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堤岸崩塌和決口的搶護

作者: 來源: 日期:2007-8-26 人氣:5137 加入收藏 評論:0 標簽:
    險情說明 臨河堤岸,大塊崩落或滑脫。嚴重的會造成堤防潰口。
    原因分析 當水流經過彎曲河段,在凹岸發生沖淘岸腳,并且越演越烈,以致凹岸堤段形成迎流頂沖,灘岸崩塌。一般情況下,在高水位時頂沖凹岸下段,中、低水位時頂沖逐漸上移。由于水流頂沖岸,堤腳被淘空陡立,當水位高時,因有水壓力擠著,如長江中小游汛期水位漲落幅度不大,退水遲緩,所以這時堤岸崩塌險情發生較少。但如有些河流汛期水位漲落幅度較大,如漢工中下游汛期,由于水位驟降,堤岸失去水壓支持,如堤岸腳已被淘空或土坡浸軟飽和,搞剪強度降低,堤岸就可能產生崩塌險情。
    當高水位時,江寬水深、風浪大,堤身受風浪的反復侵襲,對于含粉土,砂粒的堤岸極易被風浪淘洗,成為陡坎,逐漸刷深,以致崩脫。
    搶護方法
    1.如堤外無灘受迎流頂沖的險段,發生這種險情,視情況必須臨河搶救的,應以護腳為主,可以臨河拋塊石、石籠、柳枕等。但由于水位高,水深流急,拋護工程施工較為困難,加拋護不當或拋在陡坡上,反而增加陡坡上壓重,促使堤岸的坍塌,故施工時必須嚴格控制拋在堤岸腳作用。同時最好結合進行外削(水上部分)內幫(圖35)。

圖35.gif (1652 字節)(圖35)

    2.對于迎受風浪堤段,尤其是湖區,應根據風情預報,加強對堤岸的防護(防浪措施見防浪部分)。如堤坡發生嚴重崩塌,可以臨時在外面用袋土或柳枕壘坡,土袋和老堤間,填土還坡,分層填筑至頂,同時加筑內幫(圖36)。

圖36.gif (1572 字節)(圖36)

    堵口 江河、湖泊堤防以及海塘(堤)受洪水、雨澇和風暴潮的襲擊,發生決口后,在適當時機對口門進行封堵工程簡稱堵口。堵水口,是將通過口門的水流用各種辦法攔截、封堵、使水流完全回歸老河道。難度較大。在這里主要介紹堵水口。
    堵口的準備工作
    1.裹頭
    堤防決口后,為防止水流沖刷擴大口門,對口門兩端的堤頭,及時采取采取保護措施。如在汛未決口或決口只分流小部分水流,因口門流量加大的機遇不多,可迅速對原堤頭搶做裹頭,防止口門擴大;如在汛初決口或人工破堤分洪,當流量正在加大,或以后口門過流增大的機遇還多時,不減少作裹頭的困難和防止口門過流增大的機遇還多時,為減少作裹頭困難和陰謀詭計止口門過分沖深,不必強求就地搶作裹頭,可等堤頭不大量坍塌時,再進行保護。或者是考慮流量可能加大的程度,估算口門達到的寬度,從口門向后退適當距離,挖斷堤身,在新的堤頭上預作裹頭稱截頭裹(圖37)。一般在水淺流緩土質較好的條件下,可在堤頭周圍打樁,沿樁內側貼笆、席、土工布或柳把、散柳、秸料等。然后在樁與堤頭之間填土。如不打樁、亦可拋石或投編織袋裝土裹護。在水深流急土質較差的條件下,可在堤頭前鋪放土工布軟體排或拋柳枕、作柳石樓廂埽廛頭。如打斷堤身,在地面作截頭裹時,應沿裹頭部位,向下挖空心思基槽深1~2米,然后按預計的流速,選擇上述相當的方法作裹頭。作裹頭要備足搶護料物,準備口門發生沖刷坍塌等險情時時行搶護到適當長度(圖38)。

