插砌石谷坊坝的特点及施工技术

1、插砌石谷坊坝的特点及施工技术四一-27中国水土保持.qWCC2000年第4期插砌石谷坊坝的特点及施工技术(专龙满族自治县水土保持生态环境建设局,河北专龙县066500)si关键词谷坊;插砌石蛔;河北青龙县土俦.秸祷钌伙结枸.工,为2饪摘要河北青龙县在多年的水土保持实践中,在石质山区创造的一种插砌石谷坊埙,与土坝厦干砌石蛔相比.具有坝体稳固,抗冲消能好,蝈顶可过水,坝体断面小占地少,施工简单,省料省劳且不受季节限制等优点,得到广适应用和推广在全县平均次雨量312rnrn,点雨量524rnrn的情;KT,该县所建插砌石谷坊完好率选94%中圈分类号S157文献标识码B文章编号10000941c200

2、0)04002802沟道工程是水土保持的最后一道防线,谷坊是重要的水土保持沟道工程之一.河北省青龙县经多年的水土保持实践,创造出的插砌石谷坊坝以其独具的特点在青龙县得到了广泛应用.1插砌石谷坊坝的优点1984年8月9】1日,青龙县连降3日暴雨,全县降雨量均在312mm以上,其中南部最大降雨量达524mI11.全县发生特大洪水,总损失达1438万元据灾后调查,全县20世纪6070年代修建的128座谷坊坝中,干砌石谷坊坝46座被冲毁32座,完好率为30.4%;插砌石谷坊坝82座,被冲毁l4座(其中人为破坏9座,质量差5座),完好率为82.9%,除去人为破坏,完好率达94%;利峪村7座插砌石谷坊坝,

3、坝顶过水1.72.3m,均完好无损.此后,插砌石谷坊坝受到普遍重视并得到大力推广.经分析发现插砌石谷坊坝具有以下优点.(1)坝体坚固,抗冲消能好,坝顶可过水,从而减少了防护设施.插砌石谷坊坝是用大块石做面石,小块石做馅,大小块石立插而成.插砌结果使每一块石头与上下左右前后相邻的石块互相咬紧,石块问的压力很大,而石块间的摩擦力又与压力成正比,故石块与石块之间的摩擦力相当大,又由于插砌石紧卡在两岸岩石或坚硬的土壤里,利用了两岸对坝体的挤压作用,使插砌石承受一定的水压力.因此坝顶过水时,溢流洪水均匀分布于坝面,溢流水深相对较小,加上坝面插砌石极为粗糙,消减了大量的水能,分散,减弱了水流对坝脚的冲刷.

4、本县修建的500余座插砌石谷坊坝坝脚均无明显冲刷,所以不需加设溢水口和护坦,海漫等设施.(2)断面小,省料,省劳,省资,减少了占地面积土坝和以往的干砌石坝为了维持坝体稳定,需要把坝坡修得很缓,坝体断面很宽,而插砌石坝则不同,坝体公顷砌石量约需200m3,可见工程巨大另一种方法是"尾端上翘法",即按等高要求将上一地块的下段,与下一地块的上段整理成一个地块.这种方法虽然其挖填方量较"本块挖填法"小一些,但几乎全部破坏了原有已趋稳定的土坎,施工难度大,极有可能因一块地的施工质量问题,在第二年洪水季节被冲毁,并形成连锁反应,造成更严重的水土流失.看来,把粗放梯地

5、改造成水平梯地有一定的难度.2.2排水沟内侉沉沙凼笔者通过考察,发现群众采用了一种工程量很小,但却能拦住大部分流失土壤的措施在这种梯地的每条排水沟内,视地块长度挖12个沉沙凼.流失的泥沙大部分可沉积在沙凼内,农闲季节再挑还到地块的缺土部位.沉沙凼的容积,可按集流面积和地块的侵蚀模数来确定.坡度为12为例,每1h梯地的年侵蚀量近40t,以每it沙体积为1作为容积扩大安全系数来设计沉沙凼的容积,则每Jhn粗放梯地只要挖总容积为40mj的沉沙凼即可.沉抄由的形状,因地而异,一般为长方体,也可挖成圆窖形,或挖成不规则形状:沉沙凼的深度以1.217m为宜,浅了沉不了沙,深了不易起沙.沉沙凼的出口应略高于

