丁壩在航道整治工程中的應(yīng)用

高 瞻

（黑龍江省航道局，黑龍江哈爾濱 150000）

丁壩在航道整治工程中的應(yīng)用

高 瞻

（黑龍江省航道局，黑龍江哈爾濱 150000）

介紹了丁壩在航道整治工程中的應(yīng)用。

丁壩；航道整治；工程；應(yīng)用

1　丁壩的類型

丁壩可分潛水丁壩或非潛水丁壩，在設(shè)計時，潛水丁壩頂可以過水，非潛水丁壩頂不能過水。壩身透水的稱透水丁壩，不透水的稱不透水丁壩。不透水丁壩控制水流作用較強，由石料、土料、混凝土預(yù)制構(gòu)件或沉排鋪砌構(gòu)成。透水丁壩可將一部分水流挑離河岸，起控導(dǎo)水流作用，另一部分水流透過丁壩流向壩田，減緩流速，使泥沙沉積，緩流落淤效果較好。透水丁壩可用樁柳、樁及榪槎等構(gòu)筑，亦可用混凝土樁，設(shè)計丁壩時，要根據(jù)流勢與治導(dǎo)線的要求，確定軸線方向、壩頭位置及丁壩間距等。重要河段的丁壩布設(shè)，應(yīng)根據(jù)水工模型試驗確定。丁壩建成運用后，須經(jīng)常進行觀測，看其是否穩(wěn)定，是否達到預(yù)期目的，必要時加以調(diào)整。

根據(jù)丁壩對水流的影響程度，又可分為長丁壩和短丁壩。長丁壩有束窄河槽、改變主流線位置的功效；短丁壩則只起迎托主流、保護灘岸的作用。一般來說，數(shù)百米甚至上千米的丁壩，多是用于航道的枯水整治，為淹沒式丁壩。對于航道的中水整治，則應(yīng)盡量控制在100～200 m，以免嚴重阻水，形成紊亂的水流結(jié)構(gòu)，危及壩體安全或者引起對岸、壩下游岸線崩塌。

按照壩軸線與水流方向的夾角，可將丁壩分為上挑、正挑、下挑三種。這三種丁壩對水流結(jié)構(gòu)的影響很不一樣。對于淹沒式丁壩以上挑式為好，因為水流漫過上挑丁壩后，可將泥沙帶向河岸一側(cè)，有利于壩檔之間的落淤。而下挑丁壩則與之相反，造成壩檔間沖刷，河心淤積，且危及壩根安全。對于非淹沒丁壩，則以下挑為好，其水流較平順，繞流所引起的沖刷較弱，相反上挑將造成壩頭水流紊亂，局部沖刷十分強烈。在河口感潮河段，以及有頂托倒灌的支流河口段，為適應(yīng)水流的正逆方向交替特性，多修建成正挑形式。

2　丁壩的作用

丁壩是廣泛使用的河道整治和維護建筑物，其主要功能為保護河岸不受來流直接沖蝕而產(chǎn)生掏刷破壞，同時它也在改善航道、維護河相以及保護水生態(tài)多樣化方面發(fā)揮著作用。它能夠阻礙和削弱斜向波和沿岸流對海岸的侵蝕作用，促進壩田淤積，形成新的岸灘，達到保護河（海）岸的目的。按丁壩的作用和性質(zhì)又分為控導(dǎo)型和治導(dǎo)型兩種?？貙?dǎo)型丁壩壩身較長，一般壩頂不過水，其作用是使主流遠離堤岸，既防止坡岸沖刷又改變河道流勢。治導(dǎo)型丁壩工程的主要作用是迎托水流，消減水勢，不使急流靠近河岸，從而護岸護灘、防止或減輕水流對岸灘的沖刷丁壩修建后，局部地改變了河（海）流的流動形態(tài)，而壩體尾部旋渦的產(chǎn)生、分離和衰減會使水流呈現(xiàn)很強的三維紊動特性，相應(yīng)流動結(jié)構(gòu)變得十分復(fù)雜。探討丁壩附近的流動結(jié)構(gòu)不僅具有重要的水力學(xué)研究價值，也對丁壩的實際工程應(yīng)用有現(xiàn)實指導(dǎo)意義。

