根石加固（共3篇）
根石加固 篇1
1 河道整治的内容
河床整治是通过合理利用防洪、供水、航运、河岸洲滩及排水, 结合河道发展的规律, 因势利导, 对河道主流位置实施调整并稳定, 促使水流、河床冲淤部位及泥沙流动得到有效改善。整治河床主要包括两种类型:第一是整治山区河道, 其内容主要包括:炸礁、流态及局部疏浚的改善、渠化航道以及除障等。第二则是整治平原河道。内容主要包括对河势的控制及调整、河道展宽及疏浚、裁弯取直等。
2 合理规划河道整治及治理原则
对拟整河段和毗连的上下游河段可能形成的整治开发问题进行全面研究。在规划的过程中, 应对社会经济、已有河道的整治状况以及河势变化等内容进行调查分析, 勘测水文、地质、泥沙以及地形状况, 对河床发展的规律实施研究, 促使规划的主要参数得到确定, 例如设计水位、水深、断面形态指标、设计流量、比降以及河道平面等。结合整治任务对治理方案进行确定。通过对比使优化方案得到确定, 促使河道整治工作完成之后能够达到总体效益的最大化效果。对于重要工程而言, 在确定施工方案时, 应运用数学模型计算及物理模型试验的方式进行操作。河道整治的实施应结合以下原则进行运用: (1) 兼顾上下游和左右两岸。 (2) 结合河势发展的规律, 对演变过程的合适时机进行把握。 (3) 综合治理河槽和滩地。 (4) 结合实际需求及可能, 对主次进行分清, 对工程整治实施有重点且有规划的操作。 (5) 运用因地制宜的方法对工程结构及建筑材料进行应用, 采用就地取材的方式, 促使治理成本得到有效节约。
3 根石加固的方法
坝垛稳定性对河道整治工程的稳定性造成直接的影响, 而坝垛根石基础的强弱会对坝垛稳定性产生制约, 根石加固的应用是在探测根石的前提下, 对根石坝垛的缺石状况进行掌握, 结合相关规范要求, 对坝垛缺石部位采用具有针对性的根石加固方法, 促使工程根石强度及工程安全度汛得到有效加强。通过对根石加固的运用, 能够使坝体的稳定性得到进一步增加, 提升工程的抗洪能力和工程的防洪安全系数。在河道工程中运用最多的根石加固方法主要包括抛大块石、抛散石以及抛铅丝笼等方法。
1) 根石加固的施工工艺主要包括以下内容:
(1) 施工中应采用机械化施工的方法, 例如对挖掘机、装载机进行应用, 并结合滑石板进行施工。
(2) 应在坝垛前存在一定冲刷强度且较为平缓的溜势时进行施工, 对抛石一次就位提供便利, 避免猛墩猛蛰等险情。
(3) 抛石施工应从坝垛下游向坝垛上游实施操作。
(4) 抛石施工应将石料一次向坝垛根部进行抛出, 避免抛落至坦坡上火水面上。
(5) 通常情况下, 应尽量不对向前滚抛的方法进行应用, 应在施工区域下层对主梁石料进行抛入, 结合设计坡度实施分层处理后即可退收, 促使上下压茬以及根石稳定性的增强得到保障。
(6) 若在大溜顶时对大石块实施抢抛, 应先对一定数量的铅丝笼进行设置, 当根基后方达到稳定之后, 即可采用机械设备实施大块石的抛投。
2) 大块石加固施工的优势。
(1) 大块石的应用存在良好的整体性, 几乎不存在水流冲失及位移现象发生, 对坝垛根基位置采用大块石加固的方法具有较好的累计护根的作用。
(2) 在一定程度上, 大块石根石加固能够达到铅丝笼加固的效果。在防汛抢险及根石加固中, 抛铅丝笼发挥着极为重要的作用。由于其自身具有较低的人工操作效率、繁杂的施工工艺以及较高成本等特点, 因此在迫不得已的情况下是不对其进行应用的。
