山东黄河河段坝垛结构形式研究

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1、山东黄河河段坝垛结构形式研究【摘要】坝垛是黄河下游河道整治工程的重要组成部分，已修建坝垛近万道，在黄河防洪中发挥了巨人作用。本文结合山东黄河河段现有坝体结构及新型护岸结构优缺点进行分析。【关键词】险工；控导工程；坝垛结构屮图分类号：K928.42文献标识码：A小浪底调水调沙运用以来，河道整治工程布局得到了很好的检验和验证，发现了局部工程布局和坝垛结构型式还不能很好地适应水沙条件的变化。为了更好指导河道整治工程建设，并为今后河道整治提供理论依据，对山东黄河艾山以下的险工、控导工程结构形式研究，并对新结构、新材料坝垛的运行观测情况、存在的问题及优缺点评价，并提出新续建、改建工程的结构形式。一、险

2、工坝体结构分析目前山东艾山以下险工坝体结构主要有：砌石坝（岸）、扣石坝（岸）、乱石坝（岸）。砌石坝（岸）为重力式挡土墙结构，分浆砌与干砌两种。坝的外坡为1:0.35左右，内坡直立，坝顶宽0.7~lm,坝面用沿子石砌垒，整齐美观,坚固耐久，整体性好，抗冲能力强。建坝初期，坝高仅有4〜6m，坝体自身稳定。扣石坝（岸）为护坡式结构，坝外坡1：1,内坡1:0.75,顶宽0.8—1.5mo分平扣与丁扣两种，块石大面朝外称为平扣；块石端面朝外称为丁扣。这种坝岸的优点是坝面扌II砌严密平整，坡度较缓，稳定性好，坝前水流条件平稳，冲刷坑浅。平扣坚固抗冲性能较丁扣差，六十年代后，一般不再修平扣坝。乱石坝（岸）

3、为护坡式结构，坝外坡内坡1:0.75~1:1.25,新修坝岸多先修成乱石坝。这种坝优点是坡度缓、稳定性好，基础变动适应性强，险情易于发现，可以随下蛰、随加修；但必须做粘土坝胎，否则坝身发牛溃膛、塌陷等险情。适用于河势变化大、基础不稳固、抢险频繁的新险工。扣石坝和乱石坝的坝体稳定性好，出现整体滑塌的险情少，出险易于抢护，比较适合今后不断改建的特点。重力式砌石坝坝坡陡，难于改建，易发生整体滑塌的大险情，抢护极为困难，因此，坝型改建的原则是：为了充分利用原根石，一般采用退坦改建。砌石坝尽量拆除改建为乱石坝或扣石坝，不得再改建为砌石坝，并应优先考虑改建为乱石坝；如根石基础较好，可以改建为扣石坝。扣石

4、坝不得改建为砌石坝，可根据实际情况改建为乱石坝或扣石坝。乱石坝也不得改建为砌石坝，拆除后仍改建为乱石坝。二、控导坝体结构分析为约束主流摆动范围、护滩保堤，引导主流沿设计治导线下泄，在凹岸一侧的滩岸上按设计的丁程位置线修建的丁坝、垛、护岸工程。一般以丁坝为主，垛为辅，坝垛之间必要时修筑护岸。根据实践，坝垛均采用下挑式。丁坝是河道整治工程中最主要的一种建筑物，广泛用于险工、控导工程、护滩工程中。丁坝较长，挑流能力强，保护的岸线长。但产生的回流强，坝前局部冲刷，故适用于来流方向与丁坝的迎水面夹角较小的情况。垛是丁坝的一种特殊型式，具有丁坝的迎水面、上跨角、前头、下跨角、背水面等部位。但长度较短，一

5、般10〜30m。垛，由于垛短，间距小,单垛挑流能力弱，产生的冋流小，垛前冲刷坑较浅，因此对來流的方向适应性强。当来流方向与迎水面的夹角大或来流方向变化大的工程段，修垛比较合适。护岸的外型平顺，是沿着堤防或滩岸修建的防护性工程。单一护岸工程修建的较少。一般多在坝的间距或垛的间距较大时，为防水流淘刷坝裆处的连坝或滩岸而修建。护岸外形平顺，在平面上呈直线型。险工上的护岸一般距堤顶有5〜20m宽的存料平台，在平台前沿即临河侧修裹护体。控导护滩工程上的护岸一般直接修在连坝上，无存料平台，料物多存放在连坝上。三、新型坝岸结构论述根石作为坝岸的组成部分，与坝身共同抗冲，护根对坝身安全有决定性作用。因根石走

6、失是长期困扰黄河下游防洪安全的难点和症结之一，山东河务局组织冇关技术人员对不抢险或少抢险坝型进行了深入探讨，已开展实验研究的坝垛及护岸结构形式主耍有：长管袋褥垫护底沉排、较链式模袋混凝土沉排护底、根石网护、混凝土四脚体等新坝型。长管袋褥垫沉排坝是利用土工织物的高强度、柔性好、耐冲透水等性能，将排体铺放在坝前受溜部位，排体随排前冲涮坑的发展逐步下沉，自行调整坡度直至稳定坡面，达到护底、护根和防冲刷的目的。长管袋沉排坝具有整体性强，护底作用好，适应坝基变形能力强，施工管理方便，施工工艺简单，造价低等优点。其缺点是：一是一般在枯水期进行施工，选水流平稳及基木无风浪时水中铺放排布，施工条件耍求高；二

7、是在排体出露水面后易老化，影响坝的寿命；三是如果管袋布被刺破，袋内散粒泥沙流出，长管袋沉排将失去防护坝基的作用。较链式模袋碇沉排坝，分上部坝体及下部沉排组成，模袋碗沉排埋入坝基内4m,袋内充土以代替磴，并冇利于坝体内孔隙水的排出。饺链式模袋栓沉排坝既适宜于旱地施工，也可用船和浮筒配合在水上施工。该结构能适应地基的不均匀沉陷，较好地适应河床变形，山于可以在工厂制作模袋，工效较高。其缺点是：一是一次性投资费用略高