摘要：由于近幾年黃河河道內新修控導工程增多，坐壩一般為旱地坐壩，基礎為層淤層沙，由于每年的調水調沙和中常洪水的到來，這些工程由于經常靠河出險。如壩基猛墩猛蟄、坦石下蟄、根石走失、淘膛石潰等險情都是由于大溜頂沖和邊溜沖刷造成的。像這些險情處理時一般采用柳石摟廂、鉛絲籠和拋散石進行處理，在處理這些險情的時候，我們拋入的搶險料物由于大溜沖刷原因又都不能在壩前和河底坐底，造成了搶險料物的走失，三柱錐爪的應用就能解決這一問題，我們在拋入三柱錐爪后，它能有效的抓護河底和壩前土胎，為柳石摟廂、鉛絲籠和散石的拋入提供了基礎和平臺，減少了料物的走失，從而也減少了防汛成本的投入。

　　關鍵詞：三柱錐爪　　搶險　　應用

　　近幾年，由于黃河所轄工程范圍內新修河道控導工程比較多，并且所修的工程均旱地坐壩，靠河幾率低，未經大洪水的考驗。因此，中小洪水河道工程出險次數頻繁，搶護起來比較復雜。

　　在平時搶險中，我們遇到的像壩基猛墩猛蟄、坦石下蟄、根石走失、淘膛石潰等險情都是由于大溜頂沖和回溜淘刷造成的。像這些險情處理時一般采用柳石枕、鉛絲籠和拋散石進行處理。但是在搶險處理中，我們拋下去的搶險料物都不能有效的抓護壩基和河床，造成了有時搶一次險要拋很多次料物的情況，從而造成了浪費，又不能很好的搶護險情。

　　例如在2008年調水調沙期間，開封第一河務局柳園口險工39壩4支壩，此壩共出險9次，其中共用石料793.6m3拋枕152m3,共計投資14.24萬元。在出險過程中，其中在6月28日出險1次，經搶護后29日出險4次，30日經搶護后出險3次，其中30日出較大險1次，31日又出險1次。

　　綜合分析此次出險原因，是由于該壩在調水調沙洪水到來之后39壩4支壩受到大河主溜頂沖，使壩前上垮至下垮塌陷，造成了根石走失和土胎外露。在第一次拋石搶險后，險情得到了穩定。但是由于該壩繼續受到大河主溜頂沖，造成拋下去的散石被水沖走，隨后在接連不斷的搶險過程中，由于拋入的料物沒有在壩前坐底，使得拋下去的散石和柳石枕被河水沖走，造成了搶險費用的增加。

　　我們在搶險之前如果利用三柱錐爪進行連接先行拋入河中，三柱錐爪在河底抓護河底的同時也在壩前形成了一個平臺，這樣既可起到護坡護根的作用，又為像拋柳石摟廂、鉛絲籠和拋散石提供了基礎。在冬季柳桔料缺少的季節可代替柳石枕等搶險物資進行搶險。在搶險中可有效抓護壩根，防止拋入的散石被河水沖失。

　　1　三柱錐爪結構簡介（如圖1-1、1-2）

 

 

　　三柱錐爪是由一個圓上不同平面位置和三維空間三點伸出三根錐爪預制而成的預制品，內骨筋采用ф10盤圓扎絲結籠，預制混凝土。

　　1.1　混凝土設計

　　三柱錐爪預制用混凝土按照【GB500010-2002混凝土結構設計規范】設計，采用標號為325#的水泥、5mm、10mm、15mm顆粒級配碎石和中砂材料，配合比為：0.44:1:1.42:3.17（水：175kg水泥：398kg砂：566kg石子：1261kg）水灰比為0.6，最小水泥用量為250kg/m3，強度為C25混凝土進行預制（如表3.4.2）。預制時中心留ф21mm孔，以供搶險時插入鋼筋連接使用，在連接時可用ф20螺紋鋼進行連接。在搶險中，根據出險時的出險尺寸可選擇錐爪的數量進行連接，一般錐爪的連接距離為0.5m左右。

 

　　1.2　配筋

　　按照GB50010-2002混凝土設計結構設計規范要求，在錐爪配筋中應采用HPB235ф10盤圓扎籠。現場預制應在室外溫度不低于5攝氏度時進行。預制成品結束后應進行覆蓋灑水保養，時間不得低于28d。

　　1.3　成型

　　成型的三柱錐爪重量為300kg左右，在搶險中不易被大溜沖走。錐尖為棱錐體結構，在拋入河中后能深深的插入壩的土胎和河底上，也從而有效保護了壩基和根石不被大溜淘刷。

　　1.4　該技術創新點：

　　1、首次將三柱錐爪技術應用于防止黃河工程根石走失，實現了在大溜情況下對根石的有效防護。

　　2、通過在搶險中拋入三柱錐體，減少了拋入散石、鉛絲籠、柳石枕等搶險料物的走失，提高了搶險質量，減少了搶險投資成本。

　　3、由于三柱錐爪具有消浪消能的作用，也首次實現了減速落淤，使壩前河床自然構筑護底，防止了根石隨沖刷坑造成根石走失的目的。

　　4、該技術的運用實現了搶險中防止根石走失和平時加固根石的有機統一。

　　5、由于三柱錐體的拋入有效防止了根石的走失，從而降低了工程出險幾率，減小了工程出險次數。節約了工程搶險投資成本。

　　2　在搶險中如何使用（2-1圖）

 

