境，這將是今后河道工程施工的一種趨勢。柳石結(jié)構料源廣，修筑及防守方便，施工工藝也不很復雜，在黃河上經(jīng)驗比較成熟，易于操作，也是黃河現(xiàn)今水中筑壩主要的施工方法。

　　總之，河道整治工程的施工其施工方法及工程結(jié)構型式內(nèi)容繁雜，不能只對一些表面現(xiàn)象進行簡單的分析，只有在總結(jié)前人經(jīng)驗的基礎之上，找準內(nèi)在原因，對癥下藥，有的放矢，才能取得良好效果，確保防洪工程安全，使其發(fā)揮最大的作用和效益。

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