土工包技术在海漫及防冲槽中的应用

吴晓明

(辽宁省铁岭市水利工程规划设计技术审核中心，辽宁 铁岭 112000)

土工包技术在海漫及防冲槽中的应用

吴晓明

(辽宁省铁岭市水利工程规划设计技术审核中心，辽宁 铁岭 112000)

小土工包防冲刷结构与传统的抛石防冲槽和齿墙防冲槽相比，其抗冲刷能力更强。文章介绍了土工包在海漫及防冲槽中的结构形式，并将其与传统的传统的海漫、防冲槽结构形式进行对比，以土工包技术在王家湾橡胶坝消能设施改造工程中的应用为例，表明此项技术值得进一步推广。

土工包；雷诺护垫；橡胶坝；防冲槽；海漫；应用

土工包是新兴起的材料和技术，该技术的优点是：①就地取材，可通过河道清淤疏浚得到；②施工快捷、成本低廉；③在水流、波浪、潮汐等影响下仍能较精确定位；④土工包体积大，易于形成稳定结构，避免被水流冲走；⑤土工材料及其内充填物不会被腐蚀；⑥环保[1]。

1 工程概况

王家湾橡胶坝工程位于辽宁省沈阳市浑河干流上，是拦河蓄水灌溉、抬高水面美化环境、改善城市自然景观，开发旅游的水利工程。王家湾橡胶坝为充气式橡胶坝，共分6跨，总长401 m，坝顶高程46.5 m，坝高3.5 m，泄流净宽396 m。橡胶坝洪水设计标准为重现期50 a一遇，50 a一遇设计洪峰流量为4 074 m3/s，王家湾橡胶坝工程等别为Ⅲ等，建筑物级别为3级。橡胶坝工程于2004年10月竣工。

橡胶坝管理房建在右岸，右岸一孔为调节橡胶坝水面经常塌坝，坝下设计底流消能，采用二级消力池结构，其余坝段采用面流消能，一级消力池结构。根据橡胶坝工程安全运行要求，坝顶溢流深度≤50 cm，通过计算，王家湾橡胶坝安全运行溢流量不超过247 m3/s，超过这一流量，橡胶坝右岸一孔进行塌坝泄流，气坝塌落不像水坝塌落那样可以随意调节塌落高度，直接塌落到坝地板43.0 m，气坝也不能在动水中充气，只有等到坝上无水后，才能重新充气蓄水。这就使橡胶坝在汛期很难维持正常的水面高度，满足不了城市景观用水要求。另一方面，在灌溉期间，橡胶坝上游大伙房水库放水，流量大约在200～400 m3/s,当流量超过247 m3/s时，橡胶坝右岸一孔塌落到坝地板43.0 m，不能保证水面高度，满足不了下游灌溉用水要求[2]。

2 消能工程改造设计

在节省投资的大前提下，既要保证橡胶坝及河道安全，又要满足灌溉用水和景观用水的需要，充分利用原有建筑物，采用水坝和气坝相结合的方式，将橡胶坝原来6号坝段(左岸边上)改为2孔充水式橡胶坝，其余坝段仍为充气式橡胶坝。充水式橡胶坝总长66m，每跨32.5 m，中间设1 m厚中墩。

常用的海漫及防冲槽结构形式有：

1)干砌石海漫，一般由直径>30 cm的块石砌成，厚度为0.4～0.6 m，下设碎石垫层10 cm，抗冲流速为3～4 m，海漫后设抛石防冲槽，这种海漫形式在北方地区已经基本淘汰。

2)浆砌石海漫，采用直径>30 cm的块石和50、80号水泥砂浆砌成，厚度为0.4～0.6 m，下设碎石垫层10 cm。抗冲能力强，但柔性、透水性差、冻胀能力差，内设排水孔和反滤层，抗冲流速3～6 m。海漫后设抛石防冲槽。浆砌石海鳗应用也越来越少。

