孫意菲，崔慶峰

(黑龍江省慶達(dá)水利水電工程有限公司，哈爾濱 150080)

明青截流溝的整治

孫意菲，崔慶峰

(黑龍江省慶達(dá)水利水電工程有限公司，哈爾濱 150080)

明青截流溝是大慶地區(qū)防洪工程的一部分，主要任務(wù)是將明水、青岡兩縣西部坡地洪水截流，使其沿溝道南下經(jīng)明青交叉樞紐泄洪閘工程進(jìn)入王花泡，為解決明青坡地洪水對(duì)大慶、安達(dá)地區(qū)的威脅而修建的排水工程。文章對(duì)工程概況、工程破壞原因及防護(hù)方案進(jìn)行闡述。

明青截流溝;泄洪閘;設(shè)計(jì)排水溝;防護(hù)方案

文章對(duì)工程概況、工程破壞原因及防護(hù)方案進(jìn)行闡述。明青截流溝全長62.667 km，交叉樞紐工程以上46.779 km，以下15.888 km。截流溝設(shè)計(jì)按3 a一遇洪水開挖，防洪堤按20 a一遇洪水修筑，堤腳距右岸肩30～40 m。明青交叉樞紐工程由泄洪閘、北引節(jié)制閘和東湖進(jìn)水閘組成。由于樞紐工程上下游截流溝道受凍融、沖淤、滲流等破壞，危害樞紐工程總體運(yùn)行安全。因此對(duì)明青截流溝進(jìn)行防護(hù)整治。

1 工程概況

1.1 泄洪閘工程現(xiàn)狀

明青交叉樞紐泄洪閘工程按林明公路以北的坡水全部匯入王花泡設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)洪水(p=5%)流量Q為240 m3/s。泄洪閘工程由13.55 m長護(hù)坦、10.0 m長閘室、18.66 m陡坡、26.0 m長消力池、46 m長海漫等5個(gè)部分組成：距交叉點(diǎn)(46+779)13.55 m為泄洪閘前緣;閘室為3孔，每孔寬6 m，總寬20.0 m，堰頂高程同溝底高程155.50 m。閘室底板從7.9 m處開始以1∶3坡度與消力池連接，其中陡坡長18.66 m，池長26.0 m，消力池底高程148.58 m，消力池尾坎高程149.58 m，出口寬度24 m。上游護(hù)底為厚度1.0 m、長13.55 m的鋼筋混凝土護(hù)坦。上游右側(cè)翼墻以半徑31.274 m與北引節(jié)制閘消力池末端邊墻相接。上游左側(cè)翼墻以半徑1.18 m與東湖進(jìn)水閘相接。消力池邊墻頂高程按近期(p=33%)洪水位155.84 m加0.48 m超高，為156.32 m。閘室上游側(cè)設(shè)農(nóng)道橋，橋面寬5.0 m，橋頂高程160.90 m，閘室下游側(cè)設(shè)工作橋，橋面寬3.0 m，橋頂高程163.50 m。設(shè)計(jì)海漫底高程149.58 m，寬32 m，長46 m，海漫段前10 m為鋼筋籠塊石護(hù)砌，厚度0.60 m，其余為厚度0.30 m。防沖槽深1.50 m。由于洪水沖刷，現(xiàn)狀海漫全無。

1.2 上游排水溝現(xiàn)狀

樞紐工程上游排水溝約500 m范圍內(nèi)，包括新老排水溝匯流魚咀，設(shè)計(jì)排水溝底寬24.0 m，現(xiàn)狀平均寬度30～35 m;上游500 m范圍內(nèi)，有多處侵蝕溝匯入;排水溝的邊坡沖蝕、剝蝕破壞嚴(yán)重，直接影響樞紐工程上游排水安全。

