水利工程论文-黄河口生产村护岸工程插板桩坍塌原因分析.doc

水利工程论文-黄河口生产村护岸工程插板桩坍塌原因分析【论文关键词】生产村护岸插板桩坍塌黄河口【论文摘要】生产村护岸工程位于1976年黄河清水沟流路改道点下首右岸，是胜利油田为制止黄河左岸引水工程相继脱河于1995年始建的，2002年在7#坝下部修建了长150米的插板桩护岸。2004年7月黄河小浪底调水调沙期间，受大溜淘刷，插板桩下首坍塌30m。本文就生产村护岸插板桩的建设及坍塌原因进行了探讨。一、概述为稳定黄河清水沟入海流路，自1986年起先后在崔家河弯下游左岸修建了西河口，八连及右岸的苇改闸控导工程，与已有的扬水船，护林，十八公里控导工程一起，形成了节点工程，稳定了河势。1993年汛期，崔家河弯大幅度坍塌，使得苇改闸和扬水船工程全部脱河，主溜直冲东大堤下游850m长范围的滩岸，坍塌严重。西河口控导工程处主溜右移、下延。若任其发展，不但西河口工程脱河，而且下游的护林、八连等工程也将溜势发生变化。为稳定该河段河势，保护已有的河道整治成果，1995年在苇改闸工程下游1100m处修做了生产村控导护岸工程。工程建成后，滩岸的坍塌得到了控制，在中小洪水时能将主溜平顺送至西河口工程，保证了西河口引水工程的取水。但工程上游未修工程处，经过1995年汛期冲刷，滩岸平均坍塌宽度30余m，并有超工程后路的趋势。为此，1996年，又将原工程进行上延续建，上中部的14号鱼鳞坝为迎溜导溜段，下部的56号顺坝为送溜段,长度205m。工程顶高程7.5m（黄海标高）。黄河“968”洪水期间，随着流势的不断下移，该工程所有坝垛均受主溜顶冲，工程坝顶水深达0.91.0m，坝顶走溜，所有坝垛均出现了蛰陷坍塌现象，56号坝损坏最严重,两段坝全部坍落于河中,滩岸也塌进了10余m。97-98年，胜利油田投资对1-6#坝进行了重新修建和加固，并把工程顶部高程提高到8.5m。根据流势的变化情况，99年在工程未部修建了插板桩护岸。二、插板桩工程简介插板桩用于黄河河道整治是胜利油田的一项专利技术，自1997年起曾先后在十四公里险工、丁字路取水口、八连控导、生产村护岸、清三控导等工程中使用，取得了良好的运行效果。插板桩结构形式为预制钢筋混凝土桩板，板内预埋充水管，板底设喷水管和喷头，用高压水泵充水，借助水对河床泥沙的冲击力将板桩插入就位。板桩的两侧一侧设有凹槽，一侧埋设滑板，以便相临板桩紧密地结合在一起。板桩插入定位后，板缝内灌水泥浆。板桩顶部预留钢筋，用连梁连接，每30m预留一道变形缝。生产村护岸工程插板桩板高12.0m，板厚0.3m，板宽1.0m，连梁断面尺寸为0.3m0.3m，连梁顶高程8.5m，插板桩护岸设计长度225m，实做长度150m。三、插板桩护岸修做后工程的着溜变化情况黄河崔家控导工程以下河道溜势极不稳定，近十几年来主溜线不断左移下延。2004年插板桩护岸修建后，8月下旬至9月份利津流量100-510m3/s时，生产村护岸工程1-6#坝靠主溜，插板桩靠边溜；10月9日利津流量达1120m3/s，其后溜势逐渐下延，1-6#坝前出滩脱溜，插板桩靠主溜；2000年-2002年6月，由于黄河水量较小，溜势缓慢下延，插板桩下首着主溜，其后长500余米范围内滩地坍塌，最大坍塌宽度260m。2002年7月4日黄河小浪底开始调水调沙实验，7月10日利津流量1770m3/s时，生产村护岸水位达最高值7.52m，溜势稍有上提，插板桩全部着主溜。其后虽然流量不断加大，7月20日利津流量达到2510m3/s，但由于河口河道发生溯源冲刷，泄流能力增大，水位下降了0.2-0.3m，河道内溜势逐渐左移下延，插板桩下首主溜顶冲，造成坍塌30m。调水调沙实验结束时，溜势进一步下延，插板桩全部出滩脱溜。四、插板桩坍塌原因分析（一）水流集中冲刷，插板桩两边形成局部冲刷坑，插板桩失稳坍塌。调水调沙期间，插板桩下首板前受主溜顶冲，板后受回溜淘刷，形成局部冲刷坑。采用武水水利计算手册水流斜冲防护岸坡产生的冲刷计算公式：hp=23tg(/2)vj2/g(1+m2)-1/2-30d式中：hp从河底算起的局部冲深；水流流向与岸坡交角；m防护建筑物迎水面边坡系数；d坡角外土壤计算粒径；vj水流偏斜时，水流的局部冲刷流速。计算的局部冲刷深度为3.3m，相应最大冲刷水深为10.3m。插板桩处水位为7.52m，相应冲刷坑底高程为-2.78m，而插板桩底高程为-3.8m，埋深仅1m左右，插板桩因整段（30m）失稳而坍塌。（二）由于资金等方面的原因，该工程没有按设计实施。插板桩护岸设计长度225m，实修150m，少修了75m，对工程整体挑溜送溜作用的发挥产生了不利影响；板桩后填土没填到设计高程，保持插板桩稳定的锚墩拉杆没做，使插板桩在水流淘刷冲击下无法维持自身的稳定。（三）该工程有胜利油田投资兴建和管理，但由于1-6#坝脱溜后造成西河口控导油田取水口脱溜，没有达到修建的目的，所以插板桩建成后一直处于无人管理状态，不能及时进行观测、维修和加固。五、几点认识（一）黄河口控导工程的修建，要上下游统一规划。如果上游河势得不到控制，处于经