石笼谷坊在沟壑治理的应用

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1、石笼谷坊在山区沟壑治理中的应用[文摘]谷坊是在沟道中横向修建的水坝（或称挡水建筑物），它是稳定河床、防止沟壑继续发展的一项工程措施。它能拦截泥沙，使沟谷的区段坡降变缓；对较深的侵蚀沟，它能改善沟底比降防止沟底下切，为植物在沟床中生长提供良好条件，从而达到封沟固土、减轻山洪对下游危害。在近几年的山区沟壑治理中采用石笼谷坊，比浆砌石谷坊节省了大量投资，收到了多快、好省的治理效果。【关键词】石笼谷坊沟壑治理应用谷坊是在沟道中横向修建的水坝（或称挡水建筑物），它是稳定河床、防止沟壑继续发展的一项工程措施。它能拦截泥沙，使沟谷的区段坡降变缓；对较深的侵蚀沟，它能改善沟底比降防止沟底下切，把侵蚀沟淤浅、淤

2、平，使耕地连片；为植物在沟床中生长提供良好条件，从而达到封沟固土、减轻山洪对下游危害。实践证明，在水蚀沟中修建谷坊，是一项行之有效的水土保持工程措施。一般的土谷坊、柴石谷坊都经不住山洪的作用，往往是春建秋毁。浆砌石谷坊虽能经受山洪的冲击，保证工程的安全，但因其需要质量较高的石料、价格较贵的水泥和河沙，难以推广和普及。而石笼谷坊，由于质量较高块石被铁丝笼子包裹成一个整体，增强了抗冲能力，可保证谷坊的稳定，且不需水泥、河沙，可比浆砌石谷坊节省大量投资。近年来，我们在沟壑治理中采用了石笼谷坊，收到了多、快、好、省的治理效果，也积累了一些石笼谷坊的设计、施工经验。1石笼谷坊的设计1.1洪峰流量的确定溢

3、流堰尺寸必须满足泄5洪的要求。因此，必须首先计算出相应频率的洪峰流量。由于沟壑的流域面积很小，不可能有实测的水文资料，所以其洪峰流量可以按地区性经验公式QP=CP·FN进行计算。式中CP为经验系数，N为流域面积指数，均可从地区水文手册中查算；F为流域面积，可直接从地形图上量出；QP为所求频率的洪峰流量。洪峰流量确定后，即可进行溢流堰尺寸的计算。谷坊使用一段时间后，上游已被泥沙淤平，山洪全部从溢流堰泄出。因此，溢流堰尺寸应据此按宽顶堰溢流计算。为使用方便，现将不同单宽流量相应的堰上水头列入表1。表1单宽流量与堰上水头关系表单宽流量（m3/S／m）0.51.01.52.02.53.0堰上水头（m）

4、0.440.700.921.111.291.461.2石笼谷坊断面尺寸的确定5因石笼谷坊是一种柔性较大的结构，允许有较大的变形，同时与地基的接触面积也较大，所以可不进行地基应力和坝体应力的计算。石笼谷坊断面尺寸的确定，主要是根据其所承受的荷载，进行稳定计算，求出既安全又经济的断面尺寸。当谷坊建成开始投入运行时，因谷坊前没有泥沙淤积，所以只承受部分静水压力和动水压力。当谷坊前淤积的泥沙逐渐增高时，它所承受的水压力逐渐减少，而土压力逐渐增加。当谷坊上游被泥沙淤平后，它所受到的水压力降到最小值，而土压力则达到最大值。通过以上分析可以看出，当石笼谷坊淤平且行洪时的荷载组合（见附图），对建筑物的稳定最为

5、不利，应作为石笼谷坊稳定计算的依据。本文已根据附图所示的荷载组合，对石笼谷坊的断面尺寸计算整理如表2，供使用时参考。1.3两岸及下游连接石笼谷坊两岸的连接处及下游易受山洪冲刷而破坏。因此，要处理好两岸连接处及下游，是保证石笼谷坊安全运行的重要一环。对于两岸，应修建厚度为0.5m的石笼护岸。石笼护岸的上、下游边界按石笼谷坊的前、后缘计算，向上、下游的延伸长度应不小于两岸覆盖层的厚度（H3）加1m。石笼护岸的上部边界，应比设计洪水位高0.5m，下部边界应比石笼谷坊的底高程低0.5m。对于沟谷下游，应修建厚度为0.5m的石笼护底。在实际工程中，可将石笼护岸和石笼护底连接在一起（附图），以增强工程的整

6、体性和稳定性。图中：Pw----------水压力W1----------土重H3---------两岸覆盖层的厚度5表2石笼谷坊断面尺寸表（单位：m）淤土类别不同堰上水深（H）下的谷坊断面尺寸H=0.5mH=1mH=1.5mB堰顶宽(m)m1上游坡度m2下游坡度B堰顶宽(m)m1上游坡度m2下游坡度B堰顶宽(m)m1上游坡度m2下游坡度粘土壤土砂土砾石0.400.400.400.400.200.200.200.201.00.900.800.700.600.600.600.600.200.200.200.201.00.900.800.700.800.800.800.800.200.200.20

7、0.201.00.900.800.702石笼谷坊的施工第一步是根据工程设计，编制施工组织计划，合理安排工期，把工程抢在汛期到来之前完成，以免发生山洪时，造成不应有的损失。第二步是根据计算工程量，做好备料工作。石笼谷坊一般只需要铁丝和块石两种材料，铁丝一般为8至10号线，其数量可按1m3块石用5kg铁丝的标准备料。石笼谷坊对块石的质量要求不高，除风化石外，只要直径大于铁丝笼子网眼的石块均可使用，因此