河道护岸水坝毁坏原因分析及对策

(整期优先)网络出版时间:2017-12-22
/ 2

河道护岸水坝毁坏原因分析及对策

王海磊

上海愉凯建设工程有限公司200072

摘要:对于河道来说,护岸水坝非常重要,一旦出现毁坏现象,则直接影响着河道功能的发挥,因此应予以重视。本文就河道护岸水坝毁坏原因进行分析,并探讨了河流弯道水势与迎水护坡之间的关系以及迎水护坡的形式,以期为河道护岸水坝的维护提供参考。

关键词:河道;护岸水坝;毁坏原因;对策

通过分析河道护岸水坝发生毁坏的原因,并对迎水护坡较缓、较陡两方面的护岸水坝进行分析,并对基础埋深与迎水护坡之间关系进行分析,同时对退台与迎水护坡之间关系进行分析,从而得出避免河道护岸水坝出现毁坏的有效形式,为河道提供保障。

一、河道护岸水坝毁坏原因分析

对于河道护岸水坝来说,其出现毁坏的原因主要包括以下几个方面:第一,设计防洪标准不到位,由于洪水漫顶而出现水坝毁坏现象。在工程设计过程中,因未完全收集水文资料,或在计算过程中,计算方法使用存在问题,影响了计算结果的准确性,影响了水坝的建设的科学性。部分工程为三边工程,所以在防洪标准设计方面相对较低,进而导致洪水漫顶现象,出现水坝毁坏现象。第二,在河道护岸土坝施工期间,因砌石质量存在不足,在洪水到来时,石块则会在水流冲击力下出现松动现象,进而将水坝冲毁,进而导致全线溃垮,从实际毁坏状态分析,在迎水护坡上,相比于浆砌石,干砌石出现毁坏的数量比较多。第三,在设计过程中,未充分考虑到相关水利原理,河道凹岸偏流增加了土坝前流速和水深,同时也增强了水流的冲刷能力,使得河床下切。因在河道中,如果涉及到弯道,则其凹岸属于薄弱部分,通常情况下,凹岸会先被冲毁,河道则出现一定的缺口,进而导致整个土坝的损毁。

其实,经过实践分析发现,因第三条原因导致的水坝损毁概率相对较高,所以本文从第三条原因为出发点,对河流弯道水势与迎水护坡之间的关系进行分析,以得出迎水护坡的有效形式,以保证河道凹岸护岸水坝的安全。

二、河流弯道水势与迎水护坡之间的关系

按照水力学原理,并与天然河道水流特点相结合,发现对于河流弯道来说,其凹岸处通常有较大的流速,且在弯道中,水流在离心力作用影响下,则会向侧向进行严重的淘刷和侵蚀,若未建设防护工程,则会使凹岸向内凹度增加,而在凸岸则会出现大面积淤积,且淤积高度和面积也随之增加。

在凹岸若建设了护岸水坝或有迎水护坡,因流速大,尤其是在洪峰出现时,水流不仅会改变方向,还会在坝前形成螺旋流,严重地冲刷着坝前河床,对应地也是洪峰能量得到一定程度的消耗,但在洪峰过后,流量明显降低,流速也随之降低,泥沙则会出现沉积淤积现象,坝前河床将恢复至原有高程,因此尽管从整体过程分析,河道水流冲淤处于平衡状态,实际上在行洪过程中,坝前受到严重淘刷,但淘刷程度到达土坝基底位置时,则会损毁迎水护坡。水流冲刷深度的地方主要在于河道凹岸稍下游位置。陡迎水护坡或直立护岸水坝水流状况如图1所示。

三、迎水护坡的形式

就河道护岸水坝来说,尽管迎水护坡变缓之后取得了显著的安全效果,但迎水护坡过度缓则会使工程量增加,同时增加一部分经济支出,因此对于迎水护坡来说,若涉及到浆砌石砌筑,则应按照1:1-1:1.5为原则进行,若涉及到干砌石砌筑,则应按照1:1.5-1:2.0为原则进行,同时在坝前坡脚位置应设置一个水平方向的退台,以增强护岸的安全性。对于迎水护坡的退台,若涉及到浆砌石砌筑,则应以0.5-1.0米宽度为原则进行,若涉及到干砌石砌筑,则应小于所用块石边长的一半即可。对于迎水护坡来说,其坡脚设计也非常重要,在坡脚建设过程中,可以通过少量使用水泥砂浆的方式增加退台宽度。为避免水流将土坝中土体淘空,在迎水护坡后可以通过干砌石进行填筑,填筑厚度为10厘米,使用材料主要包括碎石和粗砂细砾,这两种材料需要各铺设一层。

在护岸水坝中,要想保证较缓迎水护坡拥有牢固结构,则可以用浆砌石进行砌筑,同时还可以提升土坝的稳定性,对水流进入坝体有一定抵抗作用,但此种砌筑方式也存在一定的不足之处,主要体现在若未能完全夯实坝后土,则可能会出现坝体沉陷现象,在迎水护坡中出现一定的裂缝问题,但裂缝宽度较小,不会使坝体整体安全受到影响。在干砌石砌筑的迎水护坡土坝中,其具备较高的可变性能,可以在一定程度上适应坝体土的沉陷,但此种砌筑方式也存在一定的不足之处,主要体现在对干砌石砌筑质量和坝后碎石反滤层质量均要求较高,若未达到标准要求则可能出现溃坝现象。

对于护岸水坝来说,较缓的迎水护坡在一定条件下需适当增加,由于较缓迎水护坡状态下,相比于较陡的迎水护坡来说,水流冲爬高度比较大,特别是在河道凹岸部位。同时为防止特大洪水给水坝造成的损害,还可以在坝后和坝顶等位置种植芦苇、酸刺等植被,以保护坝后和坝顶不受损害。

从工程造价方面分析,若选用同种护坡材料,开挖同一深度的基础,相比于较陡的迎水护坡工程来说,较缓的迎水护坡工程量会有所增加,相对应的工程造价也会随之提升,但就安全性来说,较缓迎水护坡更加安全可靠。

结语:

总之,通常情况下,河道凹岸毁坏是造成河道护岸水坝毁坏的主要原因,迎水护坡较陡是导致凹岸毁坏的主要原因,所以在河道护岸水坝建设过程中,应先对防洪标准作出明确要求,其次确定相对经济且合理的迎水护坡,最重要的是保证工程质量。在迎水护坡方面,其形式选择非常重要,尤其是河道凹岸处,并选择较缓的迎水护坡,并用浆砌石进行砌筑,另外应设置退台。若涉及到河床连续下切问题,则需要对护坡基础进行加深处理,只有这样才能有效地避免河道护岸土坝被毁坏,使其将护岸作用充分发挥出来,为人们的生产生活造福。

参考文献:

[1]祝国辉,江全庆.关于土坝渗漏破坏的原因及治理技术的研究[J].建筑工程技术与设计,2016(12).

[2]聂秀兰.基于水利工程中的土坝渗漏破坏的原因及治理技术分析[J].建筑工程技术与设计,2016(25).

[3]钱结水.河道工程管理中护岸崩塌原因分析与处理[J].中国新技术新产品,2015(05).

[4]董银雷,董钧柯.河道生态护岸的建造及施工质量控制分析[J].科学与财富,2016(01).

[5]兰耀银.河道生态护岸的建造及施工质量控制[J].智能城市,2016(04).