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        修筑谷坊工程應注意的問題

        2011-05-12 05:06:24周進春
        中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2011年9期
        關(guān)鍵詞:谷坊砌石水口

        周進春

        (東寧縣水務局,黑龍江 東寧 157200)

        1 概述

        發(fā)展溝主要表現(xiàn)在溝岸的擴張和溝底的下切,為此在溝道中修建谷坊等工程能有效的攔蓄泥沙、固定溝床、抬高侵蝕基準面,防止溝床下切和溝岸擴張、崩塌以及崩崗的發(fā)展。谷坊工程是溝道治理的重措施之一。谷坊就是在不溪和支毛溝中修筑的低壩。一般壩高不超過5m。

        2 谷坊的布設原則與位置的選擇

        2.1 從毛溝到支溝,從上游到下游,要節(jié)節(jié)修筑,使之成為谷坊群,也可逐漸溝臺化。

        2.2 在選擇谷坊的壩址時,應考慮以下幾方面的條件:①谷口狹窄即應選擇在溝道最窄處,上游平緩寬敞,即口小肚大,有利于攔蓄更多的泥沙;②溝床基巖外露,溝岸溝底要比較堅實,不要選在風化石上。;③上游有寬闊平坦的貯砂地方;④在有支流匯合的情形在匯合點的下游;⑤谷坊不應設置在天然跌水附近的上下游。

        3 谷坊的種類及選擇

        3.1 谷坊的種類根據(jù)谷坊所用建筑材料的不同,大致可分為:土谷坊、石谷坊、土柳谷坊、漿砌石谷坊、混凝土谷坊等多種。

        3.2 谷坊類型的選擇 應根據(jù)地形、地質(zhì)、建筑材料、技術(shù)、經(jīng)濟、防護目的等確定。一般情況下,以就地取材為原則,選擇工程類型;對于項目本身有特殊防護要求的,如鐵路、公路、廠礦、居民點等,則需選用堅固的永久性谷坊,如漿砌石谷坊、混凝土谷坊等。

        4 谷坊的設計

        4.1 谷坊間距的確定谷坊高度與淤積泥沙表面的臨界不沖坡度有關(guān),當谷坊連續(xù)修建時,上下兩谷坊間的距離,以修谷坊的溝底坡度大小來定。實際資料證明,在谷坊淤滿后其淤積泥沙的表面不可能絕對水平,而是具表一定的坡度,叫穩(wěn)定坡度。目前常用以下幾種方法來計算谷坊上下游表面的穩(wěn)定坡度過I0的數(shù)值。

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        4.1.1 根據(jù)壩前淤積土的土質(zhì)來決定淤積物表面的穩(wěn)定坡度。砂土為0.005,粘壤土為0.008,粘土為0.01,粗砂兼有卵石子為0.02。

        4.1.2 按照瓦蘭亭(Valentime)公式來計算穩(wěn)定坡度

        I0=0.093d/H

        式中:d-沙礫的平均粒徑,m;H-平均水深,m

        瓦蘭亭公式適用于粒徑較大的非粘性土壤。

        4.1.3 認為穩(wěn)定坡度為溝底原有坡度的一半。例如,在未修谷坊之前,溝底天然破度為0.01,則認為谷坊淤土表面的穩(wěn)定坡度為0.005。

        4.1.4 修實驗性谷坊,在實驗性谷坊淤滿之后,實測穩(wěn)定坡度。

        根據(jù)谷坊高度H,溝床天然坡度I,以及谷坊坎前淤土表面穩(wěn)定坡度I0,可按下式計算谷坊間距L;

        L=H/(I-I0)

        式中各項因子的幾何關(guān)系如圖

        4.2 谷坊斷面的規(guī)格 谷坊的種類很多,選擇什么樣的材料筑谷坊,依據(jù)就地取材而定。

        4.2.1 土石谷坊斷面的規(guī)格。確定合適的谷坊斷面,必須因地制宜。要考慮既穩(wěn)固又省工。谷坊的高度,應依修筑材料而定,一般情況下,土石谷坊不超過5m,漿砌石谷坊不超過4m,干砌石谷坊不超過2 m,柴草、土柳谷坊和柳梢插石等混合谷坊不超過1m。

        4.2.2 溢水口斷面設計。為了避免暴雨造成洪水漫頂沖毀谷坊,石谷坊可在谷坊頂部中央留溢水口,土谷坊要在谷坊一端留溢水口。

        5 谷坊施工

        5.1 土谷坊的修筑 包括坡面小沖刷溝的土谷坊和溝道里的土谷坊兩類。坡面小沖刷溝土谷坊,谷坊的高度一般不超過1m,迎水坡可陡些,背水坡依土料而定。溝道土谷坊,高度不超過5m。

