黄河险工改建工程的技术问题研究

赵田雨

济南市槐荫黄河河务局 250118

【摘要】在现代经济的发展过程中，黄河流域对人们的生活产生了重要的影响，对人们的生命健康以及财产安全造成了重要的威胁。黄河险工改建工程的建立对河水的流势进行了有效的管理，对河水进行了控制。在黄河险工改建过程中，险工技术的运用增强了堤坝的质量，提升了堤坝对于河流流水冲刷的抵御能力，保证了河流堤坝对河水流速的控制能力。在本文的撰写过程中，通过对于黄河流域的分析，对黄河险工改建工程进行了分析，对险工工程的技术也进行了论述，希望对于黄河险工改建有一定的借鉴意义。

【关键词】黄河；险工改建工程；技术问题

1. 引言

黄河流经黄土高原，它最典型的特征就是土质疏松，植被稀少。河水流经容易携带大量的泥沙，对黄河的发展容易造成影响。黄河险工主要是对黄河沿岸河流修筑堤坝，是有计划的进行修建的过程增强抵御洪水的能力，对于不利的河势有计划地进行改造。黄河险工在很长的一段时间作为河道管理工程的重要组成部分，它不仅可以防止水流冲塌堤防，而且可控导水流，在稳定河势中发挥了重要作用。黄河史上最初的防洪工程，可上推至4000年前的原始社会。“逐水草而居”的先民们为防止洪水侵害，用“水来土挡”的办法修筑一些简单的堤埂，把居住区及附近的耕地保护起来。共工氏“壅防百川”和“鲧障洪水”的传说，就是对该方式的形象描述。禹治水时，采用了疏导法，即所谓“高高下下，疏川导滞”。大禹以水为师，能够根据水流运动的客观规律，因势利导，疏浚排洪，比共工氏和鲧的治河方法前进了一步，实现了从单纯的消极的防洪到积极治河的转变。真正意义上的堤防工程，至少在西周时就已出现。“防民之口，甚于防川，川壅而溃，伤人必多。”从该警语所表述的内容上看，当时的堤防应小有规模。到了春秋中期，堤防已较为普遍。黄河险工有悠久的历史，据记载，西汉成帝时（公元前32年~前6年）就有险工。过去的险工多为秸料埽，50年代开始用石料砌筑，近期还采用了新材料和新结构。新中国成立后，防洪工程建设掀开了新的一页。经过60多年的建设发展，已基本形成了“上拦下排，两岸分滞”的防洪工程体系，为处理洪水提供了调（水库调节）、排（河道排洪）、分（分洪滞洪）等多种措施，彻底改变了历史上单靠堤防工程防洪的局面，为战胜洪水奠定了可靠的物质基础。黄河河南段因泥沙含量大，河床一般比堤背面高3米~13米，称之为“悬河”。曹岗险工处，黄河河道由东西流向急转为南北流向，形成横河，河水急冲堤坝，形成险中之险，临背悬差为全河之最，世称黄河第一险工。历史上，因缺少规划，采取的防洪工程措施多属被动应招，直到堤坝发生险情时才临堤下埽进行抢修，往往因措手不及而招致决口。新中国成立后，在有利防洪的前提下，本着因势利导、左右岸兼顾的原则，从控导主流、稳定河势出发，有计划地开展了河道整治工作。在利用、完善已有险工的同时，还在滩区修建了大量的控导护滩工程，重要河段的河势因此而得到控制或基本控制，在防洪固堤和引黄兴利方面发挥了重要作用^[1]。

