韓洪波

摘 要：鎖壩是一種截?cái)嗪恿縻饬鞯乃蠘?gòu)造物，最早于20年代末始于美國(guó)密西西比河航道整治工程中。黑龍江水系自1979年成立黑龍江省航道局以來(lái)，在嫩江、松花江、呼蘭河、黑龍江、烏蘇里江主干航道的整治建設(shè)中，加入了護(hù)岸工程的鎖壩水工構(gòu)造物，其目的就是為了調(diào)整流向、改變流速，提高航道尺度，提升航道條件，為運(yùn)輸船舶創(chuàng)造良好的航行條件。本文從鎖壩的特異性、作用和具體施工工藝組織和社會(huì)效益入手，分析其具體的實(shí)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：鎖壩；航道養(yǎng)護(hù)；作用

一、鎖壩優(yōu)于其他水工構(gòu)造物的特質(zhì)

（一）丁壩，從岸、灘修筑凸出于水中的建筑物，以挑移主流，保護(hù)岸、灘。丁壩一般成組布設(shè)，可以根據(jù)需要等距或不等距布置。但不宜單獨(dú)建一道長(zhǎng)丁壩，因易導(dǎo)致上下游水流紊亂，又易受水流沖擊而遭破壞，還可能影響對(duì)岸基安全。

（二）順壩，具有束窄河槽、導(dǎo)引水流、調(diào)整河岸的作用。大致與水流方向平行布置，常沿治導(dǎo)線在過(guò)渡河段、凹岸末端、河口、洲尾、分汊等水流分散河段布設(shè)。

（三）鎖壩，可用于堵塞河道汊道或河流的串溝。堵串（汊）目的主要有：塞支強(qiáng)干、集中水流、增加水深利于航運(yùn)，防止汊道演變?yōu)橹髁饕鸫蟮暮觿?shì)變化。鎖壩可布置在汊道進(jìn)口、中部或尾部，根據(jù)地形、地質(zhì)、水文泥沙、施工條件擇優(yōu)確定方案。

（四）護(hù)岸，用抗沖材料直接鋪?zhàn)o(hù)在河岸坡面上，可布置為長(zhǎng)距離連續(xù)式，也可布置在丁壩或磯頭之間防止順流或回流淘刷。

二、鎖壩在工程的作用

（一）雍高上游水位、調(diào)整比降、增加航深。鎖壩堵塞支汊后，使主汊流量增加、水位抬高，主汊內(nèi)水位的抬高以進(jìn)口處最大，至出口段沿程遞減。如建有順壩，則水位抬高可影響到出口處。鎖壩能夠鎖水和雍水，主汊水位抬高是這兩種作用綜合的結(jié)果。由于山區(qū)河流的落差較大，作為鎖水建筑物的鎖壩可以促淤趕沙，減小過(guò)水面積、消除不良流態(tài)。

（二）堵塞河道汊道或河流的串溝。堵汊目的是塞支強(qiáng)干、集中水流、增加水深利于航運(yùn)，防止汊道演變?yōu)橹髁饕鸫蟮暮觿?shì)變化，如呼蘭河口鎖壩，由于江岸土質(zhì)松散，由黑土和細(xì)砂組成，抗沖刷能力差，尤其此段又是冰壩易發(fā)區(qū)，在冰凌撞擊的作用下，江岸坍塌嚴(yán)重，根據(jù)地形圖套繪比較，呼蘭河口水道由解放初期的5m左右沖寬至70m，在鎖壩建成之后，能有效的減小流速。

（三）增加水流輸沙能力。增加水流輸沙能力是整治淺灘的主要手段。當(dāng)支汊封閉后，主汊的來(lái)沙量增加。因此，僅靠抬高水位是不夠的，還必須提高水流的輸砂能力，才能達(dá)到整治效果。實(shí)踐證明，具有一定高度的鎖壩，不但提高了主汊水位，也增大了流速，延長(zhǎng)了水流對(duì)淺灘沖刷的過(guò)程，能夠起到增加水流輸砂能力的作用。

（四）抵抗冰排撞擊。黑龍江省地處高緯度地區(qū)，冬季漫長(zhǎng)寒冷，封凍期冰層較厚，一般冰層厚度在80cm-120cm左右，呼蘭河口護(hù)岸工程位于松花江中游江段。此段為分汊性河道，屬松花江中游大型汊道之一，此段是冰壩易發(fā)區(qū)，在大流速頂沖、冰凌撞擊的作用下，江岸坍塌嚴(yán)重，鎖壩采用拋石結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)度73m，與冰接觸60m，頂寬4m，上下游邊坡坡比1：3，壩體頂部及上下游邊坡均設(shè)厚度為0.6m的鋼筋石籠護(hù)面；上下游側(cè)分設(shè)長(zhǎng)度為10m及20m的鋼筋石籠護(hù)坦，鋼筋石籠厚度為0.6m，下設(shè)0.4m 厚拋石墊層及無(wú)紡布一層。根據(jù)前蘇聯(lián)冰荷載規(guī)范（SNiP-11-57-75），流動(dòng)冰排對(duì)斜面水工建筑物的撞擊荷載：水平力Fh=KbmlRfhd2；垂直冰力Fb，w=Fh/m。式中：Kb-系數(shù)，對(duì)斜坡建筑物取0.1b；ml-系數(shù)，冰的抗壓強(qiáng)度，取最大值1470kPa（冰溫-10度，氣溫零下）hd-冰的厚度，根據(jù)實(shí)測(cè)取0.8m。水平力Fh=bKmlRfhd2=1881.6（KN），豎直力bw=Fh/ml=1881.6/0.33=5701.8（KN）。