6、排水沟沟底,如石料丰富,可用石块砌筑,否则需要夯实,防止被水冲毁.据观测,沉沙凼可拦蓄流失泥沙的60%70%.这种施工简易,费少救宏,能解决粗放梯地水土流失问题的水土保持措施,值得大力推广2.3综合措施在挖沉沙凼的同时,还可在横坡的地边(临坎面)用堆秸秆的方法,将它改造成倒横坡,这样可避免降雨径流冲刷土坎,达到减少流失的教果;还可以结合地膜覆盖种植技术,在粗放梯地上实行地膜覆盖种植,以减少地表冲刷如果把挖沉沙凼,改倒坡和地膜覆盖三者结合起来,则粗放梯地的水土流失,必将得到控制,使这类梯地能够持续利用.收稿日期19991110(责任编辑张智民)第4期赵风华等:插砌石谷坊坝的特点及施工拄术?29具

7、有一定的整体性,稳固性,抗冲能力强,坝坡比土坝和干砌石坝陡得多,坝体横断面宽度也窄得多,减少了占地面积,节约了大量物料和劳动力,缩短了工期,节约了资金.(3)就地取材,充分利用劳动力,加快了荒沟治理进度石质山区有丰富的石料,插砌石坝可固地制宜,就地取材;砌石不需要复杂的施工机械和设备,便于山区施工;施工不受季节限制,可充分利用农村劳动力,在农闲时组织施工,解决了劳动力短缺问题,加快了山区小流域综合治理的速度.2插砌石谷坊坝的结构插砌石谷坊坝由防冲齿墙,坝面和过滤心体组成(见图i).防冲齿墙为背水坡面的地基部分,一般为宽,深各1m的插砌直墙.坝面又分迎水坡,背水坡和坝顶三部分.迎水坡坡比一般为1

8、:02,坡面墙底宽0.8m,顶宽0.5m.背水坡坡比一般为l:1,坡面墙底宽1m,顶宽0.5ITI.坝顶为弧型,宽度一般为坝高的07倍.过滤心体为两个坡面的中间部分,用小石块或河卵石堆砌而成,横断面接近于梯形图1插砌石谷坊坝断面图(单位:m)3插砌石谷坊坝的施工3.1放线在沟道两岸的相应高度(谷坊坝的高度)上放下顶宽的两条线,一般用8号或l0号铅丝,两端用钢钎固定在山坡上(称为顶宽线).然后在每一根铅丝的两端用稍细一点的铁丝拴好迎,背水坡的坡面线并固定好两铁丝中问拴好施工的水平线绳,按施工线的位置施工.见图2.3.2清基清基按以下步骤进行:(1)清岸基在谷坊坝两岸的背水坡,必须清到基岩上,宽度

9、与背水坡面的砌墙宽施工线_一连水坡线坝线河答直度+施工拽1I图2插砌石谷坊坝施工放线图(单位:m)度相同,以备坝面插砌石嵌入,使谷坊与沟岸紧密结合.(2)清地基.清除谷坊坝体底部地面上的表土,草皮,树根等易腐烂物.(3)清防冲齿墙基.在谷坊坝的背水坡面基线内侧,如遇基岩可不必下挖,如遇活土层则应下挖深lm,宽1.2m的沟槽.3.3选料(1)所需的石料应新鲜坚硬,不能用风化石和炮崩有裂纹的石块.(2)面石最好为长条形,有大小头,石块长30-50cm,用在最底层的面石.要求大些.(3)馅石用在面石的内侧,分为三类,第一类长3040C122,第二类长2030m1,第三类为长1020C122的河卵石.

10、(4)过滤心体采用的石料用钉耙从河滩收拢来的卵石或坚硬的炮渣石即可.直径不小于10m1.3.4坝体砌筑砌筑是插砌石谷坊坝修建的关键环节.砌筑时应注意以下几点:(1)背水坡面从防冲齿墙底开始,迎水坡面从清基的地面开始砌筑.(2)背水坡分两层砌筑,第一层选择最大的块石,石头大面朝下放稳,上口不挤紧,留缝,不找平;第二层砌筑时,一律大头朝上-,J,头向下,插A第一层的上口,有多大的口就选择多大的面石.一行一行向上砌,上下插缝,挤劲大,愈压愈紧.面石一律垂直于坝面摆放,坡面外侧不许用垫石,以防坝顶过水时垫石被水冲走而垮坝.插砌石坡面必须与两岸的岩层卡紧卡死,整个坡面砌筑检验的标准是用手抽不掉任何一块面石为合格.(3)馅石紧跟在面石的里面