治河工程中护岸导流结构类型与对比分析论文_孙磊,方辉

治河工程中护岸导流结构类型与对比分析论文_孙磊,方辉

上海千年城市规划设计有限公司 上海市 200441

摘要:随着科学技术的发展,我国的许多新技术发展迅速,并在治河工程中得到了广泛的应用。这也使得治河工程中的护岸导流结构在多年的发展中得到了不断革新,形成了较多的新结构。在这种情况下,就有必要对各类新结构进行深入全面的分析与探讨,并明确具体工程中各类方法的优劣。文章先结合当前我国工程实践现状,阐述了当前多种护岸导流的新技术与新模式,最后还综合对比了各类技术的优劣,给治河工程的相关技术人员提供了相应的借鉴与参考。

关键词:治河工程;护岸导流;研究综述;新结构

引言

现如今的国内人口数量正在大幅度的提升,未来的工作挑战也会进一步的严峻,此种情况下,必须对河道堤防护岸施工的不同内容开展合理的规划,尤其是在短期工作与长期工作的衔接层次上,应做出有效的改进,从而确保在今后的河道堤防护岸施工效果上,获得更好的成绩。

1我国水利工程中护岸导流结构的发展简介

我国自古以来在许多水利工程中就采取了丁顺坝作为护岸导流的手段。坝体传统上采用土石材料,如木桩式丁坝、土丁坝、柳石丁坝或抛石筑坝。它们有时难以满足护岸工程的需要,如柴排、柴枕、杩槎耐久性差;抛石易遭水流冲刷而走失;砌石和混凝土面板护坡适应变形的能力弱,且常因水流淘刷而被架空破坏等。特别是平原地区石料缺乏,抛石结构造价高、进度慢、需要人力多,同时大量石料开采也有悖生态环保要求。因此,应用新理论、新材料、新工艺开发研制新型护岸结构一直是人们努力的目标。近年来,水利工程者不断利用新材料、新技术和新工艺进行新型护岸导流结构的试验研究,并在长江、黄河上得以运用,如钢筋混凝土灌注桩坝、充沙土工反滤布长管袋褥垫沉排坝、钢筋混凝土水力插板桩新结构坝等都被证明是较成功的新坝型。在长江、淮河上也采用沙枕填芯块石盖面的混合型结构。

2我国治河工程中护岸导流结构的类型综述

2.1雷诺护垫坝

这种结构是先通过相关的机械设备制作固定规格的网垫,具体材料是由经过防腐处理的钢丝组成的。在具体使用的时候,需要在网垫的每一个空格处填放相应规格的石块,最终形成了整个护岸导流结构。通常来说,这个结构的网垫都是由六边形的钢丝网组成。在放入石块以后,六边形的网格就会被撑起来,而每一条边都跟石块形成了较好的联动,可以灵活适应河岸出现的局部变形,并且在变形力退却以后还能够恢复原来的形状。在长期使用以后,结构的表面就会积累较多的泥沙,从而形成能够让植被生存的生态环境,具有非常显著的环保功能。

2.2混凝土杩杈

钢筋混凝土网格护岸效果虽好,但基础需要有足够的埋深,水下施工较为复杂。木杩杈、挂柳等易于腐烂冲毁,维护工程量大,一般作为临时性结构。西北水利科学研究所的科研人员提出了钢筋混凝土四面六边体透水框架结构(混凝土杩杈)治河护岸技术。该结构由6根长度相等的混凝土杆件相互连接构成,呈正三棱锥体,杆长1m。混凝土杩杈为透水建筑物,能柔性地调整水流,显著地降低流速;其自身为钢筋混凝土结构,耐久性好。此外,它四面是等腰三角形,接触面积较大,稳定性能良好,不存在基础与根石冲刷问题,具有良好的防沉陷等优点。施工简便,可以在河床上按需要布置移动,可任意抛放,重复使用。混凝土杩杈构件可实现工厂化生产。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆据有关资料分析,透水框架一次性施工费用与抛石固脚费用大致相当,但其长期维护费用明显低于抛石结构,且护岸效果优于抛石体。在长江江西河段和陕西渭河下游已得到试验应用。

