淺談控導(dǎo)工程根石走失的原因及防護(hù)措施

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控導(dǎo)工程的根石是壩體的基礎(chǔ),一旦根石走失,就會(huì)造成坦石滑動(dòng),壩體基礎(chǔ)失去穩(wěn)定而坍塌。根石走失是目前控導(dǎo)工程出現(xiàn)險(xiǎn)情的主要原因。減少根石走失,及時(shí)拋石護(hù)根,是保障控導(dǎo)工程安全的關(guān)鍵。
     1. 根石走失的部位
     根石走失的部位與來(lái)溜方向和沖刷的部位有關(guān),一般壩垛的上跨角和壩垛前頭受大溜沖刷的可能性較多,此處容易發(fā)生根石走失;其次是壩垛的迎水面、下跨角易受回流沖刷的區(qū)域,也容易發(fā)生根石走失。
     2. 根石走失的原因
     2.1水流因素
     2.1.1水流條件對(duì)工程的影響。控導(dǎo)工程出現(xiàn)險(xiǎn)情一般多發(fā)于中常洪水。因?yàn)樵诎l(fā)生較大洪水時(shí),主溜移至河心,水流通道比較順暢,工程一般都是靠邊溜和大邊溜,對(duì)工程的沖刷和掏底能力較弱。在發(fā)生中常洪水時(shí),水流容易坐灣,工程易靠大溜和大邊溜,水流對(duì)工程的沖刷及淘底能力較強(qiáng)。水流能將護(hù)根的石塊沖走,使根石的坡度變陡,壩體失去穩(wěn)定性而出現(xiàn)險(xiǎn)情,經(jīng)常在工地?fù)岆U(xiǎn)的人常說:“不怕來(lái)大水,就怕小水坐灣”。
     2.1.3壩岸遭受急流沖刷??貙?dǎo)工程的壩岸在遭到大溜、大邊流沖刷時(shí),水流能將護(hù)根的石塊沖走,使根石的坡度變陡而出現(xiàn)根石滑動(dòng)。
     2.1.2橫河、斜河的影響。所謂橫河、斜河就是由于河勢(shì)的變化,來(lái)溜方向與工程出現(xiàn)較大的夾角,導(dǎo)致水流直沖工程的壩垛,造成工程的根石、坦石被沖揭剝離,壩垛前出現(xiàn)較大的沖刷坑,根石出現(xiàn)滑動(dòng)而出險(xiǎn)。
     2.1.3含沙量的影響。水流中的含沙量的大小,對(duì)工程根石的穩(wěn)定有一定的影響。當(dāng)水流流速較小,含沙量較大時(shí)對(duì)工程影響不大;當(dāng)水流流速較大,含沙量較大時(shí),水流的拖拽能力較大,容易將根石拖帶走;當(dāng)水流含沙量較小時(shí),河床常時(shí)間遭受水流沖刷,泥沙被水流拖帶走,河床下切,壩垛前易產(chǎn)生較大的沖刷坑,根石易發(fā)生滑動(dòng)。
     2.1.4壩岸基礎(chǔ)的影響。壩垛底部的河床組成對(duì)壩垛根石穩(wěn)定性有一定的影響,河床受淤積條件的限制,各河段河床組成也不盡相同,有些地段甚至是多元結(jié)構(gòu),個(gè)別地段存在軟弱夾層。不同組成結(jié)構(gòu)的抗剪和抗滑能力不同,對(duì)壩垛整體穩(wěn)定的影響也不同,當(dāng)河床淺層存在細(xì)顆粒粘性土層或弱夾層,且壩垛基礎(chǔ)又座落在其上時(shí),受水流沖刷作用,壩前易產(chǎn)生較大的沖刷坑,造成根石滑動(dòng)走失。
     2.2施工方法因素
     2.2.1控導(dǎo)工程加高改建時(shí),把原有根石基礎(chǔ)埋在壩基下,重新往外拋投根石,即使過去已經(jīng)穩(wěn)定的根石,也會(huì)坍塌出險(xiǎn)。
