黃河搶險新技術“餃子網埽”的研究與應用

□段麗娜 □段麗燕 □馬軍旗

（1河南省白龜山水庫管理局；2開封黃河河務局；3開封第一黃河河務局）

1 傳統黃河埽工的特點及缺陷

黃河是一條多泥沙河流，因下游河道“寬、淺、散、亂”，主流擺動頻繁，極易形成“斜河、橫河”，在中常洪水下常出現根坦石下蟄塌陷、土胎坍塌等險情。根據這些險情的不同，搶險方法有拋散石、推拋鉛絲籠、拋柳石枕、柳石枕廂等。

黃河是祖國的母親河，黃河的防汛抗洪事關重大，歷史上治黃工作者因地制宜、因勢利導不斷探索治河防洪的新方法、新措施、新結構，抵御了一次次險情。黃河廂埽由老河工多年的經驗總結而成，以柳（秸、葦）石為主體，以繩、樁分層連接成整體的一種輕型水工結構。它主要用于壩垛墩蟄險情的搶護、堤岸嚴重崩塌處搶修工程和水中進占修筑壩體，是黃河治理、搶險不可缺少的一部分，黃河廂埽在黃河治理中發揮了巨大作用。然而，縱觀多年來的治黃歷史，我們不難看到，由于受社會、經濟、技術、材料等多方面因素的制約，黃河埽工這一古老建筑不僅發展相當緩慢，而且十分脆弱。

隨著社會的發展，大量機械化設備的使用，人機配合搶險成為必然趨勢。使用傳統的廂埽搶護壩岸或堤防坍塌險情存在一定缺陷：速度慢、需用勞動力多，勞動強度大，機械化設備利用率低；在搶護過程中家伙樁使用不當或河勢發生變化容易跑埽；遇大水漲落，極易出現掉蟄、掉塘和栽頭入水等情況，往往造成重大險情。很多堤防出險決口大多是跑埽或埽體掉蟄所造成；在楊、柳秸料缺乏時，使用稻草、麥秸做埽時，由于料短，不易綁扎容易跑料，埽體制作難度大；傳統廂埽制作呆板，層石層柳，層層疊壓，搶護速度慢。

2 餃子網埽的研究

2.1 研究方法

采用類比分析方法，分析傳統黃河埽工材料性能、施工工藝、搶險效率等方面存在的不足，在對比傳統黃河埽工基礎上，研究了新型的餃子網埽壩垛護岸結構型式；然后采用理論推導分析方法，根據河流動力學、河床演變學、水力學、土力學等理論對餃子網埽的承受荷載、抗浮性、耐腐性及穩定性進行分析；最后根據模型試驗及工程應用情況對餃子網埽的防護搶險性能、施工工藝、經濟效益等方面進行論證完善、優化。

2.2 研究思路

研究理念：改善不足、克服缺陷、經濟安全、就地取材。

材料選擇：根據當地情況就地選取各種長短料物，料物性能要具有柔韌性好、適應河床變化且經濟實用、勞動強度低的特點。

施工工藝設計：克服傳統工藝層柳層石嚴格要求，減少勞動人員、降低勞動強度、加快搶護速度、提高機械設備利用率、保證搶護質量；針對廂埽、籠、枕優缺點反復進行對比分析，避免跑料、仰臉、跑埽等現象。

