黃河河道整治工程的施工技巧及對(duì)策探討
一、河道整治工程險(xiǎn)情概述
黃河河道整治工程是黃河防洪建設(shè)的重要項(xiàng)目，它對(duì)控制河道的走向起著重要的作用，無論何種類型的壩、垛、護(hù)岸等，歸根到底都要滿足穩(wěn)定河勢(shì)、疏導(dǎo)水流、利于防洪的需要。據(jù)統(tǒng)計(jì)，自2002年至2007年小浪底水庫調(diào)水調(diào)沙以來，山東黃河河道整治工程共有191處險(xiǎn)工、控導(dǎo)工程1491段壩垛出險(xiǎn)2813次，搶險(xiǎn)累計(jì)用石49.85萬m3，耗資6212萬元。工程布局及工程防守受到了一定程度的影響。更加有效地規(guī)劃治理流路，河道整治工程的施工顯得尤為重要。
二、出險(xiǎn)原因分析
導(dǎo)致河道整治工程出險(xiǎn)的原因，往往是多種因素綜合作用的結(jié)果。分析認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面：一是水沙條件發(fā)生新的變化，中常洪水持續(xù)時(shí)間加長，工程遭受洪水侵蝕的時(shí)間增多，工程失穩(wěn)，這是工程頻繁出險(xiǎn)的主要根源；二是河勢(shì)靠溜發(fā)生相應(yīng)變化，上提下挫，左右擺動(dòng)，造成工程和灘岸坍塌生險(xiǎn)；三是壩岸基礎(chǔ)薄弱，多數(shù)河道整治工程存在根石深度淺、坡度陡、斷面不足等問題，達(dá)不到根石坡度1：1.5的標(biāo)準(zhǔn)要求，盡管每年都進(jìn)行根石加固，但每年又有根石走失現(xiàn)象，導(dǎo)致險(xiǎn)情不斷發(fā)生；四是新修壩岸未經(jīng)洪水考驗(yàn)，達(dá)不到穩(wěn)定要求。“98”長江大水后，國家加大了大江大河防洪工程建設(shè)的投入，但由于新修壩岸筑壩時(shí)根槽開挖淺，沖刷坑深度不足等因素，洪水期間壩岸基礎(chǔ)被水流迅速?zèng)_失，導(dǎo)致一壩或多壩連續(xù)多次出大險(xiǎn)。
三、施工方法
（一）水上作業(yè)的施工方法
水上作業(yè)也就是旱工作業(yè)，就是在黃河河道灘地上施工，傳統(tǒng)意義上的旱工作業(yè)除了工程主體的土方填筑之外，考慮到工程的穩(wěn)定，往往要在灘面上用機(jī)械開挖一個(gè)坑槽并對(duì)坑槽進(jìn)行處理且沉埋防沖體或裹護(hù)體。多選用散石沉排、鉛絲籠沉排、柳石枕沉排等。
1、散石沉排實(shí)質(zhì)上就是在坑槽內(nèi)填拋塊石加強(qiáng)工程的基礎(chǔ)強(qiáng)度和深度。挖槽的寬度根據(jù)沖刷坑的深度及受水流沖刷的部位的強(qiáng)弱來決定。由于是散石施工，單個(gè)塊石重量的不足使作業(yè)強(qiáng)度不是太高，散石沉排可以隨著工程前沖刷坑的深度變化而成為坦石裹護(hù)壩體土胎并同時(shí)起到防止淘刷的作用，在長期的治黃實(shí)踐中多有運(yùn)用。
2、鉛絲籠沉排則是將塊石裝入鉛絲編織的網(wǎng)內(nèi)并形成較大體積的抗沖體，減少了洪水時(shí)對(duì)單個(gè)石塊的沖刷走失現(xiàn)象，其具體施工序?yàn)椋合扔媚酀{泵開槽（或用大型機(jī)械挖槽），然后清理坑槽，開始鋪設(shè)土工織物（其中有紡布在上，無紡布居下），土工織物上鋪放一定厚度的柳秸料墊層，運(yùn)輸石料到基坑內(nèi)，開始裝籠做為壓載體，鉛絲籠沉排體施工完畢后，再在其上部覆壓土體即可。柳石枕沉排壩主要以做水下的護(hù)根結(jié)構(gòu)，它所用的主要材料有柳料、麻繩、鉛絲、木樁、石料等。這種沉排體易閉氣，保土防沖性能比較好，當(dāng)其處于壩（岸）前受溜位置時(shí)，能適應(yīng)河床的沖刷變形，起到緩沖落淤，防止淘刷的作用。它的施工工序同樣是先進(jìn)行基坑的開挖，并修整清理坑底和邊坡，而后就要捆扎柳石枕，鋪設(shè)第二層枕時(shí)應(yīng)擺放在兩枕之間位置以保證閉氣嚴(yán)密及完整性，枕體上拋?zhàn)o(hù)散石，裹護(hù)體施工，最后修整邊坡即可。