三、鎖壩的施工

（一）壩基清理。呼蘭河口鎖壩工程由于是冬季施工，所以在清基上和夏季施工的鎖壩不同，本鎖壩壩基清理主要是清除冰層，清冰采用挖掘機(jī)破除，用裝載機(jī)運(yùn)到鎖壩施工范圍以外的方法，當(dāng)冰層全部清除之后，鋪設(shè)一層無(wú)紡布，最后進(jìn)行拋石墊層和壩體的施工。

（二）壩體拋石填筑。先根據(jù)測(cè)量技術(shù)人員的測(cè)量放樣，采用機(jī)械拋投的方法，用挖掘機(jī)拋投到指定高程，采用分層填筑的方法，每層不超過(guò)60cm，拋投完成后，用挖掘機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單碾壓，質(zhì)量檢查后進(jìn)行下一層的拋填。當(dāng)距設(shè)計(jì)高程30cm時(shí)，采用機(jī)械配合人工方式進(jìn)行拋填，最后進(jìn)行人工整平，使壩面平整，為下一步鋼筋石籠施工做好準(zhǔn)備工作。

（三）鋼筋石籠施工。首先是鋼筋石籠的制作。鋼筋石籠的制作是鎖壩施工中的一個(gè)重要工序，鋼筋石籠采用16和12號(hào)鋼筋焊接而成，長(zhǎng)5m、寬2m、高0.6m，鋼筋間距0.1m。焊接方式為鋼筋電阻點(diǎn)焊，焊接的要求不允許有裂縫、脫焊點(diǎn)、漏焊點(diǎn)，表面平順，沒(méi)有明顯的咬邊、凹陷、氣孔等，鋼筋不應(yīng)有明顯燒傷。第二是裝填石料，石料要求質(zhì)地堅(jiān)硬、密實(shí)無(wú)裂紋、不易泥解、或崩解，鋼筋籠施工前，基礎(chǔ)面必須清理、平整、壓實(shí)至設(shè)計(jì)高程，石籠 內(nèi)所填石塊為人工裝填，其中大塊墊底，并且大面向下，石塊相互擠緊，其空隙應(yīng)采用較小粒徑的塊石、碎石填充密實(shí)，石籠表面應(yīng)修整平整至設(shè)計(jì)高程面。第三是鋼筋石籠搭接，鋼筋石籠的搭接處理相鄰兩個(gè)鋼筋石籠要排列緊密，做到無(wú)空隙，采用焊接的方式連接。做到相鄰鋼筋石籠之間緊密連接，提高整體性和抗沖性。

四、社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

哈爾濱市呼蘭河口航道整治工程中設(shè)計(jì)的鎖壩，護(hù)岸工程位于松花江中游17號(hào)航標(biāo)處，哈爾濱市呼蘭區(qū)第三電廠附近，呼蘭河口鎖壩是呼蘭河口護(hù)岸工程的一個(gè)重要部分，鎖壩位于河口主島和汊流濕地之間水道進(jìn)、出口處，原為呼蘭縣政府和哈爾濱市第三發(fā)電廠駐地，是哈爾濱重要生態(tài)濕地聚集區(qū)。2013年松花江武開(kāi)江，在此江段江段有大量冰排涌上沿岸，在河口鎖壩工程前方，冰排更是形成了長(zhǎng)2公里、寬50米、最高疊峰約5米冰壩，經(jīng)過(guò)觀察鎖壩在冰排的撞擊下未發(fā)生嚴(yán)重變形，有效的阻止冰排對(duì)河岸兩側(cè)的撞擊。防止了內(nèi)汊的繼續(xù)擴(kuò)大，有效保護(hù)了岸基及其附屬建筑物，保護(hù)了人民財(cái)產(chǎn)安全。

結(jié)束語(yǔ)。鎖壩有效堵汊支流，防止汊道演變?yōu)橹髁饕鸫蟮暮觿?shì)變化，鎖壩工程抗冰排撞擊能力強(qiáng)，固床效果好，施工相對(duì)簡(jiǎn)單，在黑龍江水系航道建設(shè)工作中有著廣泛的應(yīng)用前景。

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