圖37.gif (2681 字節)(圖37)

圖38.gif (3311 字節)(圖38)

    2.做好施工準備
    ①布置堵口施工埸地,并作出具體實施計劃。
    ②籌備堵口料物:堵口料物一般應就地取材,堵口工程耗有料物較多,又常會遇到一些預想不到的情況,不避免停工待料,一般應按計算需要料數,增加20%~30%的安全系數儲備。
    ③組織施工隊伍。
    ④準備施工機械、設備及所用工具等。
    堵口方法主要有立堵、平堵和混合堵三種。采用哪種方法,應根據口門過流多少、地形、土質、料物采集以及工人對堵口方法的熟練程度條件,綜合考慮選取定。現將通常利用的三種堵口方法簡介如下。
    1.堵口時用土和料物,從口門兩堤頭相對進堵,堵到龍門口,最后進行合龍,稱為立堵。有以下幾種方法:
    ①填土進堵
    從口門兩端相對填土進堵。逐步縮窄口門,最后達到一定寬度時迅速合龍。具本做法,可根據口門水深和流速大小采取不同方法。如在選定的堵口壩線上的靜水區或流速較小的地區直接填土進堵。如流速較大,土被沖走,可用席子或土工布縫成略大于水深的大筒,四周用桿子撐開,直立水中,再向筒中倒土(俗稱作土囤)時占。如流速再大,則應用打樁、拋枕、拋籠等進堵。至于合龍,在龍口不太寬,水頭差不太大的情況下可用下列簡單方法合龍。
    1)關門合龍:如龍口寬2~3米,用比龍口寬度略長的粗樁一根,在樁上捆秸、柳、作成直徑1~2米的由子(即秸、柳捆),放在龍口上游一側。一端固定如同門扇,另一端拴上繩子,在口門對面用力拉,并借水流使由子呈關門形式,橫卡在龍口上,攔截絕大部分水流后,再急速拋土袋搶堵口合龍。此法必須計劃周密,由經驗豐富的工人操作,否則容易將由子順水流沖走,俗稱“放箭”。
    2)沉排合龍:用梢料扎成方形或梯形的沉排,放在龍口的上游,沉排方格內填入少量土袋,以排不沉入水中為限,然后用人控制,或用船拉住,使沉排順水流漂浮至龍口。梯形排應使小頭在前,方形排要使一個角先入龍口,待沉排卡在龍口上穩定后,再往排上拋填土袋、石料和秸草等物料,使排沉到河底,直至超出水面,再以土填筑(圖39)。

圖39.gif (2068 字節)(圖39)

    3)橫梁法合龍:用直徑20~30厘米以上的木樁兩根或一根鋼軌做橫梁,架在龍口上,兩端固定在已作好的龍門口上,橫梁前插一排樁(直徑10厘米),樁前鋪柳笆,柳笆前沉一梢捆,上壓土袋,逐漸使水斷流(圖40)。

圖40.gif (3738 字節)(圖40)

    ②打樁進堵
    打樁進堵做法不一,舉例如下:
    1)一般土質較好,水深2~3米的口門,從兩端裹頭起,沿選定的堵口壩線,打樁2~4排,排距1.0~2.0米,樁距0.5~1.0米,打樁入土深度為樁長1/3~1/2。樁頂用木桿縱橫相連捆牢。在下游一排樁后,加打戧樁。然后從兩端裹頭起,在排樁之間,壓入柳條(或柴),水深時可用長桿叉子向下壓柳,壓一層柳,拋一層石(或袋土),這樣層柳層石一直壓到水面以上。隨壓柳隨在排樁下游拋土袋,填土作后戧。排樁上游如沖刷嚴重,再拋柳石枕維護,直至合龍。如果合龍前口門流速太大,層柳層石前進困難,可采用拋柳石枕或拋鐵絲籠裝石合龍,用土工布軟件排或土袋堵漏,前后填土閉氣(圖41)。

圖41.gif (5810 字節)(圖41)

