鋼筋混凝土插板樁壩在河道整治中的應(yīng)用

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摘 要：鋼筋混凝土水力插板樁壩在黃河河口地區(qū)河道整治中的應(yīng)用，獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。通過對八連控導(dǎo)、十四公里工程、清３控導(dǎo)工程進(jìn)行的技術(shù)分析和社會評價，認(rèn)為該技術(shù)在河道整治工程運(yùn)用中技術(shù)上可行，對環(huán)境的影響是利遠(yuǎn)大于弊，值得推廣。
    關(guān)鍵詞：鋼筋混凝土 插板樁壩 河道整治

    近幾十年來，黃河河床淤積嚴(yán)重，行洪能力急劇降低，“懸河”形勢加劇，防洪水位逐年抬高，即便是中常洪水也可能發(fā)生滾河、斜河和順堤行洪，威脅堤防安全。目前，黃河下游河床高于兩岸地面３～５ｍ，防洪水位高于地面８～１０ｍ。
    小浪底水庫運(yùn)用后，黃河下游仍有發(fā)生大洪水的可能，山東窄河段發(fā)生１００００ｍ３／ｓ流量左右大洪水的概率還較大。“地上懸河”的不利局面還將長期存在，河勢游蕩多變、堤身單薄、土質(zhì)差、險點隱患多和險工高度不足、根石薄弱、壩岸穩(wěn)定性差等問題仍然存在，中常洪水仍有決堤的可能。
    針對小浪底建成運(yùn)用后下游河道可能發(fā)生的變化，必須加快河道整治步伐，固定中水河槽，穩(wěn)定下游河勢，減輕洪水對大堤的威脅。為了適應(yīng)河道整治工程的需要，繼續(xù)完善和調(diào)整已有河道整治工程節(jié)點并逐步改變汛期傳統(tǒng)壩岸工程頻繁搶險的被動局面，研究筑壩新結(jié)構(gòu)是十分必要的。近幾年來?鋼筋混凝土水力插板樁新結(jié)構(gòu)壩在河口地區(qū)得以應(yīng)用?在結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工工藝方面不斷改進(jìn)?并通過應(yīng)用效果、經(jīng)濟(jì)等方面的綜合比較，為這一新結(jié)構(gòu)壩的推廣應(yīng)用提供了可能。
    一、鋼筋混凝土插板樁壩的技術(shù)分析
    黃河下游河道河床多為粉質(zhì)細(xì)砂，而河道整治工程多修建在沖積嫩灘上，根據(jù)野外勘探揭露及室內(nèi)土工試驗成果綜合分析，河口地區(qū)已建的幾處插板樁壩工程鉆探范圍內(nèi)的土層主要為現(xiàn)代河流沖積層及海陸交互沉積層，土質(zhì)以松散的粉細(xì)砂和軟塑的壤土、砂壤土為主，內(nèi)聚力低，抗沖性差，運(yùn)用水力插板樁做成的壩岸，施工速度快，抗沖刷效果明顯，能有效地減少搶險概率。
    水力插板樁運(yùn)用水力沖填技術(shù)，通過板樁底部的噴水管產(chǎn)生的高壓噴水切槽，靠自重使板樁沉入地基。板樁與設(shè)置在板樁頂部的聯(lián)系梁共同維持穩(wěn)定，根據(jù)作用在板樁上的水平荷載與垂直荷載，對支撐點取矩，確定樁長尺寸；根據(jù)設(shè)計計算情況，按《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》進(jìn)行內(nèi)力計算，按偏心受壓構(gòu)件進(jìn)行配筋設(shè)計。板樁提前預(yù)制成型，運(yùn)至施工現(xiàn)場后即可進(jìn)行沉樁施工，施工速度快。
    黃河下游河口地區(qū)八連控導(dǎo)工程、十四公里工程、清３控導(dǎo)工程在設(shè)計中運(yùn)用水力插板樁做成壩岸，有效減少土方開挖和石方填筑，減少了搶險概率，加快了施工進(jìn)度。經(jīng)過幾次汛期及調(diào)水調(diào)沙試驗期來水的檢驗，該種結(jié)構(gòu)壩經(jīng)受住了洪水沖刷的考驗，獲得了較好的效果。勝利油田管理局已在河口地區(qū)全面推廣使用該技術(shù)，施工方式及方法已比較成熟，在技術(shù)上是可行的。
    二、鋼筋混凝土插板樁壩的投資分析
    １、插板樁結(jié)構(gòu)壩投資分析