近年來，河道整治工程中開始應(yīng)用土工織物沉排，土工織物是由合成纖維制成，具有抗拉耐腐、滲透性強(qiáng)、抗沖反慮、強(qiáng)度高、柔性好等特點(diǎn)，應(yīng)用它可以削減水流對(duì)工程的沖擊力，同時(shí)也可以防止水位驟升急降而形成的險(xiǎn)情。土區(qū)織物沉排典型的有鉸鏈?zhǔn)侥４懦僚拧⒊樯吵涮铋L管袋沉排、褥墊式沉排等，這種結(jié)構(gòu)的原理相同，都是利用機(jī)織土工布作模袋，內(nèi)充具有一定流動(dòng)度的砼或砂漿（沙），通過灌注壓力作用有效保護(hù)工程基礎(chǔ)，適應(yīng)河床的沖刷變形。鉸鏈?zhǔn)侥４懦僚蓬A(yù)先在模袋內(nèi)埋設(shè)有高強(qiáng)繩索來將各個(gè)塊體聯(lián)接為整體，而長管袋（包括褥墊）則是將土工反慮布局部縫合加工成模袋，它們都具有較好的整體性和柔韌性，既適宜于旱工作業(yè)，也可以在水流速度不大的河面上施工。
（二） 水下施工方法
河道工程的施工，經(jīng)常遇到水中進(jìn)占問題，傳統(tǒng)意義上多采用黃河埽工的河工技術(shù)，即在水深流急情況下用柳石摟廂占體，底坯打家活樁以防止滑動(dòng)，拋壓散石并輔以拋?zhàn)o(hù)柳石枕閉氣挑流。由于多為在水深溜急情況下施工，因此應(yīng)注意把握好施工中的幾個(gè)方面，使用捆廂船要保證船體的長、寬符合捆扎柳石摟廂的需要吊錨纜在進(jìn)占初期可用樁固定在壩襠或上游灘地及壩體上，埽體位置則要視岸上的標(biāo)志樁隨時(shí)調(diào)整吊錨纜和揪稍纜的長短松緊，保證其迎水面邊線與標(biāo)志樁對(duì)齊，后戧土跟進(jìn)不宜太靠前，占繩、過肚繩用地錨樁固定在后土中，柳石枕也要拋?zhàn)?，并且拋?zhàn)o(hù)鉛絲籠或散石來增加抗滑力。柳石摟廂做為占體存在著不足，首先其所用軟料供給一旦不足則極易影響工程的進(jìn)度，其次工程中物料的腐蝕容易影響基礎(chǔ)，造成被動(dòng)搶險(xiǎn)頻繁。另外如遇水深較小采用此方法施工，形成工程基礎(chǔ)深度較淺，如遇大的洪水沖刷，易形成較大險(xiǎn)情。
現(xiàn)階段水中進(jìn)占工程也有一些新的思路，如修筑透水樁壩、堆石進(jìn)占筑壩等。透水樁壩系采用樁基進(jìn)行施工，工程質(zhì)量能得到保證。由于在主體工程修筑之前，尚需搭建工作平臺(tái)創(chuàng)造作業(yè)環(huán)境，相對(duì)而言增加了前期投資。但工程竣工后可避免工程運(yùn)行中其它工程竣工后的大量管理及維護(hù)費(fèi)用。當(dāng)施工現(xiàn)場附近缺乏軟料而且施工時(shí)水深不大，塊石料源充足時(shí)，有時(shí)也可采用堆石進(jìn)占。堆石進(jìn)占可利用大型施工機(jī)具裝運(yùn)石料，避免了農(nóng)忙時(shí)節(jié)勞動(dòng)力上工不及時(shí)數(shù)量不足同工程施工進(jìn)度形成的矛盾，而且保障了工程的基礎(chǔ)強(qiáng)度。但在施工過程中應(yīng)注意做好閉氣工作，以防水流淘刷，另外在利用挖掘機(jī)回挖拋進(jìn)河中的塊石加以重新利用，堆石進(jìn)占對(duì)水流的作用明顯，能加快施工進(jìn)度，其單價(jià)和采用柳石枕及柳石摟廂材料的水中進(jìn)占投資也相差不多，但能有效地縮短工期。
綜合而論，土工織物沉排工程施工及利用土工織物做為護(hù)底排布來改善工程與水流的作用條件進(jìn)行施工時(shí)干擾因素小，機(jī)械化作業(yè)程度高，可以降低勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省了施工勞動(dòng)力，并且泥漿及砼等原料在采用或配制時(shí)較為快捷方便，與傳統(tǒng)的柳石結(jié)構(gòu)比頭減少了柳秸料的運(yùn)用，也有利于保持人類的生存大環(huán)境，這將是今后河道工程施工的一種趨勢(shì)。柳石結(jié)構(gòu)料源廣，修筑及防守方便，施工工藝也不很復(fù)雜，在黃河上經(jīng)驗(yàn)比較成熟，易于操作，也是黃河現(xiàn)今水中筑壩主要的施工方法。
總之，河道整治工程的施工其施工方法及工程結(jié)構(gòu)型式內(nèi)容繁雜，不能只對(duì)一些表面現(xiàn)象進(jìn)行簡單的分析，只有在總結(jié)前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)之上，找準(zhǔn)內(nèi)在原因，對(duì)癥下藥，有的放矢，才能取得良好效果，確保防洪工程安全，使其發(fā)揮最大的作用和效益。