河勢控制工程建設(shè)論文

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1護(hù)岸工程主要類型

護(hù)腳工程仍采用傳統(tǒng)的水下拋石為主，約占全部護(hù)腳工程的82%。模袋混凝土、軟體排、混凝土鉸鏈排等水下護(hù)腳新型式也引入到荊江河勢控制工程之中。模袋混凝土護(hù)腳應(yīng)用于文村夾段護(hù)岸工程，實(shí)施長度1．35km。選用C20混凝土作為模袋的充填材料，厚度根據(jù)抗浮計(jì)算成果采用25cm。單塊模袋尺寸20m×40m(長(順流向)×寬(垂直水流向))。鋪排區(qū)內(nèi)水下邊坡較陡地段進(jìn)行3袋裝砂還坡，還坡坡度1∶2，以保證岸坡及排體穩(wěn)定。為防止水位變幅區(qū)的模袋因日照老化，該區(qū)域模袋采用抗老化機(jī)織土工布。上荊江河段中茅林口段1．3km采用混凝土鉸鏈排護(hù)腳。鉸鏈排尺寸3．0m×1．0m(高×寬)，混凝土等級為C15。排體混凝土板由鋼筋連為整體，混凝土板尺寸為80cm×50cm×10cm(長×寬×厚)，每塊重量100kg。在水位變幅區(qū)以上的排體加鋪一層350g/m2無紡?fù)凉げ迹蛔兎鶇^(qū)以下則鋪150g/m2聚酯機(jī)織布。軟體排應(yīng)用于天字一號和洪水港段護(hù)岸工程，護(hù)岸長度1．85km。軟體排采用230g/m2的丙綸長絲機(jī)織布和150g/m2丙綸短纖無紡布雙層縫制而成。沿排體寬度方向設(shè)縱向加筋條，以增強(qiáng)抗拉強(qiáng)度;在縱向加筋條之下固定有系接條，用于系接載體。混凝土壓載塊為C20混凝土塊體，單塊重量25．70kg。

2有關(guān)技術(shù)問題探討

2．1腳槽高程

合理的腳槽高程是整個(gè)護(hù)岸工程施工進(jìn)度及坡面穩(wěn)定的決定因素。腳槽頂面高程在三峽工程建成前，一般采用多年平均枯水位加高0．5～1．0m。三峽工程2008年蓄水后，荊江河段一方面面臨清水下泄所造成的河槽刷深問題，另一方面又面臨枯期下游生態(tài)航運(yùn)等要求流量加大形成的水位抬高問題。相比三峽工程建成前，邊界條件發(fā)生了變化，這也給腳槽高程的確定帶來了困惑。荊江河段控制應(yīng)急項(xiàng)目和下荊江河勢控制工程(湖北段)腳槽高程采用1980～2005年枯水期(當(dāng)年12月至次年2月)多年平均水位加一定的超高確定?？菟灰陨铣卟糠忠话銥?．0～1．5m，個(gè)別標(biāo)段超高小于1．0m。兩個(gè)項(xiàng)目的實(shí)施標(biāo)段均在當(dāng)年汛前完成了工程施工任務(wù)，已運(yùn)行多年，腳槽外側(cè)枯水平臺處未因內(nèi)水外滲及近岸水流淘刷而出現(xiàn)崩塌。天字一號標(biāo)段由于腳槽高程偏低，在2009年實(shí)施該工程時(shí)，雖在當(dāng)年汛前完成了施工任務(wù)，但也為此投入了遠(yuǎn)大于其它施工標(biāo)段的人力，施工頗為被動。綜合荊江河勢控制應(yīng)急工程和下荊江河勢控制工程(湖北段)實(shí)施情況，腳槽頂高程高于多年平均枯水位1．0～1．5m，基本可以應(yīng)對近年來三峽水庫蓄水后長江河道及水情的新變化，可以滿足工程建設(shè)進(jìn)度及坡腳水流淘刷防護(hù)等要求。荊江河段中上游腳槽頂高程超高值可適當(dāng)取高值，下游則可適當(dāng)取低值。

2．2灘面防護(hù)

