论老哈河丁坝护岸工程设计与技术措施

老哈河为西辽河上游，发源于河北省七老图山脉的光头山。上游自建平县三家乡土城子入境，下游在哈拉道口镇嘎岔出境河道，全长118km，是辽宁省与内蒙古自治区的界河。老哈河属游荡型河流，主流经常摆动改道，特别是汛期，沿岸的耕地、林地、道路以及村庄经常被洪水侵袭。为了提高河道防洪标准，保护河道沿岸居民生命财产安全。2003年，建平县水利局在上级部门的扶持下，在老哈河右岸修建护岸工程两段，护岸总长3.6km，建成丁坝125道，总长3 330m，共动用土方1.8万立方米，块石1.86万平方米，沉排1.8万立方米。为热水畜牧农场、太平庄乡10个村民组4 080人、50 hm2保护地，300hm2耕地，480hm2林地设置了一道安全屏障。
　　
　　1 治理原则
　　
　　老哈河少部分为过渡性河流，且含砂量大，洪水危害大。治理原则是将散乱河道整治成为窄深归顺的河道，达到1980年规划的3条线，即整治线、清障线、流心线的要求，解决两岸水事纠纷，兴利除害，并有利于防洪，灌溉引水。
　　治理时要处理好滩、槽、堤之间的辩证统一关系，“滩存则堤固，滩失则堤险”。因此，必须把巩固堤防和保护滩地紧密结合起来，力求控导主流，使主槽的险工位置相对稳定。按计划要求，丁坝坝头不可超过规划的整治线，坝高不超过十年一遇洪水位的设计标准。
　　
　　2 施工前的准备
　　
　　做好施工前的准备工作，是使工程按期完成，尽快发挥效益的保证。因丁坝护岸工程的特殊性，一般要求在当年汛前完成；由于工程量大等原因在汛前完成确有困难的，要作好渡汛准备，使工程在汛期不受损失或少受损失。在工程项目投资确定以后应进行以下几方面的施工前准备工作。
　　2.1健全施工组织
　　建立健全施工组织是完成施工任务的组织保证，是领导施工、组织施工、指导施工不可缺少的条件。在施工前建立岗位责任制，加强对施工人员的思想教育，做到爱岗敬业，吃苦耐劳。
　　2.2做好施工进度的安排
　　根据我县的自然地理特点、气候条件、劳动力来源等提前做好施工进度的周密安排，以便做到工程建设和农业生产两不误。
　　2.3工程需用主要材料的准备
　　在正式动工前，要把工程需用的块石全部或大部分运到工程地点。铁线要按设计要求的规格、数量准备好。按工程需用梢料的数量，安排好解决途径和办法。施工前还必须准备好劳保医疗用品、工具等。
　　
　　3 土方开挖
　　
　　土方开挖在解冻以后、气温回升的4月或汛期过后的10月动工。按设计要求进行丁坝的实地放样，依据沉排尺寸确定土方开挖的范围和深度。土方开挖的好坏影响沉排铺放的是否平整，所以基槽的开挖工作一定要设计坡降。土方开挖深度要保证做到沉排压石以后，沉排全部在枯水面以下，这样亦保证了丁坝的设计高度，尤其在滩地上修建丁坝更要注意这一点。弃土的堆放要因地制宜，原则是便于施工，枯水季节将弃土尽量堆放在坝身的上游一侧，以阻挡部分小水冲刷而便于施工。
　　
　 　4 沉排的施工
　　
　　处理好基础是保证工程质量的重要环节，沉排是处理丁坝工程软基行之有效的方法。由于丁坝束窄河道水流，在丁坝上产生壅水，形成水流高压区，在坝头水流起绕流作用，流线集中，流速较大，形成水流的低压区。在高压区的水体，除一部分折向河岸形成回流外，大部分水流流向坝头附近，由于丁坝的挡水作用而产生的下降水流，形成环绕坝头的涡流，使坝头处的河床产生冲刷。因老哈河床抗冲能力低，为防止丁坝坝脚的冲刷用沉排进行防护。为了克服水的浮力作用，需在沉排上压块石，使沉排紧贴河底，设计时根据计算的冲刷坑深度和10多年来已建丁坝护岸工程的实际经验，确定沉排的尺寸。在沉排的施工中必须做到符合设计要求。
　　4.1沉排所用梢料的选用
　　最好选用柔韧的柳树枝为宜，要现採现用。为保持梢料的柔性，先备下的要防止干燥，常浇一些水保持柳枝湿润。梢料以细而少带枝叉的顺直条为最佳，为保证沉排的柔性，不宜采用直径大于4cm的粗枝大叉。
　　4.2柳把的扎制
　　按照设计要求，柳把直径以0.15m为宜，绑扎间距为3道/m。长度和数量满足设计要求，柳把扎制要粗细均匀（d=0.15m），压紧压实绑扎牢固，用16号镀锌铁线双股，防止运输和扎制沉排时柳把拉长、脱节。为使柳把扎制的结实严紧，在扎制前要把梢料的枝叉砍一砍，扎制的柳把亦要防止干燥。
　　4.3沉排的扎制
