土工大布在黄河护滩抢修中的应用与研究

□白　璐□方　正□弓广建（河南黄河河务局；黄河水电工程建设有限公司）



土工大布在黄河护滩抢修中的应用与研究

□白璐1□方正1□弓广建2
（1河南黄河河务局；2黄河水电工程建设有限公司）

摘要：河南黄河河道时常发生横河、斜河等畸形河势，对堤防及滩区群众安全构成重大威胁，河南河务局防汛办公室对畸型河势的治理和抢护进行了长期的探索研究，在“移动造浆设备充填长管袋技术”基础上提出了土工大布技术。从试运行结果得出，利用这种技术有效遏制了不利的畸型河势，促使河势向有利的方向发展，为今后韦滩控导工程上延创造了条件，切实保障了滩区社会的和谐稳定。

关键词：畸型河势；土工大布；护滩工程；控导工程

0前言

河南黄河河道宽、浅、散、乱，主流摆动不定，时常发生横河、斜河等畸型河势，对堤防及滩区群众安全构成重大威胁，是河南黄河下游河道治理的重点和难点。近几年，由于畸形河势原因导致滩岸塌滩、土地损失等问题，严重影响滩区和谐稳定，同时也威胁了控导工程安全。鉴于上述诸多缘由，河南河务局防汛办公室开始不断对畸型河势的治理和抢护进行了探索。2010年9月结合对配备移动造浆设备的7支机动抢险队进行培训，在郑州黄河滩充填长管袋进行护滩技术试验与研究，在此基础上，提出了“土工大布护滩抢修”技术。

1工艺总体布置

土工大布是一种由合成纤维通过针刺或编织而成的透水性土工合成材料，具有强力高、耐腐蚀、透水性好、抗微生物性好及施工方便等特点。土工大布具有隔离不同材料、增强土壤结构稳定性、过滤、排水、防渗、防护等功用，水利上通常是覆盖在块石或混凝土预制板下，从而应用于土石坝的排水系统、护坡垫层、闸函、挡土墙及各种堤岸的护砌。近年来，由于其在防洪抢险中的大量应用及良好成效，土工大布受到了高度重视。

土工大布护滩抢修技术是在大土工布上采用块石压重代替充填长管袋压重，并在大土工布四周挂铅丝石笼固定，布面挂块石袋压重，使大土工布与滩岸土体紧密结合，并在大布上利用大麻绳联系练子绳固定呈网状分布的方格，提高土工大布的整体性和防护强度，达到滩岸防护目的。

2工艺流程

2.1大土工布制作

根据滩岸坍塌速度、水深及方便施工，大布加工为25 m× 20 m(长轴垂直水流方向)。首先，裁大布，然后按照尺寸要求进行缝制。为加强布与布缝接强度，每到缝≥3条线。为压护土工大布，防止土工大布冲卷，经测算，在大布防护的表面每间隔5 m缝制一个长管袋，长管袋的长度等同于大布垂直水流方向的大布长度（25 m）。以便充填泥浆或装砂石料。

2.2防护地段整修

利用推土机或装载机对防护滩岸进行整修或平整。平整或整修时，前低后高，后边至少挖深0.50 m，整修或平整的尺寸为25 m×20 m，且形成1/100～5/100的斜坡，主要作用是：一是使水上大布与河岸更好的结合；二是便于在防护的土工大布上盖土料，防止日光曝晒大布。

2.3挖槽、装笼

在防护位置，为便于铺设土工布和在大布四周固定铅丝石笼，在大布的底侧挖3～4个坑位，每个坑位的体积为1m×1 m×1 m。然后，在坑位上铺放1 m3铅丝笼网片，装石封口。并在铅丝石笼内放木桩1根，系麻绳以便固定土工大布。若滩岸坍塌速度较快，来不及挖坑，也可直接在土工大布的底边装铅丝石笼，并用绳缆将土工大布和铅丝石笼联系在一起。

2.4大土工布铺设

用人工将缝制好的土工布按照卷成卷，抬到需要防护的地段岸边，平铺在挖槽的基面上，土工大布底边、两侧通过绳缆拴系在铅丝石笼（底边4个石笼、两侧2个石笼）上，土工大布的上边4个石笼通过绳缆与大布栓牢（也可用打顶桩代替），土工大布的上方用大麻绳连练子绳（4纵、3横）压护，相对减少大布受力，并使绳、布入水后始终使绳、布之间紧密结合，防止大布冲卷或随水流摆动。

2.5压重

为使土工布在下部土体坍塌入水后不被冲失或冲卷，在土工布上缝制长管袋，长管袋的长度25 m(垂直水流方向),长管袋内充填泥浆或填块石、碎石。长管袋的直径为1.00 m，长管袋与长管袋间距5 m。并在土工大布上下两端每端固定4个铅丝石笼，两侧中部分别固定2个铅丝石笼，每个铅丝石笼体积1 m3；在长管袋内均匀布设块石袋，每米长管袋约装块石0.10 m3，且间隔一般不超过1 m，并用铅丝将装好的块石长管袋与麻绳、大布固定在一起，均匀的压护土工大布，确保大布入水后不被水流冲失并于滩岸土体紧密结合。