 

　　在實際搶險中，可根據險情的不同，采用不同的錐爪數量和拋投方式進行搶險，一般在錐爪連接起來拋入壩根后（如2-1圖），由于該錐爪是三個或二個互連，（如2-2圖）具有一定的重量，在重量和三根爪的作用下，進入水中后，不會馬上被水流沖走，而是牢牢的抓住壩基的土胎和河床，由于三柱錐爪具有防浪和消大溜勢能的作用，從而有效保護壩基，也為像拋柳石摟廂、鉛絲籠和拋散石提供了基礎和平臺，可有效減少散石的走失，減少了因大溜頂沖和邊溜沖刷造成的石料走失。

　　3　各種險情中的應用

　　綜上所述，在我們平時黃河工程搶險中，最常見的險情有以下四種險情，如壩基猛墩猛蟄、坦石下蟄、根石走失、淘膛石潰都可以利用三柱錐爪的連接進行護根搶護。由于三柱錐爪的使用為搶險料物的后期拋入提供了基礎和平臺，散石、柳石枕和鉛絲籠不易被洪水沖走，大大提高了搶險效率和搶護質量，從而也節約了搶險投資。下面就以下四種基本險情作以介紹三柱錐爪在搶險中的使用。

　　3.1　壩基猛墩猛蟄

　　在我們平時的險情中猛墩猛蟄險情的出險原因是多方面的，一般可分為3種：①河底多沙，工程基礎淺，大溜頂沖或回溜嚴重時，很快淘深數米甚至十幾米，導致基礎淘空，出現墩蟄現象。②壩基的土質分布不均勻，基礎有層淤層沙，當沙土層被淘空后，上部粘土層承不住壩體重量，使壩體隨之產生猛墩猛蟄。③修壩時水中進占，年久秸料腐爛，由于急流沖刷、埽體急沖刷下，河床急刷刷深，原已筑到底的埽體依靠壩岸頂樁繩拉系而維持穩定，當水流繼續淘深，繩纜拉斷，壩體承托不住，即出現墩蟄。

　　在猛墩猛蟄險情搶護方法上，應根據當時河勢、水量、根石基礎狀況，出險情況等方面的問題進行分析，從而確定較為合理的搶護方法，常用的搶護方法有：柳石摟廂和柳石枕。柳石摟廂和柳石枕主要適用在拋護根基，優點是柳料可以就地取材，造價較低，透水性較小，可以拴留繩，避免走失。但缺點是比重輕，易滾動。如果在拋柳石摟廂和柳石枕的之前先行拋入三柱錐爪就是在“格子底”上形成基礎和平臺，在柳石摟廂和柳石枕拋入河中后，三柱錐爪能在“爪”的作用掛住柳石摟廂和柳石枕，解決了柳石摟廂和柳石枕比重輕、易滾動的缺點。由于三柱錐爪具有減速落淤功能，為壩前河底構筑了防護基層，三柱錐爪的投放也為壩基的沖刷提供了保護，減緩了淘刷。

　　3.2　坦石下蟄

　　坦石下蟄險情也是我們防汛搶險中一種常見的險情，主要是由于壩岸坦石變形、蟄動、下蟄、入水等均為常見的險情。對于一般的險情可拋散石搶護。但是散拋石由于體積較小，散狀體互不連結，所以不易產生大幅度的猛墩猛蟄，技術性低，必要時可以動員大量人力集中拋投，速度較快；缺點是深水急溜中容易走失。如果水大溜急，壩岸基礎較淺，散石極易被沖走。開封第一河務局的柳園口39壩4支壩就是因為拋入散石后又被水沖走，造成了險情的一次又一次出現。對于坦石入水險情，如果能先行三柱錐爪入水，就能在壩的土胎和河底形成一道攔護平臺，為散石的拋入提供了基礎。由于散石的缺點是深水急溜中容易走失，同樣在爪的作用下，拋入的散石同穩定在三柱錐爪的基礎上，這樣減少散石的沖失。

　　3.3　防護根石走失

　　根石被水流沖刷揭走，一般發生在壩前頭或上跨角，水面以下1/3水深附近，使坦坡上陡下緩，是出險重要原因之一。在壩出現根石走失苗頭的時候，我們可以使用三柱錐爪進行根石走失的預防也是非常有效的，我們在壩前和上跨拋入連接的三柱錐爪，因錐爪具有防浪和消大溜的作用，這樣就減小了根石被大溜沖擊的力量，就能防護根石的繼續走失。在搶護中我們一般還是用散石（即大塊石）或鉛絲籠搶護。這樣三柱錐爪的投入也為后期的搶護工作打下了良好的基礎。

　　3.4　淘膛石潰

　　淘膛石潰這種險情主要是由于壩胎土被水流沖刷，形成較多溝槽，導致坦石陷露的險情，原因是亂石壩透水性大，受水位變動（特別是風浪）影響，土易被淘出；扣砌石壩水下腹石存在有空穴流道，致使刷土成槽。由于三柱錐爪具有防浪和消主溜能量的作用，我們在投入三柱錐爪后就能減小水流對壩胎的沖擊，同時也能在壩前頭構筑沉淤基礎，避免了大溜的沖刷，從而減少了溝槽的產生，為搶險提供了幫助。

　　參考文獻：

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