土工大布在黃河護灘搶修中的應(yīng)用與研究

□白　璐□方　正□弓廣建（河南黃河河務(wù)局；黃河水電工程建設(shè)有限公司）

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土工大布在黃河護灘搶修中的應(yīng)用與研究

□白璐1□方正1□弓廣建2
（1河南黃河河務(wù)局；2黃河水電工程建設(shè)有限公司）

摘要：河南黃河河道時常發(fā)生橫河、斜河等畸形河勢，對堤防及灘區(qū)群眾安全構(gòu)成重大威脅，河南河務(wù)局防汛辦公室對畸型河勢的治理和搶護進行了長期的探索研究，在“移動造漿設(shè)備充填長管袋技術(shù)”基礎(chǔ)上提出了土工大布技術(shù)。從試運行結(jié)果得出，利用這種技術(shù)有效遏制了不利的畸型河勢，促使河勢向有利的方向發(fā)展，為今后韋灘控導(dǎo)工程上延創(chuàng)造了條件，切實保障了灘區(qū)社會的和諧穩(wěn)定。

關(guān)鍵詞：畸型河勢；土工大布；護灘工程；控導(dǎo)工程

0前言

河南黃河河道寬、淺、散、亂，主流擺動不定，時常發(fā)生橫河、斜河等畸型河勢，對堤防及灘區(qū)群眾安全構(gòu)成重大威脅，是河南黃河下游河道治理的重點和難點。近幾年，由于畸形河勢原因?qū)е聻┌端鸀?、土地損失等問題，嚴重影響灘區(qū)和諧穩(wěn)定，同時也威脅了控導(dǎo)工程安全。鑒于上述諸多緣由，河南河務(wù)局防汛辦公室開始不斷對畸型河勢的治理和搶護進行了探索。2010年9月結(jié)合對配備移動造漿設(shè)備的7支機動搶險隊進行培訓(xùn)，在鄭州黃河灘充填長管袋進行護灘技術(shù)試驗與研究，在此基礎(chǔ)上，提出了“土工大布護灘搶修”技術(shù)。

1工藝總體布置

土工大布是一種由合成纖維通過針刺或編織而成的透水性土工合成材料，具有強力高、耐腐蝕、透水性好、抗微生物性好及施工方便等特點。土工大布具有隔離不同材料、增強土壤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、過濾、排水、防滲、防護等功用，水利上通常是覆蓋在塊石或混凝土預(yù)制板下，從而應(yīng)用于土石壩的排水系統(tǒng)、護坡墊層、閘函、擋土墻及各種堤岸的護砌。近年來，由于其在防洪搶險中的大量應(yīng)用及良好成效，土工大布受到了高度重視。

土工大布護灘搶修技術(shù)是在大土工布上采用塊石壓重代替充填長管袋壓重，并在大土工布四周掛鉛絲石籠固定，布面掛塊石袋壓重，使大土工布與灘岸土體緊密結(jié)合，并在大布上利用大麻繩聯(lián)系練子繩固定呈網(wǎng)狀分布的方格，提高土工大布的整體性和防護強度，達到灘岸防護目的。

2工藝流程

2.1大土工布制作

根據(jù)灘岸坍塌速度、水深及方便施工，大布加工為25 m× 20 m(長軸垂直水流方向)。首先，裁大布，然后按照尺寸要求進行縫制。為加強布與布縫接強度，每到縫≥3條線。為壓護土工大布，防止土工大布沖卷，經(jīng)測算，在大布防護的表面每間隔5 m縫制一個長管袋，長管袋的長度等同于大布垂直水流方向的大布長度（25 m）。以便充填泥漿或裝砂石料。

2.2防護地段整修

利用推土機或裝載機對防護灘岸進行整修或平整。平整或整修時，前低后高，后邊至少挖深0.50 m，整修或平整的尺寸為25 m×20 m，且形成1/100～5/100的斜坡，主要作用是：一是使水上大布與河岸更好的結(jié)合；二是便于在防護的土工大布上蓋土料，防止日光曝曬大布。

