黄河河道整治工程的施工技巧及对策探讨

黄河河道整治工程的施工技巧及对策探讨

一、河道整治工程险情概述

　　黄河河道整治工程是黄河防洪建设的重要项目，它对控制河道的走向起着重要的作用，无论何种类型的坝、垛、护岸等，归根到底都要满足稳定河势、疏导水流、利于防洪的需要。据统计，自2002年至2007年小浪底水库调水调沙以来，山东黄河河道整治工程共有191处险工、控导工程1491段坝垛出险2813次，抢险累计用石49.85万m3，耗资6212万元。工程布局及工程防守受到了一定程度的影响。更加有效地规划治理流路，河道整治工程的施工显得尤为重要。

　　二、出险原因分析

　　导致河道整治工程出险的原因，往往是多种因素综合作用的结果。分析认为主要有以下几个方面：一是水沙条件发生新的变化，中常洪水持续时间加长，工程遭受洪水侵蚀的时间增多，工程失稳，这是工程频繁出险的主要根源；二是河势靠溜发生相应变化，上提下挫，左右摆动，造成工程和滩岸坍塌生险；三是坝岸基础薄弱，多数河道整治工程存在根石深度浅、坡度陡、断面不足等问题，达不到根石坡度1：1.5的标准要求，尽管每年都进行根石加固，但每年又有根石走失现象，导致险情不断发生；四是新修坝岸未经洪水考验，达不到稳定要求。“98”长江大水后，国家加大了大江大河防洪工程建设的投入，但由于新修坝岸筑坝时根槽开挖浅，冲刷坑深度不足等因素，洪水期间坝岸基础被水流迅速冲失，导致一坝或多坝连续多次出大险。

　　三、施工方法

　　（一）水上作业的施工方法

　　水上作业也就是旱工作业，就是在黄河河道滩地上施工，传统意义上的旱工作业除了工程主体的土方填筑之外，考虑到工程的稳定，往往要在滩面上用机械开挖一个坑槽并对坑槽进行处理且沉埋防冲体或裹护体。多选用散石沉排、铅丝笼沉排、柳石枕沉排等。                        

　　1、散石沉排实质上就是在坑槽内填抛块石加强工程的基础强度和深度。挖槽的宽度根据冲刷坑的深度及受水流冲刷的部位的强弱来决定。由于是散石施工，单个块石重量的不足使作业强度不是太高，散石沉排可以随着工程前冲刷坑的深度变化而成为坦石裹护坝体土胎并同时起到防止淘刷的作用，在长期的治黄实践中多有运用。

　　2、铅丝笼沉排则是将块石装入铅丝编织的网内并形成较大体积的抗冲体，减少了洪水时对单个石块的冲刷走失现象，其具体施工序为：先用泥浆泵开槽（或用大型机械挖槽），然后清理坑槽，开始铺设土工织物（其中有纺布在上，无纺布居下），土工织物上铺放一定厚度的柳秸料垫层，运输石料到基坑内，开始装笼做为压载体，铅丝笼沉排体施工完毕后，再在其上部覆压土体即可。柳石枕沉排坝主要以做水下的护根结构，它所用的主要材料有柳料、麻绳、铅丝、木桩、石料等。这种沉排体易闭气，保土防冲性能比较好，当其处于坝（岸）前受溜位置时，能适应河床的冲刷变形，起到缓冲落淤，防止淘刷的作用。它的施工工序同样是先进行基坑的开挖，并修整清理坑底和边坡，而后就要捆扎柳石枕，铺设第二层枕时应摆放在两枕之间位置以保证闭气严密及完整性，枕体上抛护散石，裹护体施工，最后修整边坡即可。

　　近年来，河道整治工程中开始应用土工织物沉排，土工织物是由合成纤维制成，具有抗拉耐腐、渗透性强、抗冲反虑、强度高、柔性好等特点，应用它可以削减水流对工程的冲击力，同时也可以防止水位骤升急降而形成的险情。土区织物沉排典型的有铰链式模袋砼沉排、抽沙充填长管袋沉排、褥垫式沉排等，这种结构的原理相同，都是利用机织土工布作模袋，内充具有一定流动度的砼或砂浆（沙），通过灌注压力作用有效保护工程基础，适应河床的冲刷变形。铰链式模袋砼沉排预先在模袋内埋设有高强绳索来将各个块体联接为整体，而长管袋（包括褥垫）则是将土工反虑布局部缝合加工成模袋，它们都具有较好的整体性和柔韧性，既适宜于旱工作业，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，经常遇到水中进占问题，传统意义上多采用黄河埽工的河工技术，即在水深流急情况下用柳石搂厢占体，底坯打家活桩以防止滑动，抛压散石并辅以抛护柳石枕闭气挑流。由于多为在水深溜急情况下施工，因此应注意把握好施工中的几个方面，使用捆厢船要保证船体的长、宽符合捆扎柳石搂厢的需要吊锚缆在进占初期可用桩固定在坝裆或上游滩地及坝体上，埽体位置则要视岸上的标志桩随时调整吊锚缆和揪稍缆的长短松紧，保证其迎水面边线与标志桩对齐，后戗土跟进不宜太靠前，占绳、过肚绳用地锚桩固定在后土中，柳石枕也要抛足，并且抛护铅丝笼或散石来增加抗滑力。柳石搂厢做为占体存在着不足，首先其所用软料供给一旦不足则极易影响工程的进度，其次工程中物料的腐蚀容易影响基础，造成被动抢险频繁。另外如遇水深较小采用此方法施工，形成工程基础深度较浅，如遇大的洪水冲刷，易形成较大险情。

　　现阶段水中进占工程也有一些新的思路，如修筑透水桩坝、堆石进占筑坝等。透水桩坝系采用桩基进行施工，工程质量能得到保证。由于在主体工程修筑之前，尚需搭建工作平台创造作业环境，相对而言增加了前期投资。但工程竣工后可避免工程运行中其它工程竣工后的大量管理及维护费用。当施工现场附近缺乏软料而且施工时水深不大，块石料源充足时，有时也可采用堆石进占。堆石进占可利用大型施工机具装运石料，避免了农忙时节劳动力上工不及时数量不足同工程施工进度形成的矛盾，而且保障了工程的基础强度。但在施工过程中应注意做好闭气工作，以防水流淘刷，另外在利用挖掘机回挖抛进河中的块石加以重新利用，堆石进占对水流的作用明显，能加快施工进度，其单价和采用柳石枕及柳石搂厢材料的水中进占投资也相差不多，但能有效地缩短工期。

　　综合而论，土工织物沉排工程施工及利用土工织物做为护底排布来改善工程与水流的作用条件进行施工时干扰因素小，机械化作业程度高，可以降低劳动强度，节省了施工劳动力，并且泥浆及砼等原料在采用或配制时较为快捷方便，与传统的柳石结构比头减少了柳秸料的运用，也有利于保持人类的生存大环境，这将是今后河道工程施工的一种趋势。柳石结构料源广，修筑及防守方便，施工工艺也不很复杂，在黄河上经验比较成熟，易于操作，也是黄河现今水中筑坝主要的施工方法。

　　总之，河道整治工程的施工其施工方法及工程结构型式内容繁杂，不能只对一些表面现象进行简单的分析，只有在总结前人经验的基础之上，找准内在原因，对症下药，有的放矢，才能取得良好效果，确保防洪工程安全，使其发挥最大的作用和效益。