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冰上石笼沉排施工在工程中的应用 　　1 冰上石笼沉排工程的试验研究 　　松辽流域冬季漫长寒冷，夏季温湿多雨，这种气候特点，决定了东北地区水利工程的施工期非常短，同时不少大江大河的险工段长年处于水位变化区域，常规的防护方式无法满足大规模河道治理的需要。 　　1991-1994 年，松辽水利委员会科研所、吉林省松原市水利水产局、吉林省扶余县水利局在松花江扶余段进行了《深水冰上大面积土工织物沉排技术研究》获得了成功。研究立足于险工河段的治理，以现场工程试验和观测为主，结合理论分析，科学地提出了该技术的设计方法和施工工艺，为江河的护岸增添了一项新技术。 　　项目针对传统江河护岸方法中存在的问题和大量险工护岸的需要，利用北方河流冬季结冰的特点，以现场工程试验和观测为主，结合理论分析，研究出质量好、技术先进、造价低、施工快的护岸新技术。主要研究排体结构、铺排和可靠的沉放技术。冰上大面积和深水沉排，对排体结构的特殊要求是其具有良好的整体性和柔性。设计中采用了土工织物铺底层，上加压载并相互连结的基本结构，解决了反滤、防冲和排体稳定问题。压载根据工程要求采用厚0.30 m 的方形铁丝石笼和石笼网格加土袋。冰上沉排的最大优点是顺岸单块排宽可以很大，对护岸的整体稳定性和加快施工速度很有利。研究采用的单块排宽最大600 m，最小300 m，相应单块排体面积12 000 m2 和6 000m2。对沉排的剪力和稳定性进行了分析，确认足够安全。软排施工经严密组织，充分准备，采取了分段快速铺排、加强冰层温度和排体变形监测、均匀破冰、一定强迫整体沉放等技术措施，保证了大面积排体在水深13.4 m，流速1.2 m/s 条件下，达到基础均匀和顺利下沉就位的目标。成果已在4处险工护岸中推广应用，总护岸长度3 485 m，经过3 年和4 年运行，排体稳定，护岸效果良好，与原设计多柳枝压石和抛石护岸分别节省工程费25.7%和47.2%。成果经1994 年鉴定后，分别在松花江、第二松花江和辽河沿岸地区广泛推广应用，取得显著的经济社会效益。松花江干流有近百处险段，严重威胁着人民群众的生命财产和安全。因此，该项成果的应用前景广阔。 　　2 冰上石笼沉排的应用情况 　　1998 年松花江特大洪水发生后, 哈尔滨市水利规划设计研究院在“松干堤防应急渡汛防洪工程”设计引进了软体沉排新技术,应用在护岸工程上。其中，木兰县松干堤防护岸总长1 000 m，软体排面积20 000 m2，双城市松干堤防护岸总长2 150m,软体排面积56 000 m2;黑龙江农垦勘测设计研究院设计的黑龙江干流勤得利十三队卧牛口护岸工程、乌苏里江八五九东安护岸工程，两处护岸沉排面积共80 100 m2，分别于1999 年和2004 年完成，到2014 年底，所调查沉排工程运行状态良好。2002 年，松辽委嫩江右岸省界堤防工程建设管理局负责建设的嫩江右岸省界工程中，在嫩江右岸省界堤防工程的白沙滩险工护岸设计中，采用软体沉排铅丝石笼网格、沙袋压载的设计方案进行险工治理。该段险工长3.3 km，沉排横向长15 m，沉排面积为49 500 m2。工程2003 年3 月完工，经过1 年运行，由于嫩江水位变化较大，压载的沙袋在枯水期暴露在水上，使沙袋老化破裂严重，砂土被水冲刷流失。经过专家论证，在枯水位区域内，使用石块进行压载处理。此后经过10 年的运行，工程未出现任何河岸崩塌，尤其是2013 年嫩江大水后，该险工护岸工程完好。2008 年，在嫩江右岸省界堤防工程马蹄子险工护岸工程和半拉山泵站进水口护底工程，黑龙江省水利水电设计院，提出了格栅石笼软体沉排的方案进行该段险工治理和灌溉站进水口底部防护，两项工程2009 年完工。经过4 年的运行，防护效果显著，尤其是经过2013 年嫩江大洪水的考验，工程运行良好。 　　近年来，随着石笼沉排技术完善和外包材料的发展，这种冬季冰上石笼沉排新工艺、新技术，在松辽流域的河道险工治理和国境界河国土防护工程上得到了广泛的应用。延长了东北地区水利工程建设的施工期，满足了大规模水利工程建设的需要。实践证明，这种方法在近年来完成的护岸工程中防护效果比较好，并且在结构上更适用于东北独有的冻胀变形特点，适用于东北冬季施工。 　　3 石笼沉排工程设计要点 　　险工护岸工程结构由护坡段、固脚及其以下设护脚段。石笼沉排是河道险工护岸的组成部分，一般以河流多年枯水位为界，枯水位以下使用石笼沉排护脚形式，其上部用干砌块石、混凝土砌块等常规护砌形式。冰上石笼沉排由沉排固脚、排体组成。固脚体一般设计为钢筋石笼、干砌块石或混凝土结构;排体结构是由反滤布、沉排压载体组成。工程设计时，首先应进行河道险工位置地形图、纵、横断面图，造床流量及相应的流