(3) 大块石根石加固通常是机械化施工。由于大块石重量较大, 因此在施工中无法离开施工机械设备的配合, 现阶段, 装载机、滑石板、挖掘机以及多功能抛石机的应用相对广泛, 所以, 大块石加固施工中能够对多种机械设备得到使用。
(4) 与传统根石加固相比, 大块石根石加固在坝垛上圆头部位及跨角部位的应用效果较为显著。
(5) 大块石根石加固能够使坝垛出险的机率降低。
4 河道整治及根石加固施工的措施及建议
1) 河道的修建、建筑物的整治以及河势的控制及调整。例如对顺坝、护岸、丁坝、锁坝、鱼嘴以及浅坝的修建。有的还会对环流建筑物进行使用。对于较为单一的河道而言, 应对河道演变过程进行关注, 通过掌握有利时机, 促使河岸得到有效地控制。对于凹岸修建整治建筑物, 主要是对滩岸实施稳定, 对不利河弯进行改变, 促使河势流路得到有效加固。对于分叉河道, 应采用整治建筑物的方法对上有控制点、江心洲的首部以及叉道入口位置进行操作, 从而发挥稳定主、支叉的效果。在多砂河流区域, 应运用透水建筑物, 促使泥沙得到有效沉淀。
2) 对河道展宽工程进行操作。对于卡口河段存在较窄堤距或少量突出山嘴时, 应通过退堤的方式, 促使河道得到展宽, 或采用退堤和扩槽的方式进行应用。
3) 采用爆破、机械开挖以及人工开挖的方式进行施工。对于平原河道而言, 大多运用挖泥船等机械疏浚, 对弯道内存在的不利滩嘴进行切除, 促使河道的通航能力得到有效提高。
5 结语
在河道整治工程中, 根石加固作为应用普遍且存在较强阀体稳定性的方法, 能够促使工程抗洪能力得到提升, 进一步将工程防洪安全系数增加。在施工过程中通过结合设计方案, 最终达到水利工程除险加固的效果。
摘要：河道整治及根石加固的目的是为了将水流通过结合设计要求实施流动, 促使河势得到控制且稳定河道的效果。建筑物位置及修筑顺序的确定应根据河势状况及发展趋势进行落实。文章简要论述了根石加固技术在水利工程中的施工工艺。
关键词：水利工程,河道整治,根石加固
参考文献
[1]缑元有.河道整治工程根石走失的力学分析研究[J].人民黄河, 2000 (4) .
根石加固 篇2
黄河“根石”是黄河堤坝的保护屏障,是险工、控导工程的基础,是丁坝、垛、护岸、控导等坝体的“根”。其基础分布状态、稳固状况如何,直接关系到工程的安危。根不稳、不固极易出现坝体墩蛰、溃坝,甚至在特大洪水来时极易导致重大垮坝溃堤危险,其重要性,不言而喻。
黄河因上游来水量的极度减少,枯水行河十几年,因此,出现了许多新问题、新特点、新情况。主河槽由宽变窄,泄洪能力降低,险工变平工,平工变险工。使河势溜向发生了上提下延,左右摆动不稳,主河床位移,如遇大洪水,对工程安全将造成极大威胁。
要重新认识黄河,黄河水害在不同时期表现不一。尤其近几年来的管理运作模式变化,险工、控导工程都呈现出不可忽视的新情况,潜在着许多不安全因素,严重威胁着黄河该工程的安全。并采用新技术、新材料、新工艺、新方法从速进行根石除险加固。防止连锁性危害结伴而来和多重性灾害的发生。我局共有险工、控导工程14处,共有坝垛370垛(段)。分有根石台、无根石台两种。
1 根石不足成因
1.1 各类溜势、水流冲刷导致
多数险工、控导工程是在河势突变的情况下,为保护堤坝或滩地安全而抢修形成的,坝体布局不尽合理,坝前水流溜势复杂,冲刷、座湾较严重。特别是挑水丁坝,冲刷更为严重,坝前常出现湍急涡流、回溜等复杂溜态,凹岸险工还受到横向环流的作用。由高速水流冲击根石向下游河底滚动或涡旋流及横向环流直冲根石,从而导致根石大量走失。
