土工包技術(shù)在海漫及防沖槽中的應(yīng)用

吳曉明

(遼寧省鐵嶺市水利工程規(guī)劃設(shè)計技術(shù)審核中心，遼寧 鐵嶺 112000)

土工包技術(shù)在海漫及防沖槽中的應(yīng)用

吳曉明

(遼寧省鐵嶺市水利工程規(guī)劃設(shè)計技術(shù)審核中心，遼寧 鐵嶺 112000)

小土工包防沖刷結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的拋石防沖槽和齒墻防沖槽相比，其抗沖刷能力更強。文章介紹了土工包在海漫及防沖槽中的結(jié)構(gòu)形式，并將其與傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的海漫、防沖槽結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行對比，以土工包技術(shù)在王家灣橡膠壩消能設(shè)施改造工程中的應(yīng)用為例，表明此項技術(shù)值得進(jìn)一步推廣。

土工包；雷諾護(hù)墊；橡膠壩；防沖槽；海漫；應(yīng)用

土工包是新興起的材料和技術(shù)，該技術(shù)的優(yōu)點是：①就地取材，可通過河道清淤疏浚得到；②施工快捷、成本低廉；③在水流、波浪、潮汐等影響下仍能較精確定位；④土工包體積大，易于形成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，避免被水流沖走；⑤土工材料及其內(nèi)充填物不會被腐蝕；⑥環(huán)保[1]。

1 工程概況

王家灣橡膠壩工程位于遼寧省沈陽市渾河干流上，是攔河蓄水灌溉、抬高水面美化環(huán)境、改善城市自然景觀，開發(fā)旅游的水利工程。王家灣橡膠壩為充氣式橡膠壩，共分6跨，總長401 m，壩頂高程46.5 m，壩高3.5 m，泄流凈寬396 m。橡膠壩洪水設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為重現(xiàn)期50 a一遇，50 a一遇設(shè)計洪峰流量為4 074 m3/s，王家灣橡膠壩工程等別為Ⅲ等，建筑物級別為3級。橡膠壩工程于2004年10月竣工。

橡膠壩管理房建在右岸，右岸一孔為調(diào)節(jié)橡膠壩水面經(jīng)常塌壩，壩下設(shè)計底流消能，采用二級消力池結(jié)構(gòu)，其余壩段采用面流消能，一級消力池結(jié)構(gòu)。根據(jù)橡膠壩工程安全運行要求，壩頂溢流深度≤50 cm，通過計算，王家灣橡膠壩安全運行溢流量不超過247 m3/s，超過這一流量，橡膠壩右岸一孔進(jìn)行塌壩泄流，氣壩塌落不像水壩塌落那樣可以隨意調(diào)節(jié)塌落高度，直接塌落到壩地板43.0 m，氣壩也不能在動水中充氣，只有等到壩上無水后，才能重新充氣蓄水。這就使橡膠壩在汛期很難維持正常的水面高度，滿足不了城市景觀用水要求。另一方面，在灌溉期間，橡膠壩上游大伙房水庫放水，流量大約在200～400 m3/s,當(dāng)流量超過247 m3/s時，橡膠壩右岸一孔塌落到壩地板43.0 m，不能保證水面高度，滿足不了下游灌溉用水要求[2]。

2 消能工程改造設(shè)計

在節(jié)省投資的大前提下，既要保證橡膠壩及河道安全，又要滿足灌溉用水和景觀用水的需要，充分利用原有建筑物，采用水壩和氣壩相結(jié)合的方式，將橡膠壩原來6號壩段(左岸邊上)改為2孔充水式橡膠壩，其余壩段仍為充氣式橡膠壩。充水式橡膠壩總長66m，每跨32.5 m，中間設(shè)1 m厚中墩。

常用的海漫及防沖槽結(jié)構(gòu)形式有：

1)干砌石海漫，一般由直徑>30 cm的塊石砌成，厚度為0.4～0.6 m，下設(shè)碎石墊層10 cm，抗沖流速為3～4 m，海漫后設(shè)拋石防沖槽，這種海漫形式在北方地區(qū)已經(jīng)基本淘汰。

2)漿砌石海漫，采用直徑>30 cm的塊石和50、80號水泥砂漿砌成，厚度為0.4～0.6 m，下設(shè)碎石墊層10 cm?？箾_能力強，但柔性、透水性差、凍脹能力差，內(nèi)設(shè)排水孔和反濾層，抗沖流速3～6 m。海漫后設(shè)拋石防沖槽。漿砌石海鰻?wèi)?yīng)用也越來越少。