2. 工程概况

险工主要是指在设计运用条件下可能发生危险的堤防区段。在黄河流域的治理过程中，习惯性的将其称为险点或者是险段。黄河险工的治理主要是为了防止水流淘刷堤防沿大堤修建的丁坝、垛、护岸工程。堤坝靠近河流，堤坝容易受到和流水的冲刷。在险工段一般会设有丁坝、堆垛、护岸等挑溜御水建筑物。为便于守险、抢护及堆放河工物料。便于抢险运输，险工段大堤堤顶应适当加宽，并采取堤背放淤或修戗加固措施。黄河险工的设置一般是在河流的凹岸，河流的凹岸水流速度较快，容易受到河流的侵蚀，而凹岸险工的建立在一定程度上可以对河湾进行保护，控制河水流势，控制河势，保证堤坝的安全运营。在黄河险工工程的实施过程中，国家对于黄河险工工程的投资力度在不断增强，在黄河流域也进行了大规模的改建，一般以加宽堤坝，稳固基础，加高坝身等形式来进行。对一些河水冲刷严重的堤坝进行加固和加宽。而在近年来，河水流势不断发展的情况下，河水的防范范围不断增加，黄河险工的抵抗能力不断增强^[2]。

3. 以曹岗险工为例工程实施情况

1. 曹岗险工介绍

曹岗险工位于河南封丘曹岗镇，曹岗险工素有“悬河”之称，从这个称呼里面我们可以看出该处河流流速的迅猛，及其对堤坝侵蚀程度。曹岗险工建设从乾隆年间就已经开始了。在后来河水流势的发展过程中，险工改建工程不断发展。在河南境内，由于上游流域附近的植被破坏，该段黄河泥沙含量大，泥沙沉积导致河床抬升。在河南端的黄河河床比堤坝背面高出至少3米，由此被称为“悬河”。而在曹岗镇，黄河河流流向急转，由原来的东西流向转向为南北流向，形成了横河，河水对于堤坝的冲击能力增强。而随着社会的不断发展，黄河险工改建工程管理制度更加完善，技术准备更加充足。

2. 工程实施情况

1. 按照管理程序进行施工

在黄河险工改建的施工过程中，严格按照程序管理制度来进行。建立完善的管理制度及程序。在每一道流程完成之后，安排相应的质检人员进行检查，并对检查情况进行记录，便于之后的复检，增强检查过程的合格率，减少检查过程中出现的问题，增强黄河险工改建工程的质量保障。对于每一道工序险工管理人员要进行审核，并签署意见。最后有该险工处的驻地监理签字完成之后才能够进行下一道工程的施工，以这样的形式。通过完善的管理制度和监督体系保证险工改建的质量。

2. 工程准备

在黄河险工改建的过程中，要先对险工改建的技术以及施工进行准备，对参与险工改建的人员加强质量教育，提升参与人员的质量意识。加强对参与险工改建人员的技术培训，提升工作人员的技术应用能力。加强对于险工改建设计文件的学习，对设计文件进行检验，防止设计文件与实际情况不匹配的现象。在险工改建前，对于各个流程划分专职人员进行管理，合理进行任务划分，明确权责以及奖惩措施，加强施工人员的工作意识，责任意识。对于参与施工的机械设备要及时进行检修。通过这样的一些措施为黄河险工改建项目打下良好的基础^[3]。

4. 黄河险工改建工程技术分析

黄河流域地质环境复杂，险工改建工程会涉及多种技术手段。在工程的实施过程中，险工改进技术的运用应该进行合理的安排，对于技术的运用应该进行严格的把控，保证技术运用的质量。在险工改建的过程中，应该严格按招标规划方案以及程序来进行。在进行施工时，项目的建设应该根据实际情况来进行计划的调整，保证项目计划的实施、技术的运用能够很好的适应实际情况的需要。对整个项目建设的工期进行把控，将其作为项目建设的整体依据。严格按照技术要求、操作规范进行施工，虽然说，在黄河险工改建工程中有不少的经验积累。但是，在黄河险工改建时，之前的治理经验只能够作为目前改建工程的参考，不能对其进行完全的依赖。在进行险工改建工程时，仍旧要以目前河段的实际情况为主。对于工程施工流程，技术要求及标准仍要仔细的进行学习。将技术，项目施工流程严格落实，保证险工改建的质量，加强质量的管控。在进行险工改建的过程中，黄河险工改建会涉及一些施工技术和方法，这些技术手段的运用，可以增强想险工改建的质量。在险工改建过程中会涉及以下一些技术方法：