    在黃河河口地區(qū)，八連控導(dǎo)、十四公里工程、清３控導(dǎo)工程相繼實施了插板樁結(jié)構(gòu)壩岸，據(jù)此進(jìn)行投資分析。
    八連控導(dǎo)工程插板樁壩總長度為１５７ｍ，樁長為１５ｍ；十四公里工程插板護(hù)岸長度為２７０ｍ，樁長為１５ｍ；清３控導(dǎo)工程中２６段壩中有６段壩采用插板樁壩，插板樁壩工程長度為５７７ｍ，樁長為１３ｍ。結(jié)構(gòu)形式：八連控導(dǎo)為丁壩，十四公里為護(hù)岸，清３控導(dǎo)為垛。
    投資分析統(tǒng)一采用２００２年第三季度水平價格指數(shù)，用靜態(tài)計算方法對施工圖進(jìn)行分析計算。
    各種壩結(jié)構(gòu)形式不同，插板樁壩單位造價亦不同。如八連控導(dǎo)工程單位長度造價為０．８１萬元，十四公里工程為０．８８萬元。清３工程為垛，樁后為壩基回填土和坦石護(hù)坡，土壓力增大，為保證其穩(wěn)定性，增加了錨樁，并采用拉桿與板樁相連，同時，土石方較插板樁丁壩增多，單位投資相應(yīng)增大，達(dá)１萬元。
    ２、相同功能傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)土石壩投資分析
    假設(shè)在上述３處工程相應(yīng)位置建設(shè)相同功能的傳統(tǒng)土石壩。投資分析結(jié)果見表１。
    八連控導(dǎo)工程單位長度造價為１．２６萬元，十四公里工程為０．７３萬元，清３工程為０．５７萬元。八連控導(dǎo)工程單位投資增大的主要原因為八連工程采用丁壩，長達(dá)１５７ｍ，土石方較護(hù)岸及垛增大很多，因此單位投資相應(yīng)增大。
    ３、插板樁壩與相同功能傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)土石壩投資比較
    八連工程為丁壩，土石方工程量較大，單位長度造價插板樁比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)壩減少３６％；十四公里工程為護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式，單位長度造價插板樁比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)壩增加２１％；清３工程為壩垛結(jié)構(gòu)形式，單位長度造價插板樁比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)壩增加７５％。
    從以上分析可以看出，插板樁壩單位長度造價較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)土石壩一般都有較大幅度的增加，但從已建工程近幾年搶險及管理費(fèi)用來看，插板樁壩明顯較傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)土石壩減少。因此雖然插板樁壩一次性工程投資較大，但搶險費(fèi)用減少，經(jīng)濟(jì)效益較大。
    三、鋼筋混凝土插板樁壩的社會評價
    鋼筋混凝土插板樁壩的實施，具有明顯的社會效益。
    首先，環(huán)境效益顯著。河道整治工程的實施，需要大量的土和石料等，土方的開挖，帶來大量土地和耕地遭到開挖；石料的過度開采，帶來生態(tài)和環(huán)境的巨大破壞，而鋼筋混凝土插板樁壩的實施，為環(huán)境免遭嚴(yán)重破壞提供了可能，為社會可持續(xù)發(fā)展提供了保障，促進(jìn)了河口地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)。
    其次，經(jīng)濟(jì)效益明顯。插板樁壩的實施，保證了防洪安全，加快了地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為河口地區(qū)和勝利油田的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了保障作用。