3)雷諾護(hù)墊海漫，采用厚度為50 cm的雷諾護(hù)墊，下設(shè)10 cm砂礫石墊層，墊層下鋪設(shè)400 g/m2無紡布，其柔性好，抗沖能力強，具有天然的透水性能，雷諾護(hù)墊后設(shè)拋石防沖槽[4]。

4)雷諾護(hù)墊+土工包海漫，采用厚度為50 cm的雷諾護(hù)墊，下鋪設(shè)半徑為1.09 m半圓形土工包，其整體結(jié)構(gòu)性好，柔性好，抗沖能力強，具有天然的透水性能，尾部設(shè)一個垂直水流的小土工包代替?zhèn)鹘y(tǒng)的防沖槽，能有效防止水流淘刷海漫。

王家灣橡膠壩運行時壩頭水頭很高，對下游消力池以及海漫沖刷嚴(yán)重，改造前采用的模袋混凝土海漫被沖毀，消力池也基本淘刷損毀，所以這次王家灣橡膠壩改造設(shè)計中，海漫采用雷諾護(hù)墊加土工包相結(jié)合的技術(shù)，如圖1所示。雷諾護(hù)墊海漫是利用鋼絲網(wǎng)墊充填塊石，表面糙率較大，結(jié)構(gòu)呈蜂窩狀，具有很強的消能效果，抵抗浪擊能力強，塊石受箱體的限制，整體性較好，雷諾護(hù)墊下鋪設(shè)大體積土工包，易于形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，能夠很好地適應(yīng)地基變形，不會削弱整個結(jié)構(gòu)，不易產(chǎn)生垮塌、斷裂等破壞。海漫尾端利用高強度無紡布連接一個小土工包，小土工包施工時水平鋪設(shè)，運行時隨著河水沖刷，小土工包受到河水沖刷逐漸下沉，直至下沉到?jīng)_刷底線，最終穩(wěn)定，高強度無紡布具有較好的強度、透水性，能有效的截留土顆粒、細(xì)沙，以保持工程的穩(wěn)定性。

圖1 海漫結(jié)構(gòu)布置圖

3 海漫結(jié)構(gòu)形式

順?biāo)麂佋O(shè)30排半圓形土工包，土工包長度為49 m，半徑為1.09 m。然后垂直水流鋪設(shè)3排，長度為66 m，半徑為1.09 m。土工包上部鋪設(shè)0.5 m厚雷諾護(hù)墊。在垂直水流土工包第二排搭接高強度無紡布，后接一個垂直水流小土工包。高強度無紡布長度為6.29 m，寬度為66 m，小土工包長度為66 m，直徑為1.2 m。

土工包材料為p-p高強度編織布與工程無紡布的復(fù)合體，將材料平鋪于地面，用廢棄編織袋裝砂礫石做半圓形，邊做形邊填筑砂礫料，最后接口采用專用縫紉機進(jìn)行雙線縫合連接，且采用防化學(xué)紫外錢的縫合線?？p合時最小寬度10 cm。土工包施工大樣圖如圖2所示。

圖2 土工包施工圖

4 結(jié) 語

雷諾護(hù)墊下鋪設(shè)土工布的海漫結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的漿砌石、干砌石海漫相比具有良好的整體性和抗沖能力，雷諾護(hù)墊下鋪設(shè)土工包的海漫結(jié)構(gòu)比常規(guī)雷諾護(hù)墊海漫相比具有更好的整體性和抗沖能力。

[1]劉新，黃倫超，張韜.雷諾護(hù)墊在海漫及防沖槽中的應(yīng)用[J].水道港口，2009,30(03)197-200.

[2]王俊瑋，何子峰，曹春頂.雷諾護(hù)墊在北方水利工程中的應(yīng)用前景[J].黑龍江水利科技，2009,37(01),165-166.

ApplicationofGeocontainersTechnologyinApronandAnti-scourTrough

WU Xiao-ming

(Liaoning Province Tieling City Water Conservancy Project Planning and Design Technical Audit Center，Tieling 112000，China)

Compared with the traditional riprap anti scour wall slot and tooth erosion trough，the small geocontainer has stronger ability to resist erosion.This paper introduces the application of geocontainers in apron and anti scour structure in groove，and compares it with traditional apron，anti punching structure，taking the geocontainer technology in Wangjiawan rubber dam energy dissipation applications in renovation project as an example，shows this technology is worthy of further promotion.

dissipation of energy engineering；geocontainer；Reynolds mat；rubber dam；erosion trough；apron；application

1007-7596(2014)12-0057-02

2014-07-06

吳曉明(1980-)，男，遼寧普蘭店人，工程師。

TV85

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