穩定性研究：根據埽體受力，對其繩纜的抗拉強度、埽體的抗浮性、抗傾性、抗滑性進行穩定分析。

反復試驗完善：在每年汛期，黃河堤壩出險險情時用研究的埽廂埽進行搶護，在搶護過程中對材料的選擇、施工工藝、穩定性進行評價分析，完善優化。

2.3 結構設計

根據多年搶險實踐經驗，對傳統埽體材料進行仔細的研究，借鑒鉛絲籠的“網片”原理，使用麻繩編制網片，用大核桃纜繩編大筋，大筋作為底勾繩使用。在汛期前編制網片，網片的規格一般為長20m、寬15m。網片的兩頭各有一個長寬各5m的耳朵，間隔2.50m編制縱橫網綱一條，縱網綱共9條全部使用大麻繩（大核桃繩），在網片外伸出5m（便于結繩），做底勾繩使用，一頭拴在頂樁上，一頭放置在樓廂船上，當埽完成后全部摟回；橫網綱共7條，除中間的一根使用雙大核桃繩以外，其余全部使用小核桃繩，中間的一根橫網綱，兩頭在網外各伸出5m，便于結繩，做龍筋繩使用。織網所使用的繩為小麻繩（鏈子繩），網孔徑大于鉛絲籠的孔徑，其孔徑為0.40m×0.40m的斜正方形，解扣為死扣，繩為軟體，扣與扣之間不能滑動，繩的使用是埽與枕的結合產物。網片的制作設計是在傳統的柳石摟廂底網基礎上進行了優化，它借鑒鉛絲籠的原理，吸取埽與枕的優點，網片孔徑大小設計合理不易跑料，通過試驗（或計算）網繩材料耐腐性、承壓性較好，能滿足防洪抗沖蝕要求。

“餃子網埽”不分層，對每層料物長短無特別要求，可因地制宜就地取材選擇料物，既節省時間又切實可行，在壓秸料時用黏土代替石料，可降低工程費用，在做埽過程中，所有秸料全部是用底網捆接在一起，因為料物在大網兜里下料，無論秸料長短都能避免在做埽過程中跑埽、跑料現象。

2.4 餃子網埽的創新點

首次以底鉤繩、龍筋繩與繩網有機組成完整的網片，有利于搶險料物形成整體，克服了傳統做埽中材料的散失，提高了搶險料物的利用效率；可充分利用當地農作物秸桿和土料，在保障搶險效果的前提下，拓展了搶險料源，降低了搶險成本；網片就位后，可直接利用大型機械施工上料做埽，具有搶險速度快、勞動強度低、搶險效率高等特點。

2.5 餃子網埽與傳統搶險比較

傳統柳石摟廂進占，是黃河河道工程水中筑壩一直沿用的較為有效的進占方法，但是其單靠人工作業的方式速度慢、效率低，常會貽誤進占最佳時機，已經不能適應快速、高效的搶險需要。“餃子網埽”險情搶護速度快，取材容易，節省資金，能有效的利用機械化設備搶險。而且適用范圍較廣，可以在搶大險、堵口時使用，機械利用率較高，填料時可以不分層，料物可以混合使用，搶險速度快（見表1）。在柳園口險工39壩4支壩搶險時，節省資金5萬余元。

表1 傳統網埽與餃子網埽搶護1 m3險情用工用料對比表

“餃子網埽”是對黃河搶險一種新的嘗試，黃河下游花園口到高村河段不完全統計約有險工36處，控導工程58處，工程靠流幾率80%左右，用研究的“餃子網埽”搶險粗估可節省費用400萬左右，所需人力為原來的1/6，所用時間為原來的1/8。“餃子網埽”也可以用到其他類似游蕩型河段上進行險情搶護。

“餃子網埽”搶險措施料物易保障，操作易掌握，效率高，成本低，綠色環保，有廣闊的發展前景。機械化操作，使用勞動力少，料物容易從當地獲得，對維護人與自然和諧相處有一定意義。

3 應用情況

2011年7月1日13時55分，黃河柳園口險工39壩4支壩YS+130～YS+150迎水處受河水大溜沖刷，導致壩岸嚴重坍塌，壩基土胎坍塌長度為20m，寬度為7m，出現壩基坍塌入水，土胎外露險情，出險體積為684m3，出險長度達20m，且河勢大溜正沖刷出險部位，在這種情況下，利用餃子網埽進行險情搶護，用了1 h就完成了埽體，險情很快得以控制。如果用傳統方法做埽需要8 h，搶險速度提高了8倍，并節省了大量的人力、物力、財力。

4 結語

黃河水沙特點，演變特征、整治方法在世界上是獨一無二的，黃河的防汛搶險措施也是具有特色的，傳統的黃河埽工是黃河上獨有的一道風景線，“餃子網埽”是在黃河埽工基礎上的創新，從底網的制作、料物選取、施工工藝上有別于黃河埽工又優于黃河埽工，目前從經濟、技術、安全方面對比，此類措施比國內外已有的柳石摟廂、柳石混廂等類似的搶險方法均有一定的優越性。而且搶險效果好，對控制河勢引導主流具有積極作用，有利于游蕩型河段整治，推動了黃河中下游國民經濟發展。

[1]徐福齡，胡一三.黃河埽工[J].人民黃河,1984（4）.

[2]艾廣武，云素芳.黃河埽工在搶險中的應用[N].黃河報，2009.