刘美玲 马军旗:移动笼枕抢险技术研究

一、概述

   随着治黄事业的发展，越来越多的大型机械设备投入到抢险工作中，大大提高了抢险效率，减轻了人工作业强度。本次主要研究如何应用新材料、新技术，对坝岸根石走失、堤防决口等重大险情实现移动笼枕快速抢护。当河道工程坝岸受急溜顶冲，根、坦石墩蛰入水，土坝基坍塌严重时，目前国内传统上一般采用柳石搂厢埽或柳石混绞埽进行抢护。待埽抓底后，埽外抛枕护根，后用机械抛石，恢复坝坦。这种方法虽然比单纯用石料抛护节省，但是存在柳料的需求量大，抢险现场无法满足险情发展需要的难题。针对大型机械化水中抢险的实际问题，吸纳总结多年来传统的柳、石水中抢险等技术，不断探索防汛抢险新思路、新材料、新方法，采用移动笼枕抢险新技术。

二、项目研制背景

   为了解决抢险中软料供应难和抛石费用大、且铅丝笼与土结合不好等问题，我局技术人员进行了笼中用土工布包土水中抢险试验。这种方法一是解决了工程抢险中柳料供应难的问题，二是移动笼枕代替铅丝笼抢险，使笼与土胎结合更密实，达到闭气保护土胎防冲流失的效果，又节约了抢险费用。满足了防汛工作的需要，是减灾防灾的重要措施。

（一）项目研究的总体目标

   移动笼枕主要用土料代替石料、柳料，对坝体土胎下滑、根坦石走失等险情进行抢护。移动笼枕主要是可现场制作，工艺简单，随装随抛，可以克服料源紧缺的难题。因其抛投体积大，整体性好，不易被水流冲走，稳定性强； 且移动笼枕主要材料为土料，可塑性强，能起到落淤、闭气的作用，牢固地与坝体土胎、坝前河床结合为一体，迅速固土闭气，加快了抢护速度，险情在较短时间内得以缓解控制。

   该技术的研制成功可以解决以下难题：（a）使用移动笼枕修筑的坝体不会发生坝体下蛰；（b）在工程靠溜后不会发生坝体猛蹲猛蛰险情；（c）保护树木，节约绿色能源，有利于保护生态环境；（d）机械化施工能提高施工效率；（e）采用移动笼枕抢险技术筑坝施工工艺简单、操作方便、易于一般施工人员操作、技术便于推广。

（二）项目研究具体内容

1．利用土料单价低，土源丰富的特点，来代替柳石料受料源和单价影响，节省投资、保护环境的问题。

2．研究笼枕怎么与土坝基、河床结合紧密，可塑性强，能够迅速固土闭气的问题，解决柳石抢护闭气困难的缺点，避免跑埽的可能。

3．研究分析移动笼枕的制作方法，解决传统柳石抢险施工技术复杂、技术要求较高、施工效率低的缺点。使其抢险工艺简单，易于掌握，操作方便，抢险效率高。

4．考虑机械化施工，抢护速度快。

5．应用效果分析评价

（三）项目原理

   利用土工布单价低的特点，以自卸车做载体，用土工布包土封口，再由铅丝笼从外捆扎，铅丝笼与土工布之间也可铺设柳料，从而更好的使铅丝笼与土料、柳料相结合，从而节时省资，操作方便。

（四）移动笼枕的制作过程

（1）笼片制作：

   用8＃铅丝做网筋，１２＃铅丝做网片，做成３０ＣＭ网孔的网片，笼片做成１０m３和４m３两种；10m3笼的规格：4×2×1.25，4m3笼的规格：2×2×1；此笼由自卸汽车配合使用。

（2）移动笼枕罐装步骤：

(a)首先把编织好的铅丝笼网片四角绑扎铺设在自卸汽车上；

（b）把土工布铺设在铅丝笼上形成一个载体；

（c）用挖土机把土倒在设置好的土工布上。

(d)当土达到适宜的高度时，将土工布四面封接，然后再将铅丝笼封口，封口的间距为0.25～0.30M封扎一道即可。

   移动笼枕也可先在铅丝笼网片上面铺设一层柳料，再铺设土工布、倒土、封笼，这样可以将柳料与土料相结合，提高落淤闭气的作用，牢固地与坝体合为一体。

（五）施工方法

（1）首先平整施工场地，查看河势情况，探摸水深、河底土质情况；计划做移动笼枕的宽度，其宽度可根据水深而定，一般宽度为4～6米。

（2）移动笼枕操作步骤：

(a)选定自卸汽车停放及抛笼位置；
(b)岸上要有专人指挥自卸汽车倒卸笼枕，使自卸汽车能够准确地把笼抛到位置；
(c)抛笼时先下游后上游或者层抛，使笼体层层上垒稳步进展；
(d)及时在坝体的迎水面抛笼枕护脚，然后再抛散石护坡，在坝体的上垮角关键部位抛石笼固根，使坝体更加稳固。

（3）施工时注意事项：

(a)装笼必须装满，笼口一定要捆扎牢固；
(b)现场指挥人员必须精干，协调好卸车、松绳等各项工序；
(c)防止自卸汽车挂笼，有条件的可以采取防护措施，确保施工安全；
(d)在施工中根据实际情况确定抛4m3笼和10m3笼。

三、项目主要创新点:

   移动笼枕抢险技术应用的主要创新点为：

1．移动笼枕代替柳石搂厢、柳石枕对土坝基坍塌险情进行抢护，减少了柳料和石料投入，节约了投资；同时节约了绿色能源与矿产，从而保护了生态环境。

2．移动笼枕的主要材料为土料，与坝基、河床属同一介质，可塑性强，能够迅速固土闭气，与土坝基、河床结合紧密，解决了柳石抢护闭气困难的缺点，避免了跑埽的可能。

3．移动笼枕解决了传统柳石抢险施工技术复杂、技术要求较高、施工效率低的缺点。其抢险工艺简单，易于掌握，操作方便，抢险效率高。

4．移动笼枕抢险机械化程度高，节约了人力，降低了劳动强度，体现了“以人为本”的思想理念。

四、移动笼枕抢险技术的应用及效果

   通过2006年9月30日在王庵控导工程抢险现场进行的 移动笼枕进占试验。该笼枕具有制作工艺简单，随装随抛，可以克服料源紧缺的特点。通过2007年4月11日在王庵控工程3坝进行再次试验，移动笼枕具有整体性好，不易被水流冲走，稳定性强并能牢固地与坝体土胎、坝前河床结合为一体，迅速固土闭气，加快了抢护速度，险情在较短时间内得以缓解控制，主要效果有以下几点：

1．用移动笼枕水中抢险代替柳秸料水中抢险，也是我们把传统的抢险技术向前推动了一步，无论在使用工具、料物和结构方面都有所改进，使之更加科学合理，符合现在生产现代化的发展。

2．充分发挥了现有机械化的效能，提高生产效率，减少了人员劳动强度，实现了机械化施工一条龙作业，能够加快施工进度，保证施工质量，减少工程投资，特别是黄河渡讯抢修坝岸工程，更是适应。

3．移动笼枕抢护能保证坝基的抗洪强度；若干年后工程不会再发生土坝基墩蛰险情，从而减少了抢险费用，减少了人力和物力。

4．不会再发生溃膛险情，增加了坝体强度，减少了险情的发生；主要原因是把原来的柳石枕和柳秸料厢体变成了土袋笼，所以从根本上解决了该险情发生的根源。

五、成果产生效益分析

（1）施工方法分析

   使用移动笼枕抢险能有效地采用机械化施工，施工方法简便，一般施工人员都能操作，施工效率高。传统的柳秸料水中抢险采用的是人工施工，施工技术复杂，技术要求较高，如施工方法不当在抢险中会跑埽，施工难度大，施工效率低。

（2）施工料物组织分析

   移动笼枕抢险的主要料物是土，在坝址附近施工交通方便的位置选择土场，土源丰富，单价低，便于施工。采用柳秸料水中抢险主要的料物是杨柳料，料物组织难度大，备料数量不好控制，料物的单价较高，料物组织不能及时到位，特别是在夏天的高温天气杨柳料容易干，在使用中难度更大，不能达到料物湿料鲜用的效果。

（3）使用效果分析

   移动笼枕是用土工布装土料代替石料、柳料，对坝体土胎下滑、根坦石走失等险情进行抢护。且移动笼枕主要材料为土料，可塑性强，经过试验也可在铅丝笼网片上添加一层柳料，然后再铺设土工布，这样更能起到落淤、闭气的作用，牢固地与坝体土胎、坝前河床结合为一体，迅速固土闭气，加快了抢护速度，险情在较短时间内得以缓解控制，效果将更加明显。

（4）机械化设备使用情况分析

   使用移动笼枕抢险能够有效利用挖掘机、推土机、铲运机、自卸汽车。使水中抢护筑坝能够全部达到机械化施工，有效提高施工效率；但柳秸料水中抢护它是靠人工修筑，大部分机械设备不能发挥作用，在现代化建设中不能较好地使用机械设备，不符合我国现在的国情，阻碍着社会生产力的发展。

（5）施工单价分析

移动笼枕直接费用表（100m3）

编号	名??? 称	单 位	数量	单价（元）	合计（元）
	直接费				9124.85
1	人工费				1026.4
	民工	工时	400	2.11	844
	技工	工时	40	4.56	182.4
2	材料费				7960
	土方	M3	100	20	2000
	铅丝	kg	400	3.5	1400
	土工布	m2	500	9.12	4560
3	机械使用费				1389.45
	装载机	台时	3	213.05	639.15
	自卸汽车	台时	6	125.05	750.3

柳秸料进占直接费用统计表（100m3）

编 号	名?? 称	单 位	数量	单价（元）	合?? 计 (元)
	直接费				12357.86
1	人工费				1194.8
	技工	工时	80	4.56	364.8
	民工	工时	320	2.11	675.2
	船工	工时	40	3.87	154.8
2	材料费				10620
	石料	M3	25	166	4150
	柳料	kg	14400	0.3	4320
	麻绳	kg	225	6	1350
	木桩	根	100	8	800
3	机械使用费				543.06
	推土机	台时	1	104.96	104.96
	装载机	台时	1	213.05	213.05
	自卸汽车	台时	1	125.05	125.05
	搂厢船	台班	1	100	100

（6）环境效益分析

   由于近几年标准化堤防建设，堤防上树木全部更新，不管是群众或是堤防上软料难以组织，采用笼枕代替柳秸料，能大量节约杨柳料的使用，一方面可以解决软料难以组织的问题，另一方面减少树木损坏，有利于树木的生长，美化环境，净化空气，保护了生态平衡。

（7）经济效益分析
   使用移动笼枕水中抢护的投资要比柳秸料水中抢护的投资要少，费用可降低15%左右，从经济上考虑，使用移动笼枕代替柳秸料水中抢险也是可行的。

   随着社会的发展，机械化程度的不断提高，传统的工程抢险技术远远不能适应现今社会的发展，采用新的工程抢护工艺代替传统的工程抢险技术，是现今社会发展的趋势。

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