    2)從兩端裹頭起,按預定堵口壩線打樁一排,樁距0.5~1.0米(視流速而定),樁與樁之間用橫梁捆牢,并打戧樁支承。然后從兩端在排樁的迎流面,逐段下柳笆或梢簾,并在柳笆前壓柴、填土(或土袋),層柴層土壓出水面。同時填土作前后戧加固。如果進堵到一定程度,因水深流急,前法不能前進時,可打樁穩住填壓的部分,再用拋枕或拋石籠搶教務長龍(圖42)。

圖42.gif (4009 字節)(圖42)

    2.平教務長
    平堵是沿口門選定的堵口壩線,利用架橋或船平拋料物,如掃散石、混凝土體、柳石(土)枕、鉛絲籠或竹籠裝石、土袋等,從河底開始逐層填高,直至高出水面,以堵截水流。
    ①架橋平堵,施工程序分為三步
    1)架橋:沿選定的堵口壩線,做樁式簡支橋,一般每隔3米打樁一排,每排樁4根,間距2~3米,木樁直徑視水深而定(一般30厘米左右),樁長以設計橋面至口門底的高度,再加打入河底1/3到1/2的深度為限。在每排樁上斜加支撐,樁頂連接成橋面,有的還在橋面上鋪輕便鐵軌,用機動車運料,以增加拋投料物的速度。
    2)鋪底,在橋下游面,在拋投料物之前,先用土工布或柴排、鋼絲網等,鋪于河底,以防沖刷。護底的長度和寬度,按預計的沖刷范圍而定。
    3)投料:在橋上運送料物沿線拋投。要隨時測量水深,控制料物均衡上升。料物拋出水面后,在壩前加筑埽工或拋投土袋截漏,然后填土閉氣。1922年黃河山東利津宮家堵口和漢江王家堵品曾采用橋平堵法,取得成功(這兩處堵口全配合使用了引河和挑水壩等措施)。王家營架橋平堵平面布置(圖43)。

圖43.gif (3746 字節)(圖43)

    ②拋料船平堵
    1)在選定的堵口壩線上設置控制點,樹立標桿,以準確控制壩線方向。
    2)沿壩線定位拋石:所有運石船停舶在壩線上,所有船的中心,均對準兩端標桿,成一直線。然后集中力量,全線鋪開,齊頭并進定點拋石料,當堵口壩線拋出許多石堆,高出水面后,再用大船集中拋填石堆之間,使之連成一線,形成攔河壩。運石船以30~50噸較為靈活方便,拋投效果較好。噸位大的船,定位困難,加上吃水深,塊石出倉極不方便,不宜采用。
    3)拋土袋堵漏:截流壩完成后,一般漏水嚴重,必須拋投土袋等堵漏。拋投土袋前要事先測量摸清塊石分布范圍。設置拋設標志,要先遠后近,先深后淺,先難后易,順序進行,厚度達到均勻一致,一般填厚1.0米左右。
    4)填土閉氣:拋土袋堵漏后,如滲水仍然不止,可采取用船迅速在土袋上游填土。填土量要集中,進度要快,循序前進,填一段保一段,鞏固一段,最后達到全線閉氣。1969年長江湖北田家口堵口工程,曾采用拋料船平堵,獲得成功。
    ③混合堵
    混合堵是立教務長與平堵相結合的堵口方法。堵口時,根據口門的具體情況和立堵、平堵的不同特點,因地制宜、靈活運用兩種方法。如在軟基上堵口,可先在口門兩端進占立堵,當口門縮小,流速較急,再采用平堵;又如用正壩與邊壩堵口時,正壩可采用平堵,邊壩用立堵的混合堵法。1946年黃河鄭州花園口堵口,曾采用混合堵法(圖44)。

圖44.gif (2799 字節)(圖44)