　　在土方开挖完工后，按照设计的要求铺放底层柳把，绑好连接底上层柳把的铁线，然后铺放2层散柳，保持每层压实后为10cm，铺放上层柳把，绑扎好联接上下2层柳把的铁线。绑扎防止排上压石散落的固边柳把。
　　扎制沉排应注意的问题：一是沉排质量的好坏对丁堤影响很大。有的已建工程由于沉排质量不好或沉排损坏，而造成丁坝沉陷、坝头倾斜、沉没等现象发生，所以一定要严格保证沉排的质量。二是铺放散柳时不要埋上联结上下2层柳把的铁线，发现埋上要及时找出，便于上下联结。三是沉排的铺放高度，要保证沉排压石后，沉排全部在枯水面以下，以保证沉排的完整性和梢料的柔韧性。
　　为保证沉排的位置牢靠，沉排扎制以后要及时进行排上压石，以抗御突来的洪水袭击。
　　
　　5 排上压石
　　
　　设计时通过对石块在水中受力情况的分析，得出了在各种条件下，块石在水流中保持稳定的折算直径，设计要求压沉排的块石粒径必须大于0.25m。排上压石厚0.3m，最好采用粒径大的块石，要做到砌筑平稳、牢固、平整，以便于铁丝笼笼片的铺放。 　
6 铁丝石笼的施工
　　
　　6.1笼片的编制
　　笼片的编制工作在土方开挖前进行。笼片编制的好坏，直接影响丁坝外形的整齐和丁坝的质量，已建的老哈河护岸工程大部分为矩形铁丝石笼。矩形铁线石笼和圆形铁线石笼相比，装笼简单省铁线，但较圆形石笼多用块石。编制笼片时要分层，先底层、后上层满足施工先后的需要，分段编制，一般每节长10m为一个独立整体。要求网眼方正，网眼为20cm×20cm绕双节满足设计图纸的需求。编制铁丝笼笼片的框线均采用直径为4.0mm的8号镀锌线，编制笼片也采用8号或10号镀锌铁线。编制笼片需8号铁线1.8kg/m2或10号镀锌铁线1.2kg/m2左右。随着网眼的大小铁线用量随之减少或增加。
　　编制的铁丝笼片按照设计要求，采用绕双结。这样编制的笼片优点是：变形小，如有1根损坏对整个笼片的影响小。编制笼片时单根铁线的放线长度应为所编制笼长的1.5倍，按设计笼片的宽度把需用铁线的根数放足。
　　编制笼片应注意的几个问题：一是放铁线要有计划，注意节约铁线，防止浪费。二是编制笼片要保证边框的外形形状，这样才能保证设计尺寸。铁线在边框线上封头要用钳子绕边框2~3圈，做到连接牢固，防止因封接不牢造成隐患。网眼形状为正菱形，做到网眼大小统一整齐，防止差参不齐，相差悬殊的现象发生。
　　6.2铺放笼片和装笼
　　按照丁坝的方向，在已完成排上压石的沉排上铺放笼片，保证丁坝在沉排上的的位置及坝体的尺寸。按照设计要求把联结上、下2层笼片的铁线栓在双结上。为使丁坝完工后外型整齐，应按砌石要求进行装笼，做到立面垂直，平面平整。每层块石的砌筑高度要基本一致，且把较大的块石砌筑在外面，要求做到砌筑平稳，牢固，保证断面尺寸，装在里面的块石要砌筑严密。注意把联结上下层笼片的铁线立直，装笼时要防止砸坏笼片铁线，发现砸坏要及时接好。
　　6.3封笼
　　封笼的原则是“先疏后密”，先间隔大一些封，而后再逐渐加密，要求每40cm封1次，相邻2个封节要反方向封绕。封笼时要注意铁线的强度，严禁单线均封或另用铁线穿封，以防笼片松脱。绑扎好联结上下2层笼片的铁线，封笼和上下2层笼片的联接要牢固结实，形成整体。
　　考虑丁坝的的挡水作用，坝前产生壅水的丁坝要留有1/300～1/100的纵坡。
　　
　　7 坝根土方回填及填筑
　　
　　要注意搞好丁坝坝根插入岸坎部分的土方回填，做到回填及时。如坝顶高程高于坝根处岸坎，一定要做好坝拫至老岸坎间的土堤填筑工作。
　　
　　8 建议
　　
　　（1）丁坝方向。在遇洪水情况下，一般洪水位都低于坝顶高程，所以不宜修建上向丁坝，而以下向丁坝为宜。尤其在凹岸处布置丁坝时以下向丁坝为最佳形式。当丁坝较短时可考虑正向丁坝。
　　（2）丁坝间距。丁坝护岸工程大都是在治理段修建1组丁坝，几道甚至十几道丁坝群，一般情况下丁坝间距以丁坝长的1.5~2.0倍为宜，间距不能太大。但亦可根据岸边情况、水力条件及丁坝方向等条件综合确定，如在河道的凹岸处，由于受中泓水流的直接冲击丁坝间距不可太大，坝长在50m以内时其最大间距不宜超过有效坝长的2倍。而在顺直河段丁坝长度小于50m时，其最大间距可放宽至丁坝有效长度的2.5~3.0倍。
　　（3）遇到坝顶高程高于坝根岸坝或距老岸坎有一段距离的情况时，在丁坝建成后一定要及时在丁坝与老岸坎之间采取适当的工程措施或植物措施加以保护。严防在大洪水时发生“抄后路”现象，使丁坝失去作用。