2.3钢筋混凝土插板桩坝

在具体应用过程中,插板的底部会喷射出高压水流冲击合成,最终凭借自身的自重来完成沉降工作。而每一个插板的顶部相互之间都有连接,从而保证了整体结构的稳定性。在大部分工程中,插板都先在经过了预处理和成型过程以后,才会运输到工地现场中。就实际应用来看,插板桩坝不用使用大量的石料,能够在工程中快速完成施工作业,因此在很多抢险工程中也得到了广泛的应用。目前我国胜利油田管理局已经在广泛推广这项技术,并且这项技术在很多工程项目中都得到了较好的应用。

2.4混凝土铰链沉排

混凝土连锁板早在20世纪30年代就应用在美国密西西比河上。铰链混凝土沉排(简称铰链沉排)是通过钢制扣件或套环将预制混凝土块连接并组成排体的护岸结构形式。铰链排单元由系排梁、排垫、铰链混凝土板、压载体(砂枕或抛石等)组成。系排梁起固定排首的作用;排垫采用200g/m2的单层聚丙烯编织布加筋而成;铰链混凝土板起抗冲和压重作用,单块板之间用钢筋圆环或加筋带连接;压载体通常采用抛石或沙枕,将混凝土板在排垫上铺好绑扎后,用沉排船沉放在岸滩上,再抛投压载体。混凝土铰链排为平顺护岸结构,能较好地适应河床在顶冲水流作用下出现的调整,整体性和稳定性好,不改变河流近岸水流结构,防冲保沙性好、且能增强河床河岸的抗冲能力。

2.5钢筋石笼安装

1)钢筋笼制作完后,临时堆放在平整的地方,以防变形。2)钢筋笼在运输过程中应采取措施保证其不变形,不扭曲。必要时应加固处理。3)下笼后,笼顶标高应符合要求,其误差不大于200mm。4)根据测量放样,钢筋按照基础抽线进行吊装,钢筋石笼为三层,错缝摆放,总高度为3.0m。5)下笼后钢筋笼应予以固定。

3各个护岸导流结构的对比分析

雷诺护垫坝在具体使用的时候能够适应河道两岸发生的局部形变,并且在平时也不需要进行太多的维护,整体耐久度和使用寿命也比较客观。但是在使用这种结构与技术的时候,需要专用的雷诺护垫,在一定程度会加大最终的生产成本。混凝土杩杈的自身稳定性较高,并且在具体工程项目中的应用也比较灵活和简单,特别是在促淤方面具有非常显著的效果。但在使用这种方法的时候也需要进行预制混凝土的流程,虽然可以使用在那些石料严重匮乏的地区,但在水流较急的时候也会直接造成自身的不稳定,其应用效果也会出现大幅度下滑。钢筋混凝土插板桩坝的实际施工速度非常显著,并且也具有非常显著的抗冲刷能力,在整个结构应用过程中都无需使用石料。但是这种结构的具体造价成本比较高,并且一旦结构受到外力破坏,后续的维护与修复等各方面的工作都非常困难。混凝土铰链沉排在使用的时候,整个结构表现出了较强的整体性,并且抗冲能力也非常显著,整体造价相较于其他同类结构来说也比较低,在工程项目中的使用也非常简便。但这种结构在使用过程中需要使用到专用的沉排船,因此只适合那些比较宽阔的河流区域中。

结语

综上所述,随着我国水利工程建设的发展,水利技术的进一步提升,治河工程中护岸导流结构的应用也会变得更加广泛,各类新技术和新结构也会得到不断地研发与实践。在这种背景下,作为一名治河工程的技术人员,更应该通过各类可行的途径来明确当下治河工程中使用比较普遍的护岸导流结构,并且能够明确不同结构的具体应用限制和应用效果,可以在具体工程项目中选择最优的结构类型。在这之中,还要积极了解关于护岸导流结构的国内外动态技术与前端理念,从而不断提高我国治河工程护岸导流的技术层次。

参考文献:

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[2]徐立凯.马伦下段护岸工程冰凌水毁修复设计方案[J].黑龙江水利科技,2015,43(6):79-81.

[3]陈增伟.四面六边透水框架在叶尔羌河中游渠首的应用[J].陕西水利,2012(6):58-59.

论文作者:孙磊,方辉

论文发表刊物:《防护工程》2019年第6期

论文发表时间:2019/6/28

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