从口门两坝头相对进堵的堵口方法,或由一端坝头向另一端推进,逐步把口门缩窄最后留一定宽度进行合龙。一般用捆厢埽、草土围堰或打桩进堵等。捆厢埽堵口 亦称软厢。这是中国传统的堵口方法,历史悠久。在汉江、黄河、淮河、永定河和运河上堵口均广泛应用。具体作法则大同小异。主要材料为秸料、土料、绳缆、木桩等,它是用桩绳绾束秸料,用土压料,逐层下沉入水,称为埽工。因秸料的重率小(压实后秸料每立方米75~80千克)。若完全用秸料厢修,势必加的很高,易于倾复,埽体也不易入水,用土逐层料压,因土的比重大,既可降低埽体高度,又能压埽下沉。但做埽时,开始几层加料要厚,压土要薄,俟埽体重量超过水的浮力,即逐渐下沉,这样土料、秸料交叉使用,随时掌握料土的重量比,每层料物又有桩、绳维系,用以调整埽体,使其平稳入水下沉。当埽体沉到河底,达到计划高度,最后压一批厚土,增加埽坝的抗倾抗滑能力。(永定河修埽,使用云梯,打一长桩,由埽体中心串入河底)如埽体有沉蛰,要继续按上法加高,秸料与土料的体积比一般为1∶0,3~1∶0.5,在修埽的过程中要始终使埽面高出水面,以保证能在埽面上施工。两坝头之间进堵的埽体,即为截流坝,有单坝堵口
从口门两坝头相对进堵的堵口方法,或由一端坝头向另一端推进,逐步把口门缩窄最后留一定宽度进行合龙。一般用捆厢埽、草土围堰或打桩进堵等。
捆厢埽堵口 亦称软厢。这是中国传统的堵口方法,历史悠久。在汉江、黄河、淮河、永定河和运河上堵口均广泛应用。具体作法则大同小异。主要材料为秸料、土料、绳缆、木桩等,它是用桩绳绾束秸料,用土压料,逐层下沉入水,称为埽工。因秸料的重率小(压实后秸料每立方米75~80千克)。若完全用秸料厢修,势必加的很高,易于倾复,埽体也不易入水,用土逐层料压,因土的比重大,既可降低埽体高度,又能压埽下沉。但做埽时,开始几层加料要厚,压土要薄,俟埽体重量超过水的浮力,即逐渐下沉,这样土料、秸料交叉使用,随时掌握料土的重量比,每层料物又有桩、绳维系,用以调整埽体,使其平稳入水下沉。当埽体沉到河底,达到计划高度,最后压一批厚土,增加埽坝的抗倾抗滑能力。(永定河修埽,使用云梯,打一长桩,由埽体中心串入河底)如埽体有沉蛰,要继续按上法加高,秸料与土料的体积比一般为1∶0,3~1∶0.5,在修埽的过程中要始终使埽面高出水面,以保证能在埽面上施工。两坝头之间进堵的埽体,即为截流坝,有单坝堵口和双坝堵口两种形式,根据口门水流情况来进行设计施工。
单坝堵口 当口门是分流,而溜势缓和,土质较好,可采用单坝堵合,一般是从两坝头向中间进堵。若从一端坝头向另一端单向进堵,称为独龙过江。进堵的埽坝顶宽约为水深(计划刷深后的水深)的1.2~2倍。埽的边坡1∶0.2,每进堵长15~17米的坝体,称为“一占”。一占到底后,随即在埽占后部跟浇土戗,顶宽一般6~10米,如此逐占前进,直至合龙。
双坝堵口 当口门为全河夺流,而溜势湍急,土质较差,可采用双坝进堵(图1)。即在正坝之后,再修边坝,用以卫护正坝。边坝顶宽约为水深1~1.5倍,正坝与边坝同时进堵。两坝之间填浇土料,称为土柜。宽8~10米,边坝之后再修后戗,在进堵过程中,边坝要比正坝缩后半占,以免两坝埽缝正对,造成缝隙漏水。合龙时,先堵合正坝,再堵合边坝。
图1 双坝堵口示意图
当口门进堵缩窄后,上下水头差如超过4米左右,正坝就有蛰塌生险的可能,故在设计时,要考虑在口门下游适当距离,再修坝一道,称为二坝,使水头分为二级,以减轻正坝的水头差,利于堵合。二坝与正坝的距离,甚为重要,太近易受正坝口门跌水的冲刷,太远回水达不到正坝下游,不但不能缓和水势,且有上下冲撞生险的可能。二坝也可用单坝或双坝进堵,根据水势情况而定。
近代各国大江大河用立堵截流时,根据龙门口水头差的大小和地质情况,有采用戗堤或双戗堤进占,这与单坝堵口和二坝堵口的作用相同。
