张相锋 李树新
(1.济南黄河养护公司,山东 济南250000;2.济阳黄河河务局,山东 济阳251400)
黄河坝垛靠溜后,被高速水流冲刷,在坝垛工程下面容易形成很大的冲刷坑,使坝岸发生墩蛰失陷甚至垮坝的可能。为了防止冲刷坑发生或者险情的扩大,需要及时向坝岸底部抛投石料,这就是黄河上所说的根石加固。根石加固在工程抢护或日常维修中具有举足轻重的地位。本文结合黄河工程根石加固抢护的实践,谈几点体会和认识。
险工工程一般都有根石台,台顶以上为坦石,以下为根石。根石是坦石乃至整个坝身安全稳定的基础。根石台顶宽度为1-2米。根石的坡度,枯水位以上部分内坡与护坡的外坡相同,外坡1:1.1-1:2.0。根石的稳定性主要取决于根石的块重、根石的坡度、深度。其中,以根石的坡度和深度对根石的稳定性影响最大。
同时,根石的重量是影响根石加固质量的重要因素。石料块度较小时,受高速水流的影响,容易被冲向下游,使坡度变陡,更容易发生险情,因此对根石的重量要求的比较严,块石重量一般为25-75公斤,大块石75-150公斤,有时为了增加根石的重量,枯水位以下经常没入水中的根石无法扣砌,可采取抛铅丝笼压护、铅丝网包面、柳石枕围根等方法加固。其中铅丝笼压护效果较好,但是,要把现有的坝体根石普遍压护,短时期内难以完成,应在主要坝或边溜吃重点部位上压护。柳石枕适用于围护基脚,用于护坡防冲不够稳定持久。铅丝网片用料多、投资大;遇到根石蛰动还容易破网漏石。以上方法各有优缺点,可根据坝体根石走失情况混合使用。
主要表现在坝岸缺石头量增加,必须进行根石的补充与加固,增加坝岸底部的稳定性。主要原因有:
一是受水流冲刷的影响。水流流速增大,或者发生大溜顶冲,在工程凹岸发生,部分根石被挟持冲走。此外,部分根石达不到要求的重量,重量轻也是被水流冲刷的主要原因。
二是先前工程根石缺失量较大。历年根石探测断面图分析,上跨角和前头部位的水下根石断面多呈下缓、中陡、内凹式的规律分布,这种形式稳定性较差。每年汛前根石加固量,对根石缺失来说,不能满足要求,使根石的坡度达不到稳定、平顺的状态,当坝岸受到大溜冲刷时,更易造成根石大量走失。
三是根石探测手段比较落后,平常根石加固石料不到位。限于探测水平的实际,有时进行根石加固时,达不到实际缺石部位。其次,现在大多实行的人工抛石方法,不仅劳动强度大,而且效率高、质量差。长期的统计资料表明,根石加固后的一段时间,再对工程进行根石探测,仍发现缺石量较大,这证明原来抛投的工程量比较少或者没有到位。此外,目前的根石加固一直沿用传统的老方法、老技术,没有新的方法替代,也是造成加固达不到预期效果的原因。
四是新建防洪工程竣工后,对其底部没有进行足够的抛石护根。“够不够三丈六”,一处新建工程竣工验收后由于坝基根基浅,抗冲能力弱,需要多次的抛石护根,才能达到工程的稳定与安全。实际中,多处新建工程经常出险,需要多次抛石就是这个道理。
目前大部分险工、控导工程的加固还是采用人工利用抛石排进行抛石的,这种方法效率比较低,劳动强度比较大。但在部分单位,在大型抢险的过程中也采取了长臂式抛石机抛石的方法,有的地方还开发了多用抛石排,连带装载机、滑石板等施工方法,大大提高了施工效率。
其次,在利用单一石块抛石的基础上,有些单位尝试进行了大块石装载机抛石法,利用构造均匀的异性混凝土块替代石块的抛石方法,这些都有成功的范例。
搞好根石加固,确保工程安全,应从以下几个方面入手:
一是搞好工程的日常管理,加强根石探测和分析,及时发现工程中存在的问题,及时采取处理措施,对经常靠水、靠溜的坝岸要精心观察,尤其是洪水涨落期间。同时利用汛前、汛后等有利时节,及时抛石护根。其次,可以借用网罩护根的方法对缺石严重的断面进行集中整治,其方法就像捕鱼的渔网一样在根石容易走失的地方,用铅丝或高强度的尼龙绳,编制成鱼网形式。网罩的近坝一边固定在根石台上,另三边串一条粗的铅丝或钢筋,其上拴连大块石或混凝土预制块作为网坠,靠河槽的一边也可用铅丝笼。这样将网坠放置在根石以外的河床上,即形成了以网来罩护根石的防护网罩。
二是探索新技术抛石护根。黄河抛石工程数量大,每年需要耗费大量的人力、物力、财力。多年来,在抛石技术方面进行了大量的研究与开发,但是国家在这方面的创新经费投入的少,致使部分新技术仅停留在试用阶段,不能很好的推广使用。建议以黄委为单位成立根石加固新技术中心,推广应用新技术,提高抛石效率和水平。
三是对抛石石料的使用要予以研究,利用大块石抛石或者利用海洋防潮汐多角体混凝土块进行抛投都是有益的尝试。