摘要：本文首先回顧了以往傳統(tǒng)的旱工筑壩方法，論述了采用鉛絲籠沉排深基礎(chǔ)筑壩新工藝施工方法的優(yōu)點(diǎn)，詳細(xì)介紹了這種方法的設(shè)計(jì)與施工工藝， 采用該方法所修工程出險(xiǎn)的原因分析，針對(duì)該搶護(hù)方法在實(shí)際使用過程中的問題提出了一些建議。

　　關(guān)鍵詞：鉛絲籠  沉排壩  搶護(hù)方法  措施  探討

　　1引言

　　以往黃河下游修建河道工程，多采用傳統(tǒng)的旱工筑壩，在壩的迎水面人工挖槽，柳石枕或鉛絲籠結(jié)構(gòu)裹護(hù)，作為新壩基礎(chǔ)。當(dāng)工程靠溜后，壩基在水流的作用下，坍塌下蟄。經(jīng)過逐年的搶護(hù)，加深基礎(chǔ)，達(dá)到穩(wěn)定壩體的目的。

　　從80年代中期，河南黃河在下游河道整治工程中利用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝修建了許多試驗(yàn)性工程。如：中牟九堡險(xiǎn)工108壩接長；開封柳園口險(xiǎn)工39壩下延及封丘大功控導(dǎo)工程等均采用了土工布鉛絲籠沉排深基筑壩新工藝的施工方法，它具有一次性加大根石深度、提高抗沖能力、減少新壩搶險(xiǎn)機(jī)率等優(yōu)點(diǎn)。1992年11月至1993年6月開封柳園口39壩1支壩，在橫河、斜河大溜頂沖情況下，先后發(fā)生大小險(xiǎn)情25次，其中四次巨險(xiǎn)。這些險(xiǎn)情具有發(fā)展快、一次坍塌體積大、險(xiǎn)情持續(xù)時(shí)間長的特點(diǎn)。其原因還需對(duì)一系列的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工技術(shù)、搶險(xiǎn)問題做近一步的研究。

　　2設(shè)計(jì)與施工

　　2.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　土工布鉛絲籠沉排在水流作用下，排體隨著壩前沖刷坑的發(fā)展逐步下沉，自行調(diào)整坡度，直至達(dá)到穩(wěn)定坡度后，排體則形成防沖斜墻，起到護(hù)底、護(hù)腳、防止沖刷、保護(hù)壩體安全之目的。工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，壩頂設(shè)計(jì)高程84.60米，灘面平均高80.60米，基坑設(shè)計(jì)挖深4~4.5米，底寬11米，鉛絲籠長10米，籠高1米。整體結(jié)構(gòu)所用材料，土工布兩層（有紡、無紡）秸料，鉛絲籠網(wǎng)片，石料、木樁等。

　　2.2施工方法

　　施工條件是在低灘，距大河較近，深基施工。具體工序如下：

　　（1）施工放線，按設(shè)計(jì)圖放線定位。第一步定出壩軸線及壩基臨背坡腳線；第二步定出基坑開挖線。

　　（2）用小泥漿泵挖槽，削坡（因流沙土質(zhì)開挖深度2~2.5米，未達(dá)到設(shè)計(jì)深度）基坑內(nèi)坡1：1.2，外坡1：3，底寬11米。

　　（3）縫制及鋪設(shè)土工布，按照基坑底寬，土胎的坡度和高度進(jìn)行下料和鋪設(shè)，無紡在下，有紡在上。

　　（4）在土工布上面均勻鋪設(shè)0.2~0.3米厚的秸料，防止土工布被石塊刺破。

　　（5）     鋪鉛絲籠網(wǎng)片，裝填石料，壘邊成型，捆扎結(jié)實(shí)，籠筋繩栓在土胎上口木樁上。然后按設(shè)計(jì)斷面拋石整坡，施工即告完成。

　　3河勢(shì)與工情

　　近幾年來，在小流量、高含沙水流的影響下，河道嚴(yán)重淤積，水流失控，河勢(shì)變化異常，改變了歷史河勢(shì)變化規(guī)律，從新調(diào)整流路。自1990年中牟九堡險(xiǎn)工108壩接長后，大張莊工程仍然管溜不死，黑崗口河勢(shì)逐年上提蓋壩以上，而柳園口險(xiǎn)工溜點(diǎn)下挫。1992年8月大河頂沖29壩，對(duì)岸河心灘坍塌后退造灣抗溜急轉(zhuǎn)東南，在39壩1支壩前河勢(shì)突變，形成橫河，主溜線與迎水面的夾角約80~90度之間，主槽不足百米，水流集中，水勢(shì)兇猛，沖擊壩岸，這種河勢(shì)實(shí)屬少見。

　　該壩于1992年11月全部靠河，靠溜后至1993年6月，連續(xù)出險(xiǎn)25次，重大險(xiǎn)情四次，相應(yīng)大河流量900~1500m3/s之間（見表一）。25次險(xiǎn)情坍塌累計(jì)長700 m（含重疊部分）是1支壩護(hù)長的3倍，上述險(xiǎn)情的出現(xiàn)，必有其特殊原因。

