黄河控导工程根石走失成因、特点及防范措施
黄河控导工程根石走失成因、特点及防范措施
1.概述
近几年来，在黄河中小洪水情况下，控导工程经常发生根石走失、坦石坍塌，威胁控导工程的
安全。 控导工程一般按防御 4000-5000m3/s 流量设计的，而 2000-3000m3/s 流量下就频频出现
险情 。 很重要得原因是根石走失造成的，那么是什么原因造成了根石走失那，只有能清根石
走的原因，才能采取相应的加固措施，才能确保控导工程安全。
2.根石走失的原因
2.1 坝体基础薄弱 黄河控导根石基础与险工相比相差很大 ，其主要表现在：险工大部分是在为
保护大堤历经数年的不断大量抛石加固，不断在汛期抢险而形成的现有基础，历经时间和洪水
的考验，已相对稳定。 而控导工程则是为了控制河势流向、保护滩地而一次建设或二次改建形
成的基础，平时抛石加固几率少，加之在新建工程时没有根石基础，在改建时，把原有的根石
基础埋在坝基下，往外从新抛投根石。 即使过去已经稳定的根石，也会长期遇水而新坍塌出
险。
2.2 工程布局的不适应中小洪水 工程布局不适应中小洪水流线，坝档过大造成上游坝掩护不了
下游坝根部位而形成回溜，甚至出现主溜大溜顶冲坝挡，甚至窝水兜溜，加剧根石走失，冲刷
坝尾出现大险。还有个别坝位突出，形成独坝抗大溜，造成水流翻花，淘根刷底，坝前流速增
大，水流冲击力超过根石起动流速，被大溜冲走块石，造成根石走失，出现大险。
2.3 抛石尺寸偏小 根石加固采用的石料体积和重量不足 ， 目前的根石重量多在 15—75kg 之
间，当坝前的流速大于根石起动流速时，就会使根石走失。
2.4 工程断面不尽合理 散抛石大部分堆积在根石上部 ， 形成上宽下窄，头重脚轻的现象，这种
情况对坝体稳定极为不利，很容易出现根石走失；根石外坡凹凸不平，外坡不平会造成水流浪
花淘刷，增大水流冲刷力度，促使河底淘刷，影响根石稳定；部分坝岸护坡坡度过陡，护坡坡
度越陡水流的冲刷作用越强，冲刷坑越深，造成根石走失越严重。
2.5 来水来沙的影响 在坝岸的上下游主溜与回溜的交界面附近，因流速的不连续或流速梯度的
急剧变化，产生一系列漩涡，回溜周边流速较大，在丁坝上下跨角部位冲刷。由于黄河是多泥
沙河流，高含沙水流其流变特性发生了变化，二相流变成均质流。 当水流深度增大时，河床会
变得容易起动，造成高滩深槽，部分河段主槽缩窄，单宽流量加大，水流集中冲刷力增强，坝
前冲刷坑就比较深。冲刷坑的形成是造成根石走失的重要原因；弯道环流使得凹岸冲刷较重，
凸岸淤积，水流因受离心力作用，对工程冲刷力加强，促进根石走失。
3.控导根石走失部位及方向
关于丁坝根石走失部位研究的比较多，主要是长期受水流冲刷的迎水面至坝头的根石容易走
失，而背水面的根石走失量较小。
关于丁坝根石走失的去向，有关研究指出主要有三。 一是在折冲水流的作用下沿坝面向冲刷坑
底滚动。 这部分块石一般块体较大，使坝根基加深加厚，下部坡度变缓，仍属坝体根石的组成
部分，有利于坝体稳定；二是沿丁坝挑流方向顺流而下。这部分块石一般较小；三是沿回流所
刷深槽分布，且在走失量和体积上沿程递减。
而控导工程没有丁坝长， 但根石走失的部位及方向也应基本一致。控导根石走失的部位与来溜
方向，布局均有一定关系，根据控导工程探摸根石资料和历年出险统计，根石走失部位主要是
上跨角和坝前头，其次是坝迎水面和下跨角及回溜区。 因为坝的上跨角和坝前头受水深溜急大
溜冲刷的机遇多，着溜重，冲刷深。此部位根石易被水流冲掀而走，有的落于冲刷坑内，有的
被急溜携带顺水而下，脱离坝根失去作用。迎水面，下跨角和回溜区的根石多是塌落的冲刷坑
内，远离坝根的极少。
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黄河控导工程根石走失成因、特点及防范措施1.概述近几年来，在黄河中小洪水情况下，控导工程经常发生根石走失、坦石坍塌，威胁控导工程的安全。控