3　丁壩的結(jié)構(gòu)

丁壩結(jié)構(gòu)形式多種多樣，由于整治工程是在整條河段上進行，施工線路長，應(yīng)按因地制宜，就地取材的原則進行選擇。內(nèi)河航道整治多采用拋石筑壩，也有采用石籠拋筑。拋石丁壩采用塊石拋堆，表面也可采用砌石整修，一般采用干砌形式，近年來由于施工作業(yè)機械化，可以拋筑較大體積的塊石，同時合適的石材供應(yīng)短缺以及人工費用的不斷上升，筑壩也多采用拋石護面再理坡的施工工藝。丁壩橫斷面多為梯形，壩頂寬度一般采用1.0～2.0 m；迎水面坡面為1∶1～1∶1.5，背水面坡面為1∶1.5～1∶2.0；為了防止丁壩全部同時過水而引起河床的急劇變化，都將壩頂設(shè)計成斜向河心的縱坡，縱坡的大小，取決于壩長和與丁壩相接的河岸高度，一般為1∶100～1∶300；為了防止中、洪水時水流沖刷河岸，切斷壩根，在壩根與河岸坡面連接段，緊靠壩根上下游河岸，拋筑壩根護岸，其長度根據(jù)土質(zhì)、流速、壩軸線與水流交角確定，一般是上游護岸5～15 m，下游護岸10～25 m；壩頭處水流湍急，承受的動水壓力大，并產(chǎn)生繞過壩頭的螺旋流，在壩頭稍下的位置形成沖刷坑，必須做加固處理，一般采用擴大壩頭、放緩壩頭向河坡比、加大壩頭處的護底面積等措施。

4　丁壩的施工質(zhì)量控制

丁壩的施工工藝一般為：拋筑之前，在河岸上設(shè)置導(dǎo)標(biāo)，定好壩軸線，并在壩頭處設(shè)置標(biāo)識，當(dāng)有護底時，拋石可從河岸向河心推進，沒有護底時而河床易受沖刷時，應(yīng)先拋一層塊石護底，然后由河岸向河心推進。拋石時，若流速較大，應(yīng)采用縱向停泊，從河岸向河心方向，沿船的向岸一側(cè)拋石；若流速較小時則可橫向停泊，沿船的一側(cè)拋石。為了增加丁壩的穩(wěn)定性，在壩下游坡腳和壩頭等部位，應(yīng)拋筑較大的石塊，并有一定的級配以提高壩的密實度。

丁壩拋筑中常見的質(zhì)量隱患有塊石規(guī)格級配不符合要求、壩體中夾雜砂石、壩體坡面坡比不足等，在施工過程中應(yīng)充分提高施工、監(jiān)理人員的責(zé)任心、質(zhì)量意識，源頭上加強原材料進場驗收，對強度、規(guī)格和級配均應(yīng)按頻率進行抽檢和監(jiān)理平行檢測；施工過程中要制定措施防止砂石等夾雜進入壩體中形成薄弱面，影響壩體穩(wěn)定；壩面成型后要做好防碰損措施，防止船舶碰撞以及人為損毀。

5　結(jié) 論

綜上所述，正確的航道整治措施必須建立在對河性及其演變規(guī)律充分掌握的基礎(chǔ)上，因此，在進行航道整治水工建筑物丁壩平面布置時，要做好分析研究，認真總結(jié)實踐經(jīng)驗，以及進行必要的數(shù)學(xué)模型計算和物理模型試驗。對于航道整治工程中的丁壩結(jié)構(gòu)形式應(yīng)綜合考慮材料來源、勞動力、機械調(diào)遣、自然條件等因素，采用適合當(dāng)?shù)厍闆r的形式，做到施工簡便、質(zhì)量可靠、費用合理、整治效果良好。

U415.5

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1008-3383（2016）10-0190-01

2016-02-13