黃河口生產村護岸工程插板樁坍塌原因分析

黃河口生產村護岸工程插板樁坍塌原因分析

　　【論文關鍵詞】生產村護岸  插板樁  坍塌  黃河口

　　【論文摘要】生產村護岸工程位于1976年黃河清水溝流路改道點下首右岸，是勝利油田為制止黃河左岸引水工程相繼脫河于1995年始建的，2002年在7#壩下部修建了長150米的插板樁護岸。2004年7月黃河小浪底調水調沙期間，受大溜淘刷，插板樁下首坍塌30m。本文就生產村護岸插板樁的建設及坍塌原因進行了探討。

　　一、概述

　　為穩定黃河清水溝入海流路，自1986年起先后在崔家河彎下游左岸修建了西河口，八連及右岸的葦改閘控導工程，與已有的揚水船，護林，十八公里控導工程一起，形成了節點工程，穩定了河勢。1993年汛期，崔家河彎大幅度坍塌，使得葦改閘和揚水船工程全部脫河，主溜直沖東大堤下游850m長范圍的灘岸，坍塌嚴重。西河口控導工程處主溜右移、下延。若任其發展，不但西河口工程脫河，而且下游的護林、八連等工程也將溜勢發生變化。為穩定該河段河勢，保護已有的河道整治成果，1995年在葦改閘工程下游1100m處修做了生產村控導護岸工程。工程建成后，灘岸的坍塌得到了控制，在中小洪水時能將主溜平順送至西河口工程，保證了西河口引水工程的取水。但工程上游未修工程處，經過1995年汛期沖刷，灘岸平均坍塌寬度30余m，并有超工程后路的趨勢。為此，1996年，又將原工程進行上延續建，上中部的1～4號魚鱗壩為迎溜導溜段，下部的5～6號順壩為送溜段,長度205m。工程頂高程7.5m（黃海標高）。黃河“96·8”洪水期間，隨著流勢的不斷下移，該工程所有壩垛均受主溜頂沖，工程壩頂水深達0.9～1.0m，壩頂走溜，所有壩垛均出現了蟄陷坍塌現象，5～6號壩損壞最嚴重,兩段壩全部坍落于河中,灘岸也塌進了10余m。97-98年，勝利油田對1-6#壩進行了重新修建和加固，并把工程頂部高程提高到8.5m。根據流勢的變化情況，99年在工程未部修建了插板樁護岸。

　　二、插板樁工程簡介

　　插板樁用于黃河河道整治是勝利油田的一項專利技術，自1997年起曾先后在十四公里險工、丁字路取水口、八連控導、生產村護岸、清三控導等工程中使用，取得了良好的運行效果。

　　插板樁結構形式為預制鋼筋混凝土樁板，板內預埋充水管，板底設噴水管和噴頭，用高壓水泵充水，借助水對河床泥沙的沖擊力將板樁插入就位。板樁的兩側一側設有凹槽，一側埋設滑板，以便相臨板樁緊密地結合在一起。板樁插入定位后，板縫內灌水泥漿。板樁頂部預留鋼筋，用連梁連接，每30m預留一道變形縫。生產村護岸工程插板樁板高12.0m，板厚0.3m，板寬1.0m，連梁斷面尺寸為0.3m×0.3m，連梁頂高程8.5m，插板樁護岸設計長度225m，實做長度150m。

　　三、插板樁護岸修做后工程的著溜變化情況

　　黃河崔家控導工程以下河道溜勢極不穩定，近十幾年來主溜線不斷左移下延。2004年插板樁護岸修建后，8月下旬至9月份利津流量100-510m3/s時，生產村護岸工程1-6#壩靠主溜，插板樁靠邊溜；10月9日利津流量達1120m3/s，其后溜勢逐漸下延，1-6#壩前出灘脫溜，插板樁靠主溜；2000年-2002年6月，由于黃河水量較小，溜勢緩慢下延，插板樁下首著主溜，其后長500余米范圍內灘地坍塌，最大坍塌寬度260m。2002年7月4日黃河小浪底開始調水調沙實驗，7月10日利津流量1770 m3/s時，生產村護岸水位達最高值7.52m，溜勢稍有上提，插板樁全部著主溜。其后雖然流量不斷加大，7月20日利津流量達到2510m3/s，但由于河口河道發生溯源沖刷，泄流能力增大，水位下降了0.2-0.3m，河道內溜勢逐漸左移下延，插板樁下首主溜頂沖，造成坍塌30m。調水調沙實驗結束時，溜勢進一步下延，插板樁全部出灘脫溜。

　　四、插板樁坍塌原因分析

　　（一） 水流集中沖刷，插板樁兩邊形成局部沖刷坑，插板樁失穩坍塌。調水調沙期間，插板樁下首板前受主溜頂沖，板后受回溜淘刷，形成局部沖刷坑。采用武水《計算手冊》水流斜沖防護岸坡產生的沖刷計算公式：

　　Δhp=23tg(σ/2)vj2/g(1+m2)-1/2-30d

　　式中：Δhp——從河底算起的局部沖深；

　　　　　σ——水流流向與岸坡交角；

　　　　　m——防護物迎水面邊坡系數；

　　　　　d——坡角外土壤計算粒徑；

　　　　　vj——水流偏斜時，水流的局部沖刷流速。

　　計算的局部沖刷深度為3.3m，相應最大沖刷水深為10.3m。插板樁處水位為7.52m，相應沖刷坑底高程為-2.78m，而插板樁底高程為-3.8m，埋深僅1m左右，插板樁因整段（30m）失穩而坍塌。

　　（二） 由于資金等方面的原因，該工程沒有按設計實施。插板樁護岸設計長度225m，實修150m，少修了75m，對工程整體挑溜送溜作用的發揮產生了不利影響；板樁后填土沒填到設計高程，保持插板樁穩定的錨墩拉桿沒做，使插板樁在水流淘刷沖擊下無法維持自身的穩定。

　　（三）該工程有勝利油田興建和，但由于1-6#壩脫溜后造成西河口控導油田取水口脫溜，沒有達到修建的目的，所以插板樁建成后一直處于無人管理狀態，不能及時進行觀測、維修和加固。

　　五、幾點認識

　　（一）黃河口控導工程的修建，要上下游統一規劃。如果上游河勢得不到控制，處于經常變化中，那么，下游修做的工程很難發揮出應有的效用。

　　（二）河口段河勢變化復雜，河彎控制性的節點工程的修建必須把握準時機，以免河勢向不利的方面轉化。

　　（三）黃河口必須納入國家統一管理，以解決規劃、投資、管理諸方面存在的問題。

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