穆棱河永远丁字坝护岸工程设计与施工

孟祥秋，刘长江

(1.富密灌区水利水保总站连珠山分站，黑龙江密山158304;2.密山市柳毛乡水利水保站，黑龙江密山158300)

1 概况

穆棱河永远丁字坝护岸工程位于鸡东县永安乡永远村渡口屯南170 m，富密灌区渠首下游2.35 km的穆棱河主河槽北岸上。由于该段穆棱河向北弯曲冲刷河岸，使穆棱河主槽距富密灌区干渠距离不足20 m，一旦干渠与穆棱河连通，干渠水直接流入穆棱河，灌区8 333 hm2水田用水将无法保证。为保证富密灌区用水，1992年密山市水利局修建了穆棱河永远丁字坝护岸工程，将穆棱河主河槽距离保持在50 m以上，以保证富密灌区干渠的正常输水。经过20多年的运行，该河道仍保持稳定状态，工程效果良好。

2 工程设计

穆棱河永远丁字坝护岸工程采用在620 m河岸内丁字坝挑流和距干渠较近处180 m回填河岸后护岸结合的工程措施，使穆棱河主河槽距离干渠保持在50 m以上。

2.1 平面布置

2.1.1 丁字坝挑角

该工程以使穆棱河主流南移，北岸落淤，保持河岸稳定为设计目标。根据穆棱河洪水期河水挟砂量大落淤效果较好的特点，采用了上挑、洪水期淹没式丁字坝，与水流方向夹角95°。其特点是水流漫过丁字坝坝顶后，延与坝轴线呈垂直的方向流向河中心，同时延坝被水面形成平轴环流，环流的底流流向坝根和河岸，将泥砂带向坝根和岸边落淤，护岸效果较好;上挑丁字坝对坝头的水流影响较大，冲刷力强，能有效冲刷南岸，达到主流南移的效果。但上挑式丁字坝对水流、近岸河床和工程的稳定有影响较大，所以采用95°挑角，接近平挑，既照顾了坝裆间的淤积，又减少了丁坝对水流的影响。

图1 穆棱河永远丁字坝护岸工程平面布置示意图

2.1.2 丁字坝长度

考虑丁字坝挑流冲刷南岸的要求，在上游建两条55 m (预留冲刷掉5 m)长的长丁字坝，坝长超过了河宽的1/3，利用长丁字坝挑流能力强，冲刷速度快的特点，迅速冲刷南岸，使主流南移。其它9条为20～30米的短坝，短坝对水流的影响小，挑流能力强，坝前冲刷轻，坝体稳定性好。

2.1.3 丁字坝间距

丁字坝修建在弯曲较大的凹岸，采用丁字坝长度2.0倍的间距，可使下一个丁字坝的壅水正好达到上一个丁字坝，避免上一个丁字坝出现水面跌落现象，达到既充分发挥每个丁字坝的挑移水流作用，又能减少两坝之间的空裆不被冲刷;绕过上一个坝顶之后形成的扩散水流边线大致到达下一个丁字坝的有效长度以内，防止淘刷坝根。

2.1.4 断 面

丁字坝采用采用干砌石砌筑外层包裹铁丝网结构，坝高1.3～2.5 m，常水露出，洪水淹没;两条长坝顶宽1.5 m，其它短坝顶宽1.1米;两侧坡比均为1∶1.5，端部坡比1∶3。

3 施工

穆棱河永远丁字坝护岸工程冬季施工。河道冰面宽95 m，冰厚0.70 m，冰面至岸顶最大高度1.9 m;水流主流靠北(右)岸，最大水深1.2 m。考虑河道有水流动，破冰抛石废料、块石缝隙难密闭、质量难控制和因坝体阻水水流漫上冰面后影响施工等因素，采取冰上砌筑，整体下沉的方法施工。

3.1 开挖冰槽

与在土基上开挖基础相似，根据坝体基础的宽度和长度在冰上挖出冰槽，深度根据冰厚、水是否顶托和坝体段面大小确定，本工程冰槽开挖深度为0.4～0.5 m，留0.2～0.3 m冰层。留的冰层薄，砌筑时易压塌冰层冒水影响施工和坝体砌筑质量;留的冰层过厚，则下沉不均匀，易使砌筑坝体散体。接近开挖深度时要小心轻刨，避免刨漏冰层冒水。一旦发现泡漏了冰层，不要把镐或冰穿拔出，迅速找来(或事先预备)杨木或柳木等软木桩钉入冰眼止漏。

3.2 砌 筑

本工程采用干砌石砌筑，外层包裹铁丝网结构。铁丝网网格为0.25×0.25米。砌筑时在冰槽内先铺铁丝网，再铺5～10 cm厚米的稻草，防治水流透过石缝冲刷基础(现可用无纺布)，然后根据坝体的设计尺寸砌筑坝体。砌筑的坝断面要根据事先测量好的河底的高低设计的底宽和高度进行变化，河底高的坝断面底宽小，高度矮;河底低的坝断面底宽大，高度高，做到丁字坝沉入河底时坝顶保持平面，不出现高低不平现象。砌筑时随时添加稻草，添加的稻草量以填满块石空隙为宜，起到栏截杂物密实坝体的作用;铁丝网底面和侧面的纵向、横向每0.5～1.0 m绑结一根铁丝并预留出一定长度，待砌筑完成后与顶面和对应侧面铁丝网锁紧，增强铁丝网包裹的整体作用。

3.3 下 沉

丁字坝在冰面上砌筑完成后，要将坝体下沉落到河底。下沉有爆破和人工两种方法。①爆破法。延冰槽外侧四周打炮眼，间距根据预留冰层厚度确定，本工程为3 m，深度为预留冰层厚的1/2;每眼装防水处理后的普通民用炸药1/3－1/4管，用电雷管起爆。本工程长丁字坝采用爆破法下沉。此法下沉均匀，坝体变形小，下沉效果好，但办理爆破手续繁琐，同时要加强爆破安全方面的管理。②人工法。从丁字坝的头部开始，延冰槽两侧同时用冰穿将预留冰层穿透，至前段坝体开始下沉。由于前段坝体下沉悬空，对未下沉近处预留冰层的压力增大，预留冰层被压碎，坝体连续下沉。本工程短丁字坝采用人工法下沉。次法由于下沉过程中，已下沉部分对未下沉部分的牵拉作用，坝体变形相对较大。下沉后要对坝体进行全面整修，达到设计要求。对于坝高较高，在冰面上砌筑难度较大且下沉后坝高超过冰面的，可将冰下部分坝体先下沉，再在下沉后的坝体上砌筑。

4 结语

山区河流水位变化较大，按较低频率水位设计修建的丁字坝的高度，在不同频率水位下，有可能淹没或不淹没，会因为丁字坝的上挑和下挑导致防护效果达不到设计要求，为避免因水位变化造成的设计与实际工程防护效果的差异，建议采用正挑式丁字坝。丁字坝根部要伸入河岸2～3 m，并对坝根进行局部护岸，防止坝根冲刷。冬季施工的丁字坝在开河后要及时进行补修。石料等建筑材料尽量堆放在岸上，用推土机在冰面上随用随运，避免施工时将冰层弄漏冒水把材料冻结在冰面，造成搬运困难和浪费。

［1］密山市水利勘测设计队.穆棱河永远护岸工程设计［R］.密山:密山市水利勘测设计队，1992.