1.2 冲刷坑导致
长期黄河持续中水行溜冲刷出坑,底部根石得不到实效补充,冲刷坑急剧加深,造成根石蛰动、冲刷坑的发展而出现坍塌、蛰陷,造成险工、控导工程根石走失而出险,若遇大洪水抢护不及时,将会使险情扩大,危及坝岸、堤防安全。历史上,由于险工、控导工程缺少根石,基础单薄该原因曾造成过墩蛰、垮坝的深刻教训。(尤其2011年较长时间冲刷)
1.3 历史原因
时期不同,执行排整根石标准不同,前期执行标准为:1:1,通过总结经验,为消除历史上基础根石安全稳定性较差坡度,目前执行1:1.5。因此,根石不足由历史原因欠账较多。
2 工程根石不足状况的危害
2.1 难以抵御不可预见的自然灾害
该河段工程处于渤海湾区域,随时都有遭受难以预料的地震、风暴潮等灾害侵袭、威胁,若发生在主汛期、凌汛期所造成的危害更大,如巧遇台风、暴雨、特大洪水,根石不足后果难以设想。
2.2 易造成跨坝重大险情
新建险工、控导工程因无来大水抛护根石相对减少,根石薄弱,普遍缺护根石,将来一旦发生大水,主溜顶冲刷深,根石走失墩蛰严重,整体作用小,稳定性差,易造成跨坝重大险情的发生。
3 措施
3.1 非工程措施
(1)加大宣传力度,克服无水患和麻痹侥幸取胜思想
利用各种形式,加大防洪抢险宣传力度,要把黄河目前出现的实际情况,做到家喻户晓,人人皆知,要从思想上真正认识提高。制定切实可行的防洪预案和抢护方案。
(2)加强专业队伍建设
专业队伍职工是黄河防洪抢险的排头兵,智囊参谋。现专业队伍职工均为75年左右参加工作,他们为黄河治理做出较大贡献。但目前已到退休年龄。因此,为解决专业队伍青黄不接的局面,应速吐故纳新,吸收培养新一代接班人,为黄河治理继续工作。
(3)强化培训全面提高整体素质
要居安思危,黄河防洪抢险要取得全面胜利。提高行政首长科学决策指挥能力和黄河专业队伍的整体综合素质至关重要。据此,应强化对行政首长、专业队伍、群众防汛队伍骨干人员进行抗洪抢险培训和严格练兵,认真汲取历史上曾发生过的险工因根石不足已发生过的垮坝教训。
(4)强化探测手段
根据实际情况,采用新技术、新仪器,及时对险工、控导工程根石进行探测,并采取有效措施进行加固。
3.2 工程措施
(1)采用传统铅丝笼压护、大块石抛根等方法防止根石走失。
枯水位时可采取传统抛铅丝笼压护、铅丝网裹面、柳石枕围根等法加固。其中铅丝笼压护、柳石枕围护基脚效果较好,可根据坝体根石走失实际情况选用。
(2)采用新材料、新工艺等高新技术成果固根。
选用耐腐蚀抗断裂的化纤合成塑料网装石抛护替代传统铅丝笼防护措施。从而解决因铅丝笼腐蚀生锈断裂问题。用耐特龙石枕、砼格栅、钢筋砼板桩、排桩等新工艺固护根石。使散乱根石增加整体性,防止因洪水冲走所造成的墩蛰跨坝险情发生。
(3)网护根石
网护根石是将散状根石块体用特制网罩护,使散状根石块体凝固一体,增加根石抗冲能力,有利于根石更好地适应河底冲淤变化,保护根石坡度相对稳定。减少根石大量位移、走失。
4 建议
4.1 未雨绸缪防患未然
建议专家们进行实时实地勘察研究论证,尽快列入国家黄河治理计划,并从速实施。
4.2 加速专业队伍建设、强化培训新人员
黄河治理需要多代人不懈努力。时代的变迁与时代的改革,使黄河新老人员替代变化大,许多有抗御防洪经验的老同志已经退休。应有计划地分期分批选招有科学文化知识的青年人加入治黄队伍。集人才与高科技兼容治河,这是当务之急首要解决的问题。
4.3 加快工程整治力度