捆厢埽堵口的程序以中国黄河堵口为例,一是捆厢船定位。先把捆厢船拖到坝头,作为水上工作台,捆厢船即普通的大船(长20~30米),但拆去中舱,退去船舱。船上用柴枕架起一根横木(直径0.2~0.3米,长度与船相等),并用绳连船底捆住,叫做龙骨。在捆厢船头和船尾用大缆分别维系在口门上游的提脑船和口门下游的揪艄船上,在捆厢船与提脑、揪艄船之间。各用托缆船承托绳缆,并在各船设置绞关,拉船上位(图2)。如按图中的尺寸定船移位,可以连出八占,到第五占时,捆厢船与提脑,揪艄船成一条直线。二是在坝头进行铺缆(亦叫上弦子)。主要绳缆有三种(图3):
图2 进占船只位置布置和移位图 (单位:m)
图3 绳缆布设图
①过肚绳。在坝面上分组打桩,将大绳一端系于桩上,另一端从捆厢船底转出活扣于龙骨上,每组用绳5~7根,多者9根,叫做一路。路数视水势大小而定,一般用四路,水深时可用六路,过肚绳随埽占前进,主要控制捆厢船的移位,直至合龙出船时始行搂回。绳长不足,可连续接绳。②占绳。在坝面分组打桩,将大绳的一端系于桩上另一端不绕船身而直接扣于龙骨上。一占完成,将占绳全部搂回,再打桩继续接绳,占绳每路用绳数与过肚绳同,一般比过肚绳多一路,主要用以承载料物。③底勾绳。于坝头横钉排桩,间距0.3~0.5米,一端系于桩上,一端活扣于龙骨上,主要用以横兜秸料,捆束埽体。三是进厢,船上的人,先将过肚绳,占绳等绳缆放松,船略撑开,所有活扣于龙骨上之底勾绳,占绳一齐放松,分别垂到水面为度。底勾绳条条排匀,然后分上下两路上料。秸料均顺水方向铺垫。根部分向两侧。并用木板打齐。每上料厚1.5米左右,埽面两边各打十字交叉桩数排,以防料物分散,俟将秸料加至于坝头相平,便组织一部分人工,排列在埽面前部,后边人双手扶在前面人的双肩,应号用力一齐跳跃,船上徐徐松绳,捆厢船亦相应移位。埽面逐渐开展。俟埽前将及水面,再行上料,填与坝面平后,跳埽松绳如前,反复数次,到一占长度(一般15~17米)时,船立即停止移动。埽面需打各种桩群和绳缆拉系,以固结埽体,并压土厚0.2~0.3米,同时在埽面前部捆下揪头绳及保占绳(图4)。前者用以揪住埽头,后者起拉力作用。使埽体平稳下沉,不致前爬,至此,占工的底坯即告完成。以后再上料,便不用人工跳压,每加厢一批料,埽面即下不同的桩绳,一般称为傢伙桩,有暗傢伙与明傢伙之分。所谓暗傢伙,即每坯傢面所打桩绳,均埋在埽体之内,有鸡爪桩、棋盘桩、三星、梅花……等数十种(图5)。根据水的深浅,流速大小和坯次不同而定,用以盘结秸料成为紧密的整体;所谓明傢伙,是在埽顶上打桩,用绳缆将埽的周围或两侧紧紧捆住,使埽体不前爬或侧向蛰动(图6)。在埽占未到底时,每上两批料加一次揪头和保占绳,直至到底为止。为防埽体下移,每上一批料还用绳系十字形木桩两对,叫做骑马。把绳的一端拴在十字桩上,嵌在埽体下游迎水面,绳的另一端系于上游船上,抛锚固定。俟埽体到底,即用大土追压(0.6~1.5米),直至厢到一占的计划长度和高度,即将占绳全部搂回,并在上游迎水面抛柳石枕护根,以防淘刷,至此,即算完成一占。在进行下一占时,除埽面上不铺过肚绳外,其余捆厢船移位,打桩,铺缆作业与前一占相同。
图4 揪头透示图
图5 暗傢伙图
图6 明傢伙图
占的出水高度,一般在2米上下。占愈前进,则水愈深,而溜愈急。由于后下之占,依附于前占,如前占不固,即易造成翻占的危险,所以每进一占,必须追压稳定,然后再依次前进。当进占至预定龙门口宽度时,在两头最后一占,称为金门占,是合龙的基地。占的出水高度,应适当加高,必须盘压稳定,并将捆厢船从口门拉出,所有的绳缆均搂回金门占上,作好合龙和开放引河的准备。
捆厢埽堵口的优缺点。第一,便于就地取材,需用工具简单;第二,便于快速施工,不论河底土质好坏和河底形状如何,都能自然入底吻合,易于闭气,特别对于软基,它更是有独特的适应性;第三,能在深水中施工(水深20米上下)具有沉厢的作用;第四,堵口时均在坝面上和船上操作,施工方便。缺点是:第一,口门缩窄后,水流集中,单宽流量加大,河底如冲刷严重,两端埽占易于折裂塌陷,造成整个工程失败;第二,技术操作较复杂,不易掌握。