     2.2.2拋投根石不到位,工程因受水流沖刷出現(xiàn)險(xiǎn)情時(shí),在壩頂拋投散石,會(huì)造成大量的石塊被水流沖走,一部分則堆積在根石的上部,看似穩(wěn)定實(shí)際不穩(wěn)定。
     2.2.3旱地施工時(shí),在基槽挖好后,槽內(nèi)只填散石沒有預(yù)埋鉛絲籠,工程一旦著溜,根石容易走失。
     2.2.4壩岸根石深度不夠的影響??貙?dǎo)工程的根石,是經(jīng)過多年的水流沖刷、拋投才形成的,不是一次能夠拋投到一定的深度的。根據(jù)多年的探測(cè),控導(dǎo)工程根石的深度一般達(dá)到12—15米時(shí),工程一般較少出現(xiàn)險(xiǎn)情,如果根石深度不夠,水流淘刷形成壩前沖刷坑,容易是壩體發(fā)生裂縫和蜇動(dòng)。
     2.3塊石重量因素。拋?zhàn)o(hù)根石使用的石料重量不足時(shí),壩前流速大于根石啟動(dòng)流速時(shí),根石不能保持自身穩(wěn)定,就會(huì)出現(xiàn)根石被揭走的現(xiàn)象。所以,在拋?zhàn)o(hù)根石時(shí)一般要選用大于30公斤的石塊,防止石塊被水流沖走。
     3.根石走失的搶護(hù)方法。
     壩岸發(fā)生根石走失,一般可根據(jù)出現(xiàn)的情況采取以下方法進(jìn)行搶護(hù):1、拋塊石;2、拋鉛絲籠;3、拋土袋;4、拋柳石枕。
     4.防止根石走失的措施
     4.1采用較大塊石和鉛絲籠固根。在實(shí)際搶險(xiǎn)和施工中采用較大塊石和鉛絲籠護(hù)根的方法,對(duì)防止根石走失起到過一定的作用。其中鉛絲籠護(hù)根的效果較好。在拋塊石護(hù)根時(shí),應(yīng)選用30公斤以上的石塊。使用鉛絲籠護(hù)根因投資較大,一般選擇壩的上跨角和迎溜較大的部位使用。工程出現(xiàn)根石走失后,應(yīng)在險(xiǎn)情較重的部位拋投鉛絲籠,然后再加拋散石,防止根石滑動(dòng)。在發(fā)生根石走失,水流流速較大時(shí),應(yīng)在險(xiǎn)情位置下游拋投鉛絲籠墩,然后拋散石,防止散石被水流沖失。
     4.2加強(qiáng)觀測(cè),及時(shí)補(bǔ)拋根石。為爭(zhēng)取主動(dòng)防止險(xiǎn)情擴(kuò)大,控導(dǎo)工程靠河的壩垛應(yīng)加強(qiáng)觀測(cè),及時(shí)探摸根石,發(fā)現(xiàn)根石坡度陡于1:1時(shí),就應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充根石,拋石應(yīng)用鉛絲籠固腳,要一次到位,應(yīng)先遠(yuǎn)后近,先下游后上游,邊拋邊摸,直到拋到穩(wěn)定坡度為止。
     4.3采用新材料、新工藝施工。
     4.3.1.在旱地施工時(shí),槽底增加鋪設(shè)防護(hù)土工布。
     4.3.2.水中進(jìn)占時(shí)在底勾繩上鋪設(shè)土工布,提高工程基礎(chǔ)的抗沖能力,即可節(jié)省投資,又可減輕壩前沖刷,防止根石走失。
     總之,控導(dǎo)工程根石走失的原因是多方面的,也是目前工程出險(xiǎn)的主要原因,加強(qiáng)工程觀測(cè)及時(shí)補(bǔ)拋根石是防止工程出險(xiǎn)的關(guān)鍵,只有做到防患于未然才能把險(xiǎn)情減小到最小程度,保障控導(dǎo)工程的安全。