03钢木土石组合坝封堵决口技术方案

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1、钢木土石组合坝封堵决口技术方案一、该技术产生的背景我国有一万多条江河，8.5万座水库，2365个垸，共有堤防25万多公里，从远古的大禹治水，到今天高科技发展时代，由于洪涝导致堤坊决口，造成重大危害，几乎几年发生一次。我国每年的灾情损失中，水灾占40%，台风占20%，干旱占15%，地震占15%。因此，水灾是我们国家非常关注的自然灾害之一。那么，一旦洪灾形成，封堵决口又成为洪魔斗争的一道难题。虽然，抛投物料、石笼、石串、捆埽、沉船等方法都产生了非常积极的作用，成为我们国家传统的抗洪堵口方法，并沿用至今。但从封堵的效益看，由于物料在动水中稳定性差，加之浮力作

2、用，物料往往一入水就被冲走。所以实际用料是计划用料的1.2-1.5倍,有时则达到2-3倍以上，不但造成了巨大浪费，更重要的是拖延了堵口的有利时机和时间。为此，如何解决动水中抛投物料稳定性差的问题，可以说是国内外抗洪专家最头疼的问题。采用钢木土石组合坝封堵决口技术，是用钢管搭设脚手架的结构原理，形成了“护固坝头”“钢管组合”“筑头植桩”“袋石回填”“斜撑加固”“设置导流”“挂枝理顺”“快速合拢”的抢险战法。这项技术从方法、材料及实施步骤等方面，较系统的解决了动水中堵口难、时间长、成功率低等问题，使防洪堵口技术得到重大突破。-10-二、概念、原理及基本结构

3、（一）概念“钢木土石组合坝”就是将钢管和木桩按一定密度植入决口底部，连接固定成钢木框架，集拢袋装碎石并以土石砌筑护坡，而形成的挡水堤坝。（二）结构钢木土石组合坝的基本结构由钢木框架、填塞物、上下游护坡和防渗体四部分组成。钢木框架就是由直径5厘米的钢管沿大坝轴线纵向植入数列竖桩，而后按一定间隔分上下两层进行纵横连接，而后，依托钢框架植入直径约15-20厘米的木桩加固而成的框架结构，并在背水面加设斜撑桩；填塞物主要是袋装碎石料或煤块等颗粒状物体，上下游护坡就是用袋装土石按一定的比例砌筑的斜坡；防渗体主要用塑料布、防水土工布和红粘土堆砌而成。（三）原理-10

4、-按一定规律，设计的钢木土石组合坝内的钢木框架是这种坝体的骨架。钢木框架在动水中是一种准稳定结构，它具有一种特殊的控制力，这种力能将随机抛投到动水中的，属于散体的袋装土石料集拢起来，并能提高这些散体在水下的稳定性，而它自身将随抛投物增多并达到坝顶时，其稳定状态就由准稳定变成真正意义的稳定，这就是钢木土石组合坝的原理。运用这个原理，可以根据决口处的水力学、工程地质、随机边坡等方面的资料，设计钢木土石组合坝用于封堵决口。一般采用弧形钢木框架集拢土石料，运用土工织物作防渗体，从而形成具有综合抗力和防渗能力的防护堤坝。从受力情况看：一是钢管框架阻水面小，减缓了

5、洪水对框架的冲击力。二是以钢管框架为依托，为打筑木桩等作业创造了条件。（也就是构筑了一个作业平台）三是钢木框架设计成弧形结构主要是为了提高合拢的成功率。那么为什么要设置拱形坝呢？（是因为河道堤防决口，在决口处往往形成一道或几道较深的冲沟，如果直接跨过决口，堵口坝在深沟处就难于合拢，因水深流速大。如果向上游一定距离填筑堵口坝，一来因过水断面大，流速就相对决口处要小一些，比较容易合拢；二来堵口坝可避开深沟流速大的弊端，提高堵口合拢的成功率。于是堵口坝在形式上就形成了向上游弯的拱形，简单说就是要避开较深的冲沟，避开较大流速，容易合拢。拱矢高可根据冲沟上延长度

6、而定。）四是可有效的将抛投物集拢在框架内，使之具有较强抗力，提高坝体的整体性和稳固性。五是背水面的斜撑桩和护坡对直墙坝体起到了加强支撑的作用。三、抢险战法、步骤及作业编组（一）抢险战法该技术抢险战法为“护固坝头、框架进占、导流合拢、防渗固坝”。-10-第一步：护固坝头（俗称裹头）我们应根据原坝体的基础与坚固程度以及现有的材料，合理确定加固形式。通常分三步进行：一是围绕坝头密集打筑一排木桩（如原坝体土质较软应先从决口两坝头上游一侧3米处开始）；二是木桩之间用8号铁丝连接固定；三是在木桩排内填塞袋装石料。使决口两端坝头形成较坚固的保护外壳，以控制决口不在扩

7、大，为框架进占创造有条件。如果坝体土质较坚硬及材料又缺乏的情况下，也可直接用钢管护固坝头，其作业方法与木桩作业时相同。第二步：框架进占框架进占共分五个步骤进行：1、设置框架基础首先在决口两端各纵向设置两根标杆，以确定坝体轴线方向，尔后确定列数，植桩开数应根据坝体宽度而定，通常按列与列之间2—2.5米设置。然后从原坝头10—15米处开始设置框架基础，框架基础长度是根据水位差，土质、流速及抛投物的密度而确定的可根据情况有效延长。作业时按照先清理场地，后将钢管按前后间隔1.5—2米,左右间隔2—2.5米打入坝体，入土深度1.5米以上，顶部露出0.4—0.5米

8、左右。然后,纵、横分别用数根钢管连接成网状结构,并在网状框架内填塞袋装石料,既加固了框架基础,