1 實(shí)例工程簡介

    王庵控導(dǎo)工程位于開封縣袁坊鄉(xiāng)王庵村北，距開封縣城25km，王庵控導(dǎo)工程始建于1994年，共有壩、垛工程53道，上迎北岸大宮工程的來溜，下導(dǎo)溜至北岸古城工程。主流向南已達(dá)王庵工程前，并在-14垛南坐彎，沿-14垛連壩背河行溜。目前-27～-25垛、-14垛、4～5壩、13～33壩靠河，6~12壩不靠河，其中13～33壩靠主流。為滿足工程本身的要求以及適應(yīng)小浪底水庫清水下泄的需求，保證工程的完整，提高工程抗洪能力。

該工程的修建特別是鉛絲籠沉排壩對控導(dǎo)主流、穩(wěn)定河勢、保障防洪安全發(fā)揮了重要作用。

2 壩型比較與選擇
    黃河下游床沙的組成較細(xì)，河床質(zhì)粒徑D50=0.06～0.1mm，抗御水流的能力很差。由于河道的這種特殊性，一般而言黃河下游多選用散石沉排、鉛絲籠沉排、柳石枕沉排等。
    散石沉排實(shí)質(zhì)就是在坑槽內(nèi)填拋塊石加強(qiáng)工程的基礎(chǔ)強(qiáng)度和深度。但由于挖槽的寬度根據(jù)沖刷坑深度及水流沖刷部位的強(qiáng)弱來決定，單個(gè)塊石的重量有限，散石沉排體會隨著工程前沖刷坑的深度變化而變形，有出險(xiǎn)的幾率。
    利用傳統(tǒng)柳石結(jié)構(gòu)初始筑壩時(shí)，旱工部分一般挖槽深度2～3 m，水中進(jìn)占僅能修筑水底以上部分，一般水深2～5m，一次難以達(dá)到15 m左右要求的穩(wěn)定深度，所以運(yùn)用期間必需進(jìn)行搶險(xiǎn)加固。
   鉛絲籠沉排是利用鉛絲籠將散石集結(jié)為一個(gè)整體，增加了個(gè)體的體積與重量，減少了洪水來時(shí)對單個(gè)石塊的沖刷致其走失現(xiàn)象。經(jīng)比較分析我們采用鉛絲籠沉排體加固丁壩。
3 排體設(shè)計(jì)
   鉛絲籠沉排排體結(jié)構(gòu)是由反濾布、壓載、裹護(hù)體護(hù)坡組成。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)的選擇和穩(wěn)定性校核。
3.1 反濾布
   鉛絲籠沉排底層采用無紡?fù)凉げ甲龇礊V布，上層采用編織布以防止鉛絲及塊石刺破無紡?fù)凉げ?。反濾布既要滿足保土性、透水性，又要有一定強(qiáng)度。一般選用300ｇ／ｍ²的無紡?fù)凉げ甲龇礊V布，造價(jià)低且適應(yīng)性強(qiáng)，得到廣泛的應(yīng)用。
3.2 沉排壓載
    鉛絲籠沉排系用鉛絲編制結(jié)成網(wǎng)格的籠狀物體，內(nèi)填塊石，網(wǎng)格的大小以不漏填充的石塊為限。王庵根石加固工程鉛絲籠沉排設(shè)計(jì)采用8^＃鉛絲為籠筋，10^＃鉛絲編制成網(wǎng)格，并在結(jié)點(diǎn)處，上下左右用鉛絲連接起來，以增加石籠的整體性。
3.3 沖刷深度確定

護(hù)岸沉排，由于水流側(cè)蝕作用受到了限制，排腳處河床必然沖深，排腳伸出坡腳的尺寸，應(yīng)滿足河床沖至最低高程時(shí)排體坡度仍能維持穩(wěn)定，并很好地保護(hù)岸坡。
   采用潛壩的水流條件（阿爾圖寧公式）計(jì)算沉排前沖刷坑深度（△ｈ）：

式中：ν為壩前平均行進(jìn)流速44.4ｍ／ｓ；ｍ為沉排終止后的邊坡系數(shù)，ｍ＝2；α為沉排與水流夾角，α＝45°。
3.4 沉排寬度計(jì)算

式中：△ｈ為沉排前沖刷坑深度；ｍ為沉排終止后的邊坡系數(shù)，ｍ＝2 。

3.5 抗滑穩(wěn)定分析
排體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為：

式中：L2、L3為分別為斜坡段沉排長度與斜坡坡腳外沉排長度（ｍ）；α為坡角；ｆ_ｃｓ為沉排與坡面間摩擦系數(shù)；F_ｓ為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，取值不小于1.3。
3.6 沉排壓載計(jì)算

式中：ω為排體面積（ｍ^２）；ｈ為排體厚度（ｍ）；γ石為塊石容重（ｋｇ／ｍ^３）；γｓ為塊石比重。
4 工程施工
   河道工程的施工，就其施工大環(huán)境而言可分為旱工和水工兩種。旱工作業(yè)就是在黃河河道灘地上施工，傳統(tǒng)意義上的旱工作業(yè)除了工程主體的土方填筑之外，考慮到工程的穩(wěn)定，還要在灘面上用機(jī)械開挖一個(gè)坑槽并對坑槽進(jìn)行處理且沉埋防沖體或裹護(hù)體。該工程的鉛絲籠沉排壩施工即采用旱工作業(yè)。
4.1 施工工藝
   先用泥漿泵開槽（或用大型機(jī)械開槽），然后清理坑槽，開始鋪設(shè)土工織物（其中有紡布在上，無紡布居下），土工織物上鋪放一定厚度的柳秸料墊層，運(yùn)輸石料到基坑內(nèi)，開始裝籠作為壓載體，鉛絲籠沉排體施工完畢后，再在其上部覆壓土體即可。進(jìn)行施工時(shí)干擾因素小，修筑及防護(hù)方便，施工工藝也不復(fù)雜，易于操作，與傳統(tǒng)的柳石結(jié)構(gòu)比減少了柳秸料的運(yùn)用，有利于保護(hù)人類的生存大環(huán)境，這將是今后河道工程施工的一種趨勢。
4.2 施工注意事項(xiàng)
   采用泥漿泵挖槽時(shí)，要隨時(shí)注意土質(zhì)情況，校核土與布的摩擦系數(shù)和鋼筋數(shù)量，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)控制挖槽深度，必要時(shí)配以水泵排水。預(yù)制的鉛絲網(wǎng)片要用鋼筋作骨架，嚴(yán)格控制網(wǎng)眼大小。塊石裝籠時(shí)注意保護(hù)土工布，必要時(shí)可在土工布上鋪放0.1ｍ的沙土，石塊從下而上由小到大，籠口必須綁扎結(jié)實(shí)。