1. 堤坝石块的清理

在进行改建的过程中，堤坝处的有些石块需要进行处理，将堤坝原来的沿字石进行拆除。拆除之后，对堤坝坡以及石槽进行清理。在清理的过程中，应注意减小对原有堤坝的损坏。

2. 水中进占

当水中进占时，占体的相关材料应该进行充分的准备。在这个过程中，按照险工改进的设计方案进行施工，结合河水流势的实际情况进行施工，完成后的占体一般是超过坝基的两米左右。为了避免流水的再次冲刷，当占体在河里稳固时，在水面及时抛石，在背水面进行建设。以此保证占体的稳定，增强对于河流的控制效果。

3. 堤坝根石的施工

在险工改建过程中，根石的施工，应先将原来的根石进行拆除。根石的稳定，可以有效的保证工程的质量和安全。根石的施工主要是以人工为主。在施工时，要根据河水的流势来进行。在根石抛护时，应该选择河水流势较缓的地方来进行，这样做容易对根石进行定位，避免水流过急对根石定位产生影响。抛根石时，应当现从下游开始。在施工的过程中，要对跟使得情况进行严格的把控，根石情况的掌握有利于为险工工程的展开提供可靠的数据参考。在每年夏季汛期来临的过程中，都会对根石的情况进行掌握，保证工程的质量^[4]。

5. 改建工程中应该注意的问题

在险工改建工程中，在单坝进行施工时，由于单坝处施工面积小，特别是在单坝和堤坝的连接处。当施工面对这样的情况时，工作人员常常会采用顺坡斜填的方式来进行，增加作业面积。虽然说这样的一种方式促进了工程的开展。但是也存在着较大的安全隐患，不利于坝基的稳定；险工改建的坝面和背面应该分开进行施工。在施工的过程中，应该注意立石和丁向用石的应用.这些石块的应用，可以有效的将坝面和背面进行结合，保证险工改建工程的质量，增强对河水冲刷的抵抗能力，加强流速的控制；险工的坝胎处，由于铺土过窄，容易造成坝胎的宽度不足，影响堤坝的稳定。

6. 结论

在黄河险工改建过程中，根据施工的要求，加强施工质量的控制，严格管理旧石的堆放和处理，对于槽底的高度、宽度，以及坝基填筑的高度进行严格的把控。在险工改建过程中，严格控制工程质量检测方法。在堤坝的背面以及险工的石槽处建立监测点，便于随时对险工工程建设进行监测，保证险工工程的质量。险工工程的建立，在一定程度上可以对河水的流势进行控制，增强堤坝的防洪性能。险工工程的实施，可以对黄河水流进行控制，对河流的流势进行管理和控制，增强黄河险工改建工程的稳定性，增强堤坝对于河流冲刷的抵御能力。

参考文献：

[1]叶恩立,周宜红,肖焕雄,任磊,.钢筋石笼起动流速试验与流场结构数模分析[J].天津大学学报：自然科学与工程技术版,2014,47(2):108-115.

[2]张燕青,李振山,程舒鹏,薛安,赵志杰,张红武.黄河下游治河工程空间分布的统计特征[J].人民黄河,2018,40(7):27-32.

[3]冯新伟,刘瑞霞,李斌,段亮,张晓孟,宋永会.辽河保护区河道险工治理研究[J].环境工程技术学报,2013,3(6):498-502.

[4]马华华,王雯雯.杭州市平原河道生态治理措施设计研究—以江干区十号河为例[J].安徽农业科学,2018,46(9):161-162.

项目基金：国家重点研发计划项目(2016YFC0402500)

作者简介：赵田雨，男，山东青州，汉族，本科，工程师，济南市槐荫黄河河务局，研究方向：水利工程建设与管理。