1.3 下游排水溝現(xiàn)狀

樞紐工程下游排水溝250 m范圍內(nèi)，設(shè)計(jì)排水溝底寬24.0 m，現(xiàn)狀平均寬度20～25 m;海漫內(nèi)平均淤積2.7 m;海漫末端至下游190 m范圍(測量范圍)內(nèi)，現(xiàn)狀平均溝底比降1/600，溝底高程平均下切0.45 m;排水溝的邊坡沖蝕、剝蝕破壞嚴(yán)重。

2 工程破壞原因分析

2.1 地質(zhì)原因

大慶地區(qū)防洪工程位于松嫩平原左地區(qū)中部，大地構(gòu)造單元屬松遼凹陷第四紀(jì)下沉區(qū)，構(gòu)成區(qū)內(nèi)廣布堆積地貌，形成二級(jí)階地、一級(jí)階地、閉流洼地和河漫灘地。表層土大部分為黃土狀黏土和黃土狀亞黏土，具有濕陷性和崩介性，部分鹽堿地段土質(zhì)具有分散性，親水性，易膨脹性和風(fēng)干型。此類土壤失水后干、硬、脆，遇水后滑、軟、塑。

2.2 凍脹原因

工程地處高緯度地區(qū)(北緯46.7°)，冬季最低氣溫在零下30°～40°，結(jié)凍期長達(dá)180 d，溝道邊坡受凍融破壞，在坡頂部順?biāo)鞣较虍a(chǎn)生縱向裂隙，裂隙距壩肩約0.8～1.2 m，在春季融化后，邊坡易沿此裂隙塌滑。

2.3 地表水滲透作用

部分坡地積水地帶，地表長年積水，地下水向溝內(nèi)滲透。由于溝深坡陡，邊坡失穩(wěn)導(dǎo)致渠坡整體滑動(dòng)。

總之，明青交叉樞紐上下游，由于內(nèi)因(地質(zhì)原因)及外因(凍脹原因及地表水滲透)的作用，排水溝嚴(yán)重的沖淤變形，已影響排洪的安全運(yùn)用，迫切需要對(duì)明青交叉樞紐上下游進(jìn)行防護(hù)治理。

3 選擇防治防護(hù)方案

通常護(hù)坡治理方案主要有：塊石護(hù)坡、混凝土板護(hù)坡、格賓網(wǎng)箱或雷諾護(hù)墊等形式。根據(jù)上下游溝道特征情況：下游溝道河槽較深，P=5%情況河水不出槽，單寬流量大，對(duì)溝道的沖刷強(qiáng)度大，防治防護(hù)方案宜選擇格賓網(wǎng)箱或雷諾護(hù)墊等形式;上游溝道河槽相對(duì)較淺，只有下游河槽深度的一半(3～4 m)，可選擇塊石護(hù)坡或混凝土板護(hù)坡。根據(jù)樞紐工程上游已有100 m長度混凝土板護(hù)坡工程，運(yùn)行15 a后，工程結(jié)構(gòu)完好。說明該混凝土板護(hù)坡結(jié)構(gòu)可以滿足本工程邊坡安全要求。所以上游護(hù)坡仍采用混凝土板護(hù)坡結(jié)構(gòu)，設(shè)碎石墊層及土工布，以滿足被保護(hù)土層平排水要求。上游混凝土板護(hù)坡應(yīng)滿足3個(gè)方面工程安全問題：洪水期應(yīng)滿足抗浮;地下水流向溝內(nèi)時(shí)的邊坡流土滲透安全;冬季抗凍安全。

4 雷諾護(hù)墊護(hù)坡護(hù)岸的特點(diǎn)及作用

雷諾護(hù)墊又叫格賓護(hù)墊，石籠護(hù)墊。雷諾護(hù)墊是指由機(jī)編雙絞合六邊形金屬網(wǎng)面構(gòu)成的厚度遠(yuǎn)小于長度和寬度的墊形工程構(gòu)件，其中裝入塊石等填充料后連接成一體。石籠護(hù)墊是厚度為0.15～0.30 m的網(wǎng)箱結(jié)構(gòu)，雷諾護(hù)墊由隔板分成若干單元格，為了加強(qiáng)雷諾護(hù)墊結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，所有的面板邊端均采用直徑更大的鋼絲。

