险工
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在设计运用条件下可能发生危险的堤防区段,中国黄河上习惯称为险点或险段。黄河险工是专指为了防止水流淘刷堤防沿大堤修建的丁坝、垛、护岸工程。
险工成因
造成险工的原因主要有:①规划不当。在规划阶段,设计防洪标准偏低或对泥沙淤积估计不足,导致堤防高度不足。②设计失误。如竣工后发现有重大地质问题没有查清等,致使不能按设计标准运用。③施工质量差。未达到设计要求,遇到设计洪水,就有破坏的可能。④建筑材料使用不当,如使用砂性土筑堤等。⑤运行期间管理不善,削弱了堤身断面,影响了工程强度。⑥历史遗留问题。由于自然或人为原因,造成工程存在薄弱堤段,如黄河大堤决口后堵口时遗留下的秸料层,战争年代沿堤修建的碉堡、战壕等。⑦其他原因。如堤防中的獾洞、蚁穴等,在设计、施工中不易避免,但都会降低工程强度。
在某些特定情况下,非险工堤段也会转化为险工堤段。如出现超标准的洪水、发生大于设计烈度的地震、山体滑塌造成的壅浪、严重的冰凌、出现威胁堤防或涵闸安全的不利河势、战争引起的破坏等。
图1 埽工结构示意图
险工是堤防的薄弱环节,平时要进行维修加固,汛期尤其是洪水期间要加强防守,派专人查险,一旦发现险情及时进行抢护,防止堤防决口造成大灾。对于险工要专项进行处理。
黄河险工
沿黄河堤防修建险工的堤段,称险工堤段;临河有滩地,未修建险工的堤段,称平工堤段。黄河险工有一个形成、演变、发展和完善的过程。历史上的黄河险工大多是以薪柴、土料为主体,用桩绳盘结连系做成的整体防冲建筑物,即埽工(图1)。
为了提高险工的抗溜能力,20世纪50年代初期对险工进行了“石化”。其后修建险工及抢险时已很少采用秸土工,并且对已有的丁坝、垛、护岸进行了改建,将秸土混合结构型式改为由土坝体、护坡、护根3部分组成的结构型式(图2)。土坝体由壤土筑成。为保护土坝体免遭水流冲刷破坏,在受溜部位上部建有护坡、下部修建有护根。为适应、利用黄河含沙量大的特点,护坡、护根在新修及抢险时一般多采用柳石结构。柳料年久腐烂后用石料补充,因此在坝垛稳定之后,柳石工就变成了石工。
图2 丁坝结构示意图
半个世纪以来,险工作为河道整治工程的组成部分,不仅可防止水流冲塌堤防,而且可控导水流,在稳定河势中发挥了重要作用。