在30年代中国黄河冯楼决口,曾用柳石捆厢进占,是捆厢埽堵口的一种改进。主要把秸、土、麻绳改用柳枝、块石、铅丝、埽体进占时,先在坝头放捆厢船一只,定位办法与捆厢埽相同,然后在坝头上打桩,用铅丝绳一头系在桩上,一头活扣于捆厢船龙骨上每条铅丝绳相隔0.5米。另备大船两只,船上设备与捆厢船同,用锚固定于坝头的上下游两侧,谓之帮厢船。捆厢船离开坝头之距离,不可大于帮厢船之长度。如此三船与坝头相围,成一方形空挡(见图7)在此空挡内横挂铅丝绳,两头活扣于帮厢船的龙骨上,于是船的铅丝绳纵横相交成网,随即放置柳把,用铅丝捆扎于已挂在三船的铅丝绳上,编制成帘,在纵横相交的铅丝绳上铺填柳枝厚1米,再用铅丝绳纵横笼罩。便于上游下锚,拉系中心,然后填压块石,使之下沉。船上铅丝绳随之放松,柳把亦随沉随编,俟块石与水面相平,仍铺柳枝,依法逐层厢作,直至河底,再加高于坝头相平,是为一占。一占完成,次第前进。此法比埽工进占抗冲性强,但在沙质河床中进行,透水性比较大。
图7 柳石捆厢图
为埽工的一种,多用在中国宁夏、内蒙一带。是用麦草或稻草层草层土,在水中推筑进占。草土体底宽一般为水头的二倍,可抗3米/秒的流速,在通常情况下,每立方米草土体需草75~90千克,需土0.6立方米。
先将草料捆成长约1.2~1.6米,直 径0.5~0.7米 的单个草捆,重约8~1 0千克,然后再将两个草捆用草绳捆成一体(图8)。进占时先清理坝头,铺填一层土料,然后将草捆长轴方向自坝头并排沉放。第一排草捆浸入水中1/3~1/2的草捆长,将绳拉直放在后边,再在第一草捆上压放第二层草捆。两层草捆搭接长度一般为1/2~2/3的草捆长,当压草层较多时,搭接长度可适当减为1/2~1/3的草捆长,随草捆逐层压放,先形成与水面成30°~45°斜坡,直到满足所需层数为止。草捆压好后,铺一层厚约30~40厘米的散草,填塞草捆间空隙,然后在散草上铺土厚度25~35厘米,在土层上用脚踏实,这样层草层土堆筑至计划高度,称为一板。依此方法,于上一板上顺序进行第二板堆筑,逐步向水中进占,在进占中草土体前部始终保持为漂浮体,随前端向水中前进,草土体后部逐渐下沉,直到河底为止(见图9)。
图8 草捆图
图9 进占过程中草木体漂浮情况
遇水深溜急的情况,可采用草埽捆修筑办法,埽捆直径2~2.5米,长4~6米,先在埽面上密排草绳,并用麻绳横穿,编成网状在草绳上铺一层约40厘米的散草,草上再铺一层10厘米的土料,土上再铺一层散草。顺埽捆放一直径6~7厘米的穿心麻绳,然后自边缘将料物卷成圆柱体即成埽捆,将埽捆移至沉放处,把穿心绳两头固定于预打在埽面的木桩上,缓缓松绳使埽捆漂浮水中,随即在埽捆上面进行捆草堆筑,称为草土沉排施工法。
草土围堰一般采用单一的草土断面。当水头较大时,草土体后面可加筑土戗,并在迎水面抛石笼或柳石枕防冲,以增加坝体的稳定性。
围堰在进占过程逐渐下沉时,常发生裂缝现象,待坝体落到河底后,裂缝即不出现,但也有因草绳长度不足或强度不够,压土不均或夯打不适当,而造成裂缝滑动现象的,一般裂缝可用捆草或散草填塞,遇有滑动(水平位移1~5米),可在滑动的中部压捆草及土,使与堰身联在一起,如前边一段已被水冲走,应拆去松动部分。做成30°~45°的台阶,再逐层堆筑。
草土围堰的优缺点:一是就地取材,造价低廉;二是施工技术简单,比捆厢埽易于掌握;三是施工进度快;四是防渗性能较强。(据试验一般渗透系数为1.19×10-1~2.40×10-2米每昼夜)易于闭气。但草土围堰适用于水深3~5米,允许流速为3~3.5米每秒,在软基上施工,流速及水深过大,河底淘刷严重,会造成草土体的折裂滑动。
打桩进堵 亦称硬厢,一般用在土质好,水深2~3米的口门,从两坝头沿口门打桩两排至四排,排距1.2~2米,桩距0.3~1米,打桩入土的深度为桩长1/3~1/2,桩顶用木桩纵横相连,桩后再加戗桩,一面打桩,一面在每排之间,由两坝头进料,层柳(或柴)层石(或袋土、淤泥),相对前进,坝后抛袋土并浇后戗土,必要时在坝前抛柳石枕维护,最后进行合龙断流。
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