2.6土方回填

大土工布铺设完成后，为增加土工布的稳定性和耐久性，要对坑槽内的土工布进行覆盖，覆盖方法为土方回填，即用推土机将土工布后侧的开挖土方均匀地推至整个坑槽，将土工布进行覆盖。回填作业时，应注意不要使推土机挂扯块石袋，不要碰撞和掩埋顶桩，以利后期观测。

2.7大布接长

当水流不断顶冲，滩岸土体不断坍塌，坍塌位置即将接近顶桩位置时，如不及时采取措施，整块大部将全部沉入水中，失去滩岸防护作用。对接时，首先按照等同于原有的大布布幅加工大布宽度，长度应按照预估的冲刷坑深度截取。然后缝制成大布，在对接时，两端布头应卷在大麻绳绳上，并用铅丝每间隔15cm进行绑扎即可。

3试运行结果

土工大布滩岸抢修技术在韦滩河道畸型河势控制及滩岸抢护中共完成大布防护1200 m，控制河势长度1600 m，最终使该段畸型河势的防护取得了明显效果：经受住了4000 m3/s洪水的严峻考验，滩岸坍塌速到明显得到减缓，畸型明显得到改善（至抢护完成时，控制段内滩岸已停止坍塌、河势主流不再南移、滩嘴进一步扩大），并引导河道主流不断冲刷韦滩工程前部嫩滩，使该段河道主槽逐步向着规划治导线方向发展。

利用大土工布护滩技术在中牟韦滩河段畸型河势控制及滩岸抢修过程中取得以下效果：一是保障了滩区社会的和谐稳定。滩岸抢护工作后，当地群众看到滩岸坍塌速度明显减缓，滩区土地损失不再增加，生产热情又进一步高涨，滩区恢复了正常的生产生活秩序；二是有效遏制了不利的畸型河势，促使河势向有利的方向发展。中牟韦滩至原阳三官庙畸型河滩岸抢护工程有效遏制了该段河势畸型的发展速度，根据调水调沙该段河势的水流形态分析，如不对该段滩岸采取有效的防护措施，该段滩岸会较当前继续后退200余米，不但控制难度进一步加大，而且，超韦滩控导工程将成定局。滩岸抢护后，滩岸有效防护岸线长度达到了1600 m，有效的阻止了河岸坍塌速度，使该段流路逐步向着规划治导线方向发展。即主流在韦滩工程上首向北折流后，使三官庙工程前部主流外移50余米，绕过三官庙工程前端，向着黑石工程方向演进，使该段畸型河势对左岸三官庙工程背河侧受到大溜顶冲的险恶局面也得到了有效改善，确保了三官庙工程和滩区安全；三是为今后韦滩控导工程上延创造了条件。本次滩岸抢护有效保护了韦滩控导工程上首滩地，使韦滩控导工程上延时的作业方式为旱地施工，为韦滩控导工程上延创造了条件，否则，会使韦滩上延变为水中筑坝，工程施工难度增加，投资增大；四是与传统的滩岸防护技术柳石枕、柳石搂厢等相比，土工大布护滩抢修技术大大提高了滩岸抢护速度，是传统技术的10倍以上，是移动造浆设备充填长管袋技术的2~3倍，投资仅为传统技术的1/8。另外，土工大布护滩抢修不需砍伐大量树枝，不但不会对生态环境造成破坏，而且也省去了大量人力砍伐树枝和运输柳秸料造成道路拥堵的被动局面，社会效益十分显著。

4结论

土工大布护滩抢修技术与传统护滩技术相比较，其机械化程度较高，施工现场用人较少。在韦滩畸型河段滩岸抢护过程中，只有土工大布的缝制到铺放使用人工外，其他的铅丝石笼的制作到安装、从坑槽的开挖到回填等都实现的机械化作业，人工在整个抢护过程中仅起到了辅助作用。土工大布护滩抢修技术作业工艺简单，从大布制作到土方回填仅需6个步骤，且每个步骤都简单易行、易于掌握、非常便于学习运用，抢护速度快、效率高、投资少。因此，该技术在河南黄河滩区抢护临时防护工程有广阔的推广应用价值和前景，也可以在全国其他江河临时性工程抢险中进行推广应用。但是该技术只能临时性工程抢护或临时抢险使用，不能作为永久工程使用。

（责任编辑：刘长垠韦诗佳）

收稿日期：2015-11-25

中图分类号：TV49

文献标识码：B

文章编号：1673-8853(2016)01-0090-02