借助国家综合国力的提高和先进技术,依据黄河所出现的新特点,加快治理速度。防洪工程整治要坚持当前与长远利益并重,建设与管理、强化实效与美化并举整治思路。要审时度势,做到“超前除险加固、适时强化固根”等综合治理措施,确保险工、控导工程能防遇百年、千年特大洪水不决口。
5 结束语
简易根石探测装置的研制与应用 篇3
黄河根石是黄河堤坝的保护屏障, 其分布状态的如何将直接关系到大堤基础的安危。由于黄河特殊的基础地质条件, 泥沙淤积层深厚, 每次洪水过后, 保护大堤安全的根石不同程度地被水流冲走, 致使大堤塌陷或存在安全隐患。因此, 黄河河道的根石探测工作是一项确保大堤安全的基础性工作。
每年在汛期及凌期过后, 河水流量降低, 曾经偎水的根石将会大部分外露, 为了测量根石在汛期和凌期期间被冲走的情况。各基层管理段及养护队就会利用这段时间, 组织职工在所有过水坝岸的各个断面上进行根石探测, 统计数据, 绘制出根石断面图。再同汛前及凌前的数据比较, 计算出缺根石的数量, 为以后的抛根护石作准备。
当前, 各基层管理段及养护队在进行根石探测作业时, 大部分使用费时费力的双木尺测量法。即测量时, 1号职工在坝顶上用目测法掌握被测量断面的方向;2号职工两手各拿一根木尺进行水平距及垂直距的测量并喊报数据;3号职工蹲旁观测2号职工的木尺是否水平;4号职工在测量点上涂抹红漆标记;5号职工随队抄写数据;6号职工用探杆探摸距岸边2米处的水下部分。整个测量过程共用6人。完成各险工坝头等诸多断面的测量数据后, 再交给内业人员整理, 最后计算出缺根石量, 整个测量过程用工多, 耗时长, 误差大, 精度低。
为了解决上述问题, 有人发明了一种“根石探测机主机” (专利号为200320113313.5) , 该专利是在主机的底架上装有车轮, 底架两侧装有螺杆手动夹紧装置, 底架上通过侧销柱装有泊缸, 底架中心处有套筒护套组, 底架与中间架的底部一端通过柱销连接, 另一端通过螺栓连接, 中间架的上端面上装有隔振弹簧, 弹簧上有箱体, 箱体的下腔内装有振动电机, 箱体上腔内装有主动轮和从动轮, 主动轮轴与油马达的输出轴经花键套连齿合, 从动轮装在从动偏心轮上, 偏心轴的一侧固定涡轮, 箱体顶端装有探杆夹紧机构和装在支架上的电控位置开关。
上述的“根石探测机主机”专利, 虽然解决了人工作业的问题, 也提高了工效, 但显然成本太高, 使用中亦不方便, 在黄河大堤上地形地貌复杂, 该“根石探测机主机”并不方便实用, 所以未得到推广使用。
尽快研制出使用方便工效高, 减少测量人数、提高测量精度的根石探测器, 成为各基层养护单位的当务之急。
2 成果的研发过程
为了实现上述目的, 我们采取的技术方案是:斜坡测量尺包括横标尺、纵标尺和连接器。
所述的横标尺, 由一标有长度单位的圆管形成, 沿该圆管延长线方向设置有横线形槽。所述的纵标尺, 由一标有长度单位的圆管形成, 沿该圆管延长线方向设置有纵线形槽, 该纵线形槽上设置有与之垂直的卡槽。上述的横线形槽与纵线形槽宽度相等。所述的连接器成“工”字形, 卡在上述的横线形槽与纵线形槽之间, 并能自由滑动。需要定位时, 该连接器可卡在上述的纵线形槽上的卡槽内。为了能够方便探测水中根石, 在所述的横标尺上还设置有线轮系统, 该线轮系统由线轮、传输线和铅坠组成。
为了能精确的测量, 横标尺力求水平, 故在所述的横标尺上还设置有水平器, 作业时可根据水平器调整横标尺。为了保证断面方位的一致性, 在所述的横标尺上还设置有指南针。作业中, 为了方便地标记测量位置, 在所述的纵标尺上还设置有气囊式喷漆器, 该气囊式喷漆器由气囊、传输管和喷射器组成。喷射器内安装有醒目颜色 (一般为红色) 的油漆, 通过按压气囊, 将压力经传输管加压于喷射器, 将油漆喷射出用于标记。