2.3挖槽、裝籠

在防護位置，為便于鋪設(shè)土工布和在大布四周固定鉛絲石籠，在大布的底側(cè)挖3～4個坑位，每個坑位的體積為1m×1 m×1 m。然后，在坑位上鋪放1 m3鉛絲籠網(wǎng)片，裝石封口。并在鉛絲石籠內(nèi)放木樁1根，系麻繩以便固定土工大布。若灘岸坍塌速度較快，來不及挖坑，也可直接在土工大布的底邊裝鉛絲石籠，并用繩纜將土工大布和鉛絲石籠聯(lián)系在一起。

2.4大土工布鋪設(shè)

用人工將縫制好的土工布按照卷成卷，抬到需要防護的地段岸邊，平鋪在挖槽的基面上，土工大布底邊、兩側(cè)通過繩纜拴系在鉛絲石籠（底邊4個石籠、兩側(cè)2個石籠）上，土工大布的上邊4個石籠通過繩纜與大布栓牢（也可用打頂樁代替），土工大布的上方用大麻繩連練子繩（4縱、3橫）壓護，相對減少大布受力，并使繩、布入水后始終使繩、布之間緊密結(jié)合，防止大布沖卷或隨水流擺動。

2.5壓重

為使土工布在下部土體坍塌入水后不被沖失或沖卷，在土工布上縫制長管袋，長管袋的長度25 m(垂直水流方向),長管袋內(nèi)充填泥漿或填塊石、碎石。長管袋的直徑為1.00 m，長管袋與長管袋間距5 m。并在土工大布上下兩端每端固定4個鉛絲石籠，兩側(cè)中部分別固定2個鉛絲石籠，每個鉛絲石籠體積1 m3；在長管袋內(nèi)均勻布設(shè)塊石袋，每米長管袋約裝塊石0.10 m3，且間隔一般不超過1 m，并用鉛絲將裝好的塊石長管袋與麻繩、大布固定在一起，均勻的壓護土工大布，確保大布入水后不被水流沖失并于灘岸土體緊密結(jié)合。

2.6土方回填

大土工布鋪設(shè)完成后，為增加土工布的穩(wěn)定性和耐久性，要對坑槽內(nèi)的土工布進行覆蓋，覆蓋方法為土方回填，即用推土機將土工布后側(cè)的開挖土方均勻地推至整個坑槽，將土工布進行覆蓋。回填作業(yè)時，應(yīng)注意不要使推土機掛扯塊石袋，不要碰撞和掩埋頂樁，以利后期觀測。

2.7大布接長

當(dāng)水流不斷頂沖，灘岸土體不斷坍塌，坍塌位置即將接近頂樁位置時，如不及時采取措施，整塊大部將全部沉入水中，失去灘岸防護作用。對接時，首先按照等同于原有的大布布幅加工大布寬度，長度應(yīng)按照預(yù)估的沖刷坑深度截取。然后縫制成大布，在對接時，兩端布頭應(yīng)卷在大麻繩繩上，并用鉛絲每間隔15cm進行綁扎即可。

3試運行結(jié)果

土工大布灘岸搶修技術(shù)在韋灘河道畸型河勢控制及灘岸搶護中共完成大布防護1200 m，控制河勢長度1600 m，最終使該段畸型河勢的防護取得了明顯效果：經(jīng)受住了4000 m3/s洪水的嚴峻考驗，灘岸坍塌速到明顯得到減緩，畸型明顯得到改善（至搶護完成時，控制段內(nèi)灘岸已停止坍塌、河勢主流不再南移、灘嘴進一步擴大），并引導(dǎo)河道主流不斷沖刷韋灘工程前部嫩灘，使該段河道主槽逐步向著規(guī)劃治導(dǎo)線方向發(fā)展。