石籠網(wǎng)護(hù)坡護(hù)岸的特點(diǎn)及作用，包括5個(gè)方面：

4.1 較好的生態(tài)性

由于石籠網(wǎng)的空隙較大，如果只單純地使用石籠網(wǎng)，很容易形成植物無法生長的干燥貧瘠環(huán)境。因此，為使植物能早日生長，要給石籠覆土或填塞縫隙，而不能被動(dòng)地等待洪水帶來的泥砂淤積。最好采用微生物及各種生物，在漫長歲月的加工下，形成松軟且富含營養(yǎng)成分的表土，實(shí)現(xiàn)多年生草本植物自然循環(huán)的目標(biāo)。

4.2 較強(qiáng)的透水性

用塊石籠疊砌成的擋土墻，由于網(wǎng)箱內(nèi)的填充料為松散體，存在較多的孔隙，可以充分保證河岸與河流水體之間的水分交換和調(diào)節(jié)功能，滯洪補(bǔ)枯、調(diào)節(jié)水位，增強(qiáng)水體的自凈能力，有利于砌體后土壤中孔隙水的排出，從而減少墻體后的地下水壓力。同時(shí)，地表水一旦入滲墻后土中，則可以通過砌體較快地排出，有效降低地下水位。

4.3 較好的抗沖性

石籠用作護(hù)坡或擋墻工程，結(jié)構(gòu)整體性好。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)證明，石籠防護(hù)工程的防沖系數(shù)是一般拋石防護(hù)工程防沖系數(shù)的兩倍，且拋石護(hù)岸受水流沖擊時(shí)，石頭受壓后，一旦產(chǎn)生初始移動(dòng)，岸坡土壤被沖走，從而導(dǎo)致整個(gè)防護(hù)工程損壞。而石籠護(hù)墊防護(hù)工程中的塊石即使產(chǎn)生位移，此時(shí)變形后的護(hù)墊結(jié)構(gòu)將調(diào)整，達(dá)到新的平衡，而整體不會(huì)遭到破壞，從而有效保護(hù)岸坡土壤不遭破壞。

4.4 較好的防浪性

由于石籠內(nèi)填塊石存在一定空隙，風(fēng)浪、浪峰上拍時(shí)，浪花被粉碎，減小了浪壓的沖擊力，風(fēng)浪、浪峰退下時(shí)，因石籠網(wǎng)有空隙，破壞了風(fēng)浪的真空吸力，又減小了對(duì)防護(hù)工程的破壞力度，加之整體結(jié)構(gòu)可在風(fēng)浪力作用時(shí)進(jìn)行微調(diào)，避免了墻身出現(xiàn)裂縫的缺點(diǎn)。

4.5 較好的柔韌性

石籠網(wǎng)的原材料可采用涂膜熱鍍鋅低碳鋼絲，構(gòu)成網(wǎng)格的鋼絲有一定的強(qiáng)度，不易被拉斷，石籠整體強(qiáng)度較高。低碳鋼絲承受適度的變形特點(diǎn)，可以將全部工程連成整體，不需分縫，即使由于某種原因使結(jié)構(gòu)中斷裂一根網(wǎng)絲，也不會(huì)影響結(jié)構(gòu)的整體性。特別在受地基土沉陷或墻后土有小的變形影響時(shí)，結(jié)構(gòu)能進(jìn)行自身適應(yīng)性的微調(diào)，不會(huì)因不均勻沉陷而產(chǎn)生沉陷縫等，整體結(jié)構(gòu)不會(huì)遭到破壞。

［1］張海燕，聶民華，嚴(yán)勵(lì)，楊振芳.升臥式平面鋼閘門在明青截流溝交叉工程中的應(yīng)用［J］.黑龍江水利科技，1997，25(04)：44-46.

TV86

B

1007-7596(2011)04-0150-02

2011-01-05

孫意菲(1980-)，女，黑龍江同江人，工程師;崔慶峰(1979-)，男，黑龍江肇東人，工程師。