        為保證施工質(zhì)量,除按設計斷面施工外,還要做好以下工作:(1)清基。在確定好谷坊位置先把表土、草皮、樹根、亂石刨凈,一般應清除10-15cm深。(2)開挖結(jié)合槽。清基后,順著基地中間挖一條深50cm、寬80cm的結(jié)合槽,槽底要平,谷坊兩端各嵌入溝岸50cm。如溝岸是光石層,應將巖石鑿毛使谷坊與溝岸緊密結(jié)合。(3)修筑。挖好結(jié)合槽后,按設計規(guī)格施工。首先將土填入結(jié)合槽,夯實,使土谷坊穩(wěn)固地座落在結(jié)合槽內(nèi),與地基結(jié)為一體。上一層土夯實一層,每層填30cm厚,夯實至20-25cm,依此類推,一直修到設計高度,邊修筑、邊收坡,內(nèi)外坡要隨時拍實。用于修筑谷坊的土料,干濕度要合適。其要求是:抓一把土用手捏能成團,輕輕從手心掉到地上又能撒開。(4)挖溢水口 按照溢水口的設計斷面,做好溢水口,選擇谷坊的一端、土質(zhì)堅硬或有巖石的地方挖,出水口要離谷坊腳遠一點,以不掏刷谷坊腳為原則。如下圖:

        石谷坊溢水口示意圖

        土谷坊溢水口示意圖

        5.2 石谷坊的修筑 在有石料的地方,可修筑石谷坊。石谷坊有干砌塊石谷坊、干砌卵石谷坊和漿砌石谷坊。

        (1)干砌塊石谷坊要做好以下幾道工序:

        a.清基:按規(guī)劃劃出谷坊基線后,進行清基。清基要注意:土質(zhì)溝底,應清到堅硬的土質(zhì)上;如是淤積的砂礫石溝底,應清到硬底;如是石質(zhì)溝底,要清除表層碎石。b.挖結(jié)合槽:清基后,在谷坊基線中央挖一條寬、深各50cm的結(jié)合槽,槽底要平,從溝底一直挖到兩邊溝岸處,谷坊修多高,兩岸要挖多高。為使外坡砌得穩(wěn)固,還要在谷坊外坡腳挖一條寬50cm、深20cm的溝。c.修筑:按設計規(guī)格,先將大塊石牢牢地鑲?cè)虢Y(jié)合槽內(nèi),第一層大塊石面要朝上,以后各層朝上。背水坡用粗條石砌筑,迎水坡砌塊石之間要錯開咬緊,小縫要用小塊石塞緊,依此砌下去,直到設計高度,邊砌邊收坡。如土質(zhì)溝底或砂礫層溝底,谷坊下游要做護底,護底長一般為谷坊高度的2-3倍,厚50-70cm以上,當谷坊砌到溢水口底部的高度時,要按溢水口的設計斷面留出溢水口。

        (2)漿砌石谷坊 漿砌石谷坊比較耐久,能蓄水、攔沙、調(diào)洪。一般多修在有常流水的溝道內(nèi),用以蓄水或抬高水位,灌溉農(nóng)田,也可發(fā)展家禽和水產(chǎn)。此類谷坊多用粗料石漿砌,基礎(chǔ)處理、砌筑塊與干砌谷坊相同,只砌筑塊石時要用水泥砂漿色縫。溢水口設在谷坊頂部中央,同時在谷坊的一端修一放水閘,以便灌溉。

        5.3 柳樁谷坊的修筑 一般在柳樹多的地區(qū),流域面積小、石頭少、溝底坡度較緩的土溝中,最宜修建柳樁谷坊,2-3年后柳樁可長到2-3m,溝道內(nèi)成為一排排柳樹,不僅能攔沙,而且還有經(jīng)濟收入。

        具體做法是:用粗5-10cm、長1-2m的活柳樹樁,打入溝底0.5-1.0m深,樁與樁的距離20-30cm,排與排的距離為0.5m,每道谷坊一般打3-5排柳樁,各排樁要互相錯開,不要重合。每排柳樁數(shù),依溝道寬度而定。為了提高防洪攔泥沙效益,可在露出的柳樁上用柳條編成籬笆。

        5.4 柳樁石谷坊在石料多的溝道中,可修筑柳樁塊石谷坊,它與柳樁谷坊一樣,每排用柳條編成籬笆后,在排與排之間用塊石或卵石填入,填石的高度要低于樁頂10-15cm。沒有石料的地方,也可以填入土料,變成柳樁土谷坊。但要注意柳樁打入土中不得小于1m,以免被水沖倒或沖歪影響效果。

        6 谷坊維修養(yǎng)護和利用

        為了保護谷坊安全,延長谷坊的使用年限,應與植物措施結(jié)合,在土谷坊外部可植樹種草,在其他谷坊的周圍也應廣種樹草。同時要經(jīng)常檢查,及時修補。在農(nóng)閑和汛前要整修加固,淤滿的要加高。每次洪水后及時檢查,發(fā)現(xiàn)豁口馬上補修。谷坊壩前淤出的地,可利用種莊稼或栽種速生樹或經(jīng)濟林果以及藥用植物等。

        [1]水土流失及綜合治理.

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