3)雷诺护垫海漫，采用厚度为50 cm的雷诺护垫，下设10 cm砂砾石垫层，垫层下铺设400 g/m2无纺布，其柔性好，抗冲能力强，具有天然的透水性能，雷诺护垫后设抛石防冲槽[4]。

4)雷诺护垫+土工包海漫，采用厚度为50 cm的雷诺护垫，下铺设半径为1.09 m半圆形土工包，其整体结构性好，柔性好，抗冲能力强，具有天然的透水性能，尾部设一个垂直水流的小土工包代替传统的防冲槽，能有效防止水流淘刷海漫。

王家湾橡胶坝运行时坝头水头很高，对下游消力池以及海漫冲刷严重，改造前采用的模袋混凝土海漫被冲毁，消力池也基本淘刷损毁，所以这次王家湾橡胶坝改造设计中，海漫采用雷诺护垫加土工包相结合的技术，如图1所示。雷诺护垫海漫是利用钢丝网垫充填块石，表面糙率较大，结构呈蜂窝状，具有很强的消能效果，抵抗浪击能力强，块石受箱体的限制，整体性较好，雷诺护垫下铺设大体积土工包，易于形成稳定的结构，能够很好地适应地基变形，不会削弱整个结构，不易产生垮塌、断裂等破坏。海漫尾端利用高强度无纺布连接一个小土工包，小土工包施工时水平铺设，运行时随着河水冲刷，小土工包受到河水冲刷逐渐下沉，直至下沉到冲刷底线，最终稳定，高强度无纺布具有较好的强度、透水性，能有效的截留土颗粒、细沙，以保持工程的稳定性。

图1 海漫结构布置图

3 海漫结构形式

顺水流铺设30排半圆形土工包，土工包长度为49 m，半径为1.09 m。然后垂直水流铺设3排，长度为66 m，半径为1.09 m。土工包上部铺设0.5 m厚雷诺护垫。在垂直水流土工包第二排搭接高强度无纺布，后接一个垂直水流小土工包。高强度无纺布长度为6.29 m，宽度为66 m，小土工包长度为66 m，直径为1.2 m。

土工包材料为p-p高强度编织布与工程无纺布的复合体，将材料平铺于地面，用废弃编织袋装砂砾石做半圆形，边做形边填筑砂砾料，最后接口采用专用缝纫机进行双线缝合连接，且采用防化学紫外钱的缝合线。缝合时最小宽度10 cm。土工包施工大样图如图2所示。

图2 土工包施工图

4 结 语

雷诺护垫下铺设土工布的海漫结构与传统的浆砌石、干砌石海漫相比具有良好的整体性和抗冲能力，雷诺护垫下铺设土工包的海漫结构比常规雷诺护垫海漫相比具有更好的整体性和抗冲能力。

[1]刘新，黄伦超，张韬.雷诺护垫在海漫及防冲槽中的应用[J].水道港口，2009,30(03)197-200.

[2]王俊玮，何子峰，曹春顶.雷诺护垫在北方水利工程中的应用前景[J].黑龙江水利科技，2009,37(01),165-166.

ApplicationofGeocontainersTechnologyinApronandAnti-scourTrough

WU Xiao-ming

(Liaoning Province Tieling City Water Conservancy Project Planning and Design Technical Audit Center，Tieling 112000，China)

Compared with the traditional riprap anti scour wall slot and tooth erosion trough，the small geocontainer has stronger ability to resist erosion.This paper introduces the application of geocontainers in apron and anti scour structure in groove，and compares it with traditional apron，anti punching structure，taking the geocontainer technology in Wangjiawan rubber dam energy dissipation applications in renovation project as an example，shows this technology is worthy of further promotion.

dissipation of energy engineering；geocontainer；Reynolds mat；rubber dam；erosion trough；apron；application

1007-7596(2014)12-0057-02

2014-07-06

吴晓明(1980-)，男，辽宁普兰店人，工程师。

TV85

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