    當前國內外大江在河截流工程較多,取得廣泛的成功經驗。如黃河三門峽和長江葛洲壩的立堵截流成功,雖與堤防堵口不盡相同,但值得借鑒。
    3.“鋼木土石組合壩”堵口實例
    解放軍某部在抗洪斗爭中,借助我軍工兵筑城和橋梁專業的經驗,采用“鋼木框架結構、復合式防護技術”合龍決口。這種方法是用1.5寸鋼管間隔2.5米沿大堤中心線固定成數個框架,鋼管長度依水深而定,下端植排木樁,再在框架中心線上加植一列固定樁,并將鋼骨架用鐵絲固定,形成整體。框架內外用重約75公斤的石袋由下向上、由里向外填塞,上游石袋中鋪墊三層防滲土布塑料布,形成由布、石、木、鋼、土多種材料構成的復合防護層。
    技術人員制定了“理順、加固、分流”的實施方案,在上游用樹枝、竹排理順洪水流向,加大框架跨度,增加斜桿支撐,提高抗力和穩固強度,在決口上游約20米處植樁分流、減壓。最后,又對施工進行了合理編組,靈活用兵,共分為結構框架組、植樁組、填塞組、運輸組。各組又分別編成若干個小組,分段、分批展開,均以搭架植樁為核心,梯次作業。
    方案實施后,人們在現埸看到了一幅頗為壯觀的埸面:植樁組6人為一小組,采取水面上下一體,平行作業的方法。運輸組采用水陸并進、人機結合的方法,水上使用軍用門橋、沖鋒舟,陸地使作用機動輪車運送物料。填塞組采用流水作業、分段輸送作業的方法。由于各組分工明確,銜接緊湊,使整個合龍作業緊張有序,忙而不亂。終于堵口成功。1998年8月7日中午12時30分,九江城區經西4公里處的城防大堤突然塌陷決口50多米,洶涌的江水如脫韁的野馬,進入城郊,九江城40萬人民的生命安全受到嚴重威脅。洶涌的洪水橫沖直撞,勢不可擋,一袋袋沙石壓不住,一條條棉絮堵不住,換用水泥和石塊仍無濟于事。“快調大船來堵!”。一艘60噸的船,來到決口處,想沉沉不了,被洪水席卷而去。一艘滿載煤炭的1600噸駁船開來了,歷經艱險,終于停在了決口中央。6條小駁船和一條拖船又分別沉在煤船的兩頭和外側。頓時,決口水頭明顯減弱,但江水仍然從船底和沉船之間的間隙涌進決口。又是一埸拼死鏖戰。往江堤和煤船兩邊拋投石料和沙袋,但很快被兇猛的江水沖走。3.5米長,裝滿石頭的大鐵籠拋入水中,也被沖得無影無蹤。8日晚,發明“鋼木土石組合壩”堵口技術的解決軍某集團軍接到命令,立即抽調222名精兵強將,組成抗洪堵口技術分隊,連夜趕往堵口現埸。技術骨干到現埸觀察地形、水情后,制定了堵口方案。9日早上6時,技術分隊按照預定方案,在決口處上、下壩頭展開戰斗。四排鋼架和三排木樁,從上壩至下壩并行推進。上午11時,20米長的鋼木架入水中。水中作業難度加大。戰士們3人一排,4人一伙,6人一組,與九江市一建、二建的50名架子工,邊打樁邊擰螺絲固定。10多米的鋼管和木樁插入水中,打樁時無法立足用力,戰士們就搭人梯,2名戰士在下踩在鋼架上,一名戰士手持錘子踩在戰友肩上,把一根根鋼管、一根根木樁打入鋼架之間,使每根鋼管交接處環環相扣,相互連接,形成鋼木結構填石的框架。決口越堵越小,江水越流越急,技術分隊越戰越勇,“鋼木土石組合壩”越搭越牢,兄弟部隊和武警官兵投放沙包越投越快。15日10時,通過各部門通力合作,加上采用上、下游圍堰,長江洪峰這匹野馬終于被系上了韁繩,勝利實現了堵口基本合龍,滾滾洪水被制服了,九江市保住了,“鋼木土石組合壩”技術獲得成功。

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