四次重大險(xiǎn)情統(tǒng)計(jì)表（表一）

出險(xiǎn) 時(shí)間	大河流量m3/s	出險(xiǎn) 部位	出險(xiǎn)尺寸 m			坍塌 體積 m3
93年4月5日	1480	迎水面、大溜頂沖	60	6	6	2160
93年5月5日	808	上跨角、大溜頂沖	30	6	8	1440
93年5月10日	828	迎水面、大溜頂沖	35	5	5	875
93年5月15日	902	迎水面、大溜頂沖	30	7	8	1880

　　4險(xiǎn)情分析

　　橫河大溜頂沖：由于壩位突出，壩基長時(shí)間受大溜的淘刷，壩前則形成了沖刷坑和沖刷槽。按照“阿丁圖寧”的細(xì)沙河床丁壩局部沖刷公式計(jì)算。經(jīng)計(jì)算壩前局部沖刷水深為13.1米。實(shí)測水深平均10米左右。局部沖刷深度已超過實(shí)測斷面水深。而斷面坡度成一折線，上段平均1：0.8，沉排以下1：0.5。這兩種坡度均小于沉排的穩(wěn)定坡度1：2和塊石的堆積自然坡度1：0.9，所以沉排上面的塊石，則自動(dòng)向坑底滾動(dòng)，塊石在沖刷坑內(nèi)，對(duì)水流產(chǎn)生反作用后。使沖刷坑進(jìn)一步加深和擴(kuò)大，加速了上部土體結(jié)構(gòu)的破壞而坍塌生險(xiǎn)。

　　由于壩前沖刷水深，已超過沉排下沉深度，在排體下面坡度突然變陡，形成“頭重底空”，在重力的作用下，拉斷鉛絲籠，以強(qiáng)大的下滑力撕裂上部的土工布，撥下壩頂木樁，沿壩口平墩、猛蟄，致1000 m3到2000 m3土石體積同時(shí)入水，出現(xiàn)了突變的巨險(xiǎn)。

　　鉛絲籠沉排是垂直壩身排放，底部用鉛絲籠牽引壩頂木樁聯(lián)接。籠與籠用8號(hào)鉛絲橫向串聯(lián)一體，則形成了一個(gè)水下防沖的整體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)不能隨著沖刷坑的變化，即時(shí)下沉，而排體在縱、橫聯(lián)接力的作用下懸在空間，一旦發(fā)現(xiàn)下蟄，造成大險(xiǎn)。

　　5工程搶護(hù)方法及建議

　　柳園口39壩于93年4月5日下午7時(shí)出現(xiàn)一次較大險(xiǎn)情，當(dāng)時(shí)迎水面坍塌至丁壩中心，坍塌體積達(dá)2160m3。由于當(dāng)時(shí)河勢(shì)為斜河大溜頂沖，情況十分危急。險(xiǎn)情發(fā)生后，立即組織當(dāng)?shù)孛窆?00余人、工程隊(duì)員30余人，并通知當(dāng)?shù)卮逦�組織軟料及搶險(xiǎn)船只，由于當(dāng)時(shí)刮風(fēng)，軟料很難砍伐，至夜里1點(diǎn)多鐘各種料物和設(shè)備才到齊，開始進(jìn)行摟廂，由于水深溜急，有時(shí)軟料下去又被沖走，最后用兩只大船，一只改變溜勢(shì)，一只進(jìn)行摟廂、捆枕，至夜5點(diǎn)鐘由于河勢(shì)發(fā)生變化，才使工程險(xiǎn)情穩(wěn)定下來，如果不是河勢(shì)發(fā)生變化，極有跑壩的可能。經(jīng)過兩天一夜200余人及小翻斗車和架子車100余輛搶險(xiǎn)，工程恢復(fù)原貌。因此，鉛絲籠沉排結(jié)構(gòu)壩易出大險(xiǎn)，險(xiǎn)情發(fā)展快，易早做準(zhǔn)備，工程護(hù)壩地必需培育搶險(xiǎn)料源，根據(jù)河勢(shì)提前把人力、機(jī)械、料物準(zhǔn)備好，險(xiǎn)情一旦發(fā)生，舊上及時(shí)進(jìn)行搶護(hù)。另外，這種險(xiǎn)情易采用機(jī)械設(shè)備與人工結(jié)合進(jìn)行搶護(hù)，才能及時(shí)控制險(xiǎn)情。

　　隨著近幾年工程公司成立及機(jī)械設(shè)備的增加，工程搶險(xiǎn)結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，工程出現(xiàn)險(xiǎn)情后，機(jī)械、人員、料物能及時(shí)到位，在險(xiǎn)情沒有擴(kuò)大的情況下及時(shí)搶險(xiǎn)，真正達(dá)到了搶早、搶小的目的。但是，隨著經(jīng)濟(jì)體制的改革，工程公司大都以承接外部工程而生存，難以保證工程開工時(shí)機(jī)械及時(shí)到位，這就給以后的工程搶險(xiǎn)帶來了新的問題。因此，一是建議在體制改革后應(yīng)配備一定數(shù)量的搶險(xiǎn)機(jī)械設(shè)備，如裝載機(jī)、挖掘機(jī)及自卸汽車，只有這樣，才能保證工程險(xiǎn)情搶早、搶小，及時(shí)控制險(xiǎn)情，確保工程安全。二是按照實(shí)際沖刷坑深度及穩(wěn)定坡度設(shè)計(jì)鉛絲籠沉排寬度，這樣才能達(dá)到這種新結(jié)構(gòu)壩的設(shè)計(jì)目的。