其基本原理是:在测量某个险工断面的根石探测数据时, 1人用设备在坝头上对准断面方向 (看指南针即可) , 然后通过该设备上下前后的滑动, 报出水平距和垂直距。测量距岸边两米处的水下部分时, 利用安装在水平管尾部的收放线轮, 把铅坠放入水中, 根据重力作用使其充分触地, 再观看拉线在水平管上的尺度, 即可判读出水深, 也就是距岸边两米处的垂直距。然后, 通过双工通信方式传给内业人员, 内业人员直接在该断面的原始数据图上标出, 直观快速的计算出该断面的缺石量。
3 主要创造点
3.1 双管式内联技术。该技术提高了设备在上下前后滑动时稳定性及抗脱槽能力。
3.2 海杆式线轮技术。利用成熟的海杆收放线技术, 提高了铅坠在水下触地时的手感, 提高了测量精度, 同时减少了一名测量人员 (前面提到的6号职工) 。
3.3 气囊式喷漆管。该喷漆管的使用, 不仅提高了涂抹红漆标记的精准度, 同时还减少了一名测量人员 (前面提到的4号职工) 。
3.4 水平管。该配件的使用, 使水平横杆有了依据。不仅提高了垂直距离的精度, 同时还减少了一名测量人员 (前面提到的3号职工) 。
3.5 指南针。该配件的使用, 不仅提高了被测断面的方向精度, 同时还减少了一名测量人员 (前面提到的1号职工) 。
4 应用情况及效益分析
4.1 应用及推广情况
该设备生产出来后, 经实际作业对本设备进行了试验, 测量工作由一人完成。通过双工通信方式直接将测出的水平距及垂直距传报给内业人员, 内业人员直接在该断面原始数据图上标出并及时计算出缺石量, 测量过程简单快捷, 一名内业人员可同时应对四名探测人员报数据, 原来需要6人1天完成的工作量, 现在2人1天就可完成, 提高工作效率3倍, 在测量精度大大提高的同时, 还节省了数目不小的雇工及雇车费用。
目前已在德州翔宇黄河水利工程维修养护有限责任公司推广应用5套。同济南普泺黄河水利工程维修养护有限责任公司签定了20套购买合同书。同聊城安泰黄河水利工程维修养护有限责任公司第一分公司签定了5套购买合同书。
4.2 效益分析
4.2.1 经济效益
德州翔宇黄河水利工程维修养护有限公司于2005年凌汛后至2007年汛前共4次使用该设备对所管辖的14处险工, 521段坝岸进行了根石探摸测量作业, 原来需要30人15天完成的工作量, 变成了20人7.5天完成。按《水利工程维修养护定额标准 (试点) 》规定的每工日30.96元计算, 节省雇工费{ (30×15) - (20×7.5) }×30.96×4=37152元。
4.2.2 社会效益
目前, 黄河下游险工坝岸比较多, 上级要求采集数据的时间大大缩短, 以便在最短的时间内上报数据, 满足了建设“数字黄河”的要求。
本设备是专为根石探测工作而制造的, 它集测、涂、探等工序于一体, 结构新颖, 创意奇特, 提高工效3倍。
如果在下游各个基层管理段及养护队进行推广应用, 除大大提高测量精度和工作效率外, 还将节约大量雇工及雇车费用, 必将创造极大的社会效益。
摘要：黄河工程探测传统上采取人工拉皮尺结合直尺的测量方法, 所需人工多, 过程很复杂, 工作慢, 精度较低, 尽快研制出使用方便工效高, 减少测量人数、提高测量精度的根石探测装置, 成为根石探测的当务之急。