黄河控导工程根石走失原因及对策

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1、黄河控导工程根石走失原因及对策【摘要】本文在分析黄河下游控导工程出险的主要因素之后，冇重点、有针对性的分析了最为关键的出险因素——根石走失。进而详细分析了根石走失岀现的原因，以及采収何种措施来应对根石走失，提出了有效的解决对策。【关键词】黄河下游；控导工程；出险；原因；防护中图分类号：C35文献标识码：A、八―1—一、刖吕在黄河控导工程中，出现险情最为集中的是根石走失和坦石坍塌，而根石走失又是一个最重要的导致控导工程险情难以得到控制的原因，所以，分析根石走失的原因，并提出防护措施是很冇必要的。二、根石走失的原因

2、根石走失是山于水流集中冲刷，将河道整治工程的丁坝、垛、护岸的基础或坡脚淘空，引起坝岸发生裂缝、沉陷或局部坍塌，坝身失稳而出险。一般发生在坝前头及上跨角水面以下1/3水深附近，使坦坡上陡下缓。导致根石走失的主要因素冇水流、工程断面、块石尺寸、工程布局、施工方法等。1、根石走失的物理力学模型险工坝岸受水流冲刷，严重冲刷部位大量泥沙被水流带走，形成冲刷坑。据实测，莫冲刷坑边坡角一般在10b〜20b,同时根石下床面泥沙被淘空形成横轴环流。因此,根石所受的力有洪水冲击力FD、环流淘刷引起的上举力FL,此两力的作用点偏离形

3、心而靠上。另外,根石还受水的浮力、根石的重力及河床摩阻力的作用，如图1所示。在这些力的共同作用下，一些根石可能发生顺水流方向的滑动，但由于滑动摩阻力较大,所以大多数根石走失多为以0为支点的滚动。为便于推导计算,令块石体积与毛石体积相等，块石顺水流侧面对角线长度用D表示。2、河道水流的影响因素（一）流速变化的影响。在丁坝上下游主溜与回溜的交界面附近，因流速的不连续或流速梯度的急剧变化，产生一系列漩涡，回溜周边流速较大，在丁坝上、下跨角部位冲刷，形成冲刷坑。坝的上跨角受大溜冲刷的次数多，着溜重，冲刷深。此部位根石易

4、被湍急水流冲刷走，有的落于冲刷坑内，冇的被急溜携带顺水而下，脱离坝根，失去作用。迎水面、下跨和和回溜区的根石多是塌落在冲刷坑内，远离坝根的少。（二）高含沙水流的影响。山于黄河是多泥沙河流，高含沙水流使其流变特性发生了变化，二相流变成均质流。当水流深度增大时，河床泥沙变得容易起动，造成高滩深槽，部分河段主槽缩窄，单宽流量加大，水流集屮冲刷力增强，坝前冲刷坑就比较深。（三）弯道环流的影响。由于弯道环流作用，使得凹岸冲刷较重，凸岸淤积。黄河下游大都是受人工建筑物控制的河湾，水流因受离心力作用,对工程冲刷力加强，促进根

5、石走失。（四）横河斜河的影响。横河斜河使水流顶冲坝垛，造成根石走失,抢险的机遇较多。3、控导工程断面的因素（-）根石断面不合理。散抛石大部分堆积在根石上部，形成上宽下窄、头重脚轻的现象，这种情况对坝体稳定极为不利，很容易出现根石走失。（二）根石外坡凹凸不平。外坡不平会造成水流浪花淘刷，增大水流冲刷度，促使河底淘刷，影响根石稳定。（三）断面坡度陡。护坡坡度越陡，水流的冲刷作用越强，冲刷坑越深，造成根石走失越严重。4、块石体积和重量的因素当使用的石料体积和重量不足，坝前的流速大于根石起动流速时，块石不能保持自身稳定

6、，从根石坡面上被一块一块地揭走，造成揭坡。石块被急溜冲动走失。5、丁坝间距布局的因素丁坝间距过大造成上游坝掩护不了下游坝，形成回溜，甚至出现主溜钻入坝间、窝水兜溜等现象，加剧根石走失，导致水流冲刷坝尾而出现大险。还有个别坝位突出，形成独坝抗大溜，造成水流翻花，淘根刷底，坝前流速增大，水流冲击力超过根石起动流速，从而块石被大溜冲走，造成根石走失，出现大险。6、施工方法的因素（一）施工改建影响。在控导加高改建时，把原有的根石基础埋在坝基下，往外重新抛投根石。这样，即使过去已经稳定的根石，也会重新坍塌出险。（二）加抛

7、根石不到位。在工程受大溜顶冲发生险情时，居高临下在坝顶上投抛散石，会造成大量块石被急流卷走，一部分则堆积在根石上部,也不稳定。这样不但造成浪费，也很难有效缓解险情，很可能会增加险情,造成大的坍塌。（三）基础清理不彻底。旱地施工，在挖根石槽时，若没有清理好槽底就抛固根石，泥土石块混合，一旦着溜，根石就容易走失。根石走失的部位与来溜方向、布局均有一定关系。根据控导工程根石检查资料，分析根石走失部位首先是上跨角和坝前头，其次是坝迎水面和下跨角及上下回溜区。这是因为坝的上跨角和坝前受大溜冲刷的机遇多，着溜重，冲刷深，所

8、谓水深溜急者多表现在这些部位。此部位根石易被湍急水流冲掀而走，有的落于冲刷坑内，有的被急溜携带顺水而下，脱离坝根失去作用。迎水面、下跨角和回溜区的根石多是塌落在冲刷坑内，远离坝根的极少。三、根石走失部位及方向根石走失的部位与來溜方向，布局均有一定关系，根据整编控导工程探摸根石资料，根石走失部位主要是上跨角和坝前头，其次是坝迎水面和下跨角及上下回溜区。因为坝的上跨角和坝前受大溜冲刷的机遇