河勢控制工程建成后，經(jīng)過2個(gè)汛期運(yùn)行，中洲子段護(hù)岸工程和觀音洲段護(hù)岸工程灘面均出現(xiàn)沖刷。中洲子段灘頂平臺沖坑長約100m、寬約40m，平均深約3．5m，沖坑周圍部分水上護(hù)坡工程出現(xiàn)了損壞，但在枯水平臺附近的坡面沒有發(fā)現(xiàn)沉降裂縫。觀音洲段灘頂沖刷主要為截流溝后側(cè)灘面被沖刷，沖刷深度約0．5～1．0m，沖刷長度約200m，導(dǎo)致截流溝后側(cè)被淘空而裸露。分析兩段灘頂沖刷的成因，主要是因?yàn)閮商帪╉斁鶠橥咕谞睿雌谒魃蠟┖?，特別是在平灘水流作用下，由于灘頂未加防護(hù)而形成沖刷。兩段被沖刷的灘頂分別采用澆筑厚0．2m面層混凝土和平鋪塊石的方法進(jìn)行了防護(hù)。根據(jù)護(hù)岸工程灘面出現(xiàn)的沖刷狀況，建議護(hù)岸工程設(shè)計(jì)時(shí)，在考慮岸坡防護(hù)的同時(shí)，應(yīng)對部分存在沖刷可能的灘面進(jìn)行適當(dāng)防護(hù)，尤其是對局部凸岸等易被平灘水流沖刷的岸段，也應(yīng)進(jìn)行一定的防護(hù)，避免“抄后路”問題的出現(xiàn)。

2．3新技術(shù)應(yīng)用分析

鋼絲網(wǎng)石墊護(hù)坡中南五洲段和中洲子段已分別運(yùn)行了5個(gè)和3個(gè)年度，采用格柵石墊護(hù)坡的洪水港段已運(yùn)行6個(gè)年度，岸坡坡面基本無塌陷和水流沖損等現(xiàn)象。兩種新型護(hù)坡既有干砌石護(hù)坡良好的透水性，又有混凝土預(yù)制塊護(hù)坡的整體性，表現(xiàn)出良好的反濾保土(南五洲段和洪水港段為黏性土岸坡，中洲子段為砂性土岸坡)和抗沖防刷性能。另外，兩種新型護(hù)坡坡面建成1～2a后，自坡頂以下約2/3的坡面均生長出較為茂盛的植物，生態(tài)護(hù)坡效果明顯?；炷聊４?、軟體排、混凝土鉸鏈排等水下護(hù)腳技術(shù)在荊江河段的應(yīng)用表明，3種排體整體性好、施工效率高、質(zhì)量易控制，工程經(jīng)過多年運(yùn)行，護(hù)岸效果總體良好。混凝土鉸鏈排排首高程高于多年平均枯水位較多(茅林口段高于多年平均枯水位2．0m)，而排首高程至多年平均枯水位間坡面僅靠排體下部土工織物來抗淘刷，以及內(nèi)水外滲時(shí)的反濾保土，一旦土工織物破損或老化，易出現(xiàn)局部窩陷。因此，建議在該坡面范圍內(nèi)采用下部拋填小粒徑塊石、上部再拋填大塊石的方法進(jìn)行防護(hù);適當(dāng)降低排首高程也是避免出現(xiàn)此問題的方法之一。

3結(jié)語

(1)在近幾年的荊江河段護(hù)岸工程建設(shè)中，腳槽頂高程設(shè)置于多年平均枯水位以上1．0～1．5m，基本可應(yīng)對三峽水庫蓄水后引起的長江河道及水情新變化，可以滿足工程建設(shè)施工和技術(shù)要求。荊江河段中上游的腳槽頂高程超高值可適當(dāng)取高值，下游則可適當(dāng)取低值。

(2)護(hù)岸工程設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)對灘面防護(hù)給予一定的考慮。尤其是對于局部凸岸等易被上灘水流沖刷的岸段，灘面須進(jìn)行一定的防護(hù)，避免“抄后路”問題的出現(xiàn)。

(3)鋼絲網(wǎng)石墊護(hù)坡具有良好的反濾保土和抗沖防刷性能，是一種值得推廣的生態(tài)護(hù)坡;混凝土模袋、軟體排、混凝土鉸鏈排等水下護(hù)腳技術(shù)在荊江河段建設(shè)中的應(yīng)用，取得了較好的工程效果。建議應(yīng)加強(qiáng)混凝土鉸鏈排排首與多年平均枯水位之間的坡面防護(hù)。

作者：王滿興 蘆偉紅 閔霽 單位：長江水利委員會 鄂州市河道堤防管理處