利用大土工布護灘技術(shù)在中牟韋灘河段畸型河勢控制及灘岸搶修過程中取得以下效果：一是保障了灘區(qū)社會的和諧穩(wěn)定。灘岸搶護工作后，當(dāng)?shù)厝罕娍吹綖┌短俣让黠@減緩，灘區(qū)土地損失不再增加，生產(chǎn)熱情又進一步高漲，灘區(qū)恢復(fù)了正常的生產(chǎn)生活秩序；二是有效遏制了不利的畸型河勢，促使河勢向有利的方向發(fā)展。中牟韋灘至原陽三官廟畸型河灘岸搶護工程有效遏制了該段河勢畸型的發(fā)展速度，根據(jù)調(diào)水調(diào)沙該段河勢的水流形態(tài)分析，如不對該段灘岸采取有效的防護措施，該段灘岸會較當(dāng)前繼續(xù)后退200余米，不但控制難度進一步加大，而且，超韋灘控導(dǎo)工程將成定局。灘岸搶護后，灘岸有效防護岸線長度達到了1600 m，有效的阻止了河岸坍塌速度，使該段流路逐步向著規(guī)劃治導(dǎo)線方向發(fā)展。即主流在韋灘工程上首向北折流后，使三官廟工程前部主流外移50余米，繞過三官廟工程前端，向著黑石工程方向演進，使該段畸型河勢對左岸三官廟工程背河側(cè)受到大溜頂沖的險惡局面也得到了有效改善，確保了三官廟工程和灘區(qū)安全；三是為今后韋灘控導(dǎo)工程上延創(chuàng)造了條件。本次灘岸搶護有效保護了韋灘控導(dǎo)工程上首灘地，使韋灘控導(dǎo)工程上延時的作業(yè)方式為旱地施工，為韋灘控導(dǎo)工程上延創(chuàng)造了條件，否則，會使韋灘上延變?yōu)樗兄?，工程施工難度增加，投資增大；四是與傳統(tǒng)的灘岸防護技術(shù)柳石枕、柳石摟廂等相比，土工大布護灘搶修技術(shù)大大提高了灘岸搶護速度，是傳統(tǒng)技術(shù)的10倍以上，是移動造漿設(shè)備充填長管袋技術(shù)的2~3倍，投資僅為傳統(tǒng)技術(shù)的1/8。另外，土工大布護灘搶修不需砍伐大量樹枝，不但不會對生態(tài)環(huán)境造成破壞，而且也省去了大量人力砍伐樹枝和運輸柳秸料造成道路擁堵的被動局面，社會效益十分顯著。

4結(jié)論

土工大布護灘搶修技術(shù)與傳統(tǒng)護灘技術(shù)相比較，其機械化程度較高，施工現(xiàn)場用人較少。在韋灘畸型河段灘岸搶護過程中，只有土工大布的縫制到鋪放使用人工外，其他的鉛絲石籠的制作到安裝、從坑槽的開挖到回填等都實現(xiàn)的機械化作業(yè)，人工在整個搶護過程中僅起到了輔助作用。土工大布護灘搶修技術(shù)作業(yè)工藝簡單，從大布制作到土方回填僅需6個步驟，且每個步驟都簡單易行、易于掌握、非常便于學(xué)習(xí)運用，搶護速度快、效率高、投資少。因此，該技術(shù)在河南黃河灘區(qū)搶護臨時防護工程有廣闊的推廣應(yīng)用價值和前景，也可以在全國其他江河臨時性工程搶險中進行推廣應(yīng)用。但是該技術(shù)只能臨時性工程搶護或臨時搶險使用，不能作為永久工程使用。

（責(zé)任編輯：劉長垠韋詩佳）

收稿日期：2015-11-25

中圖分類號：TV49

文獻標識碼：B

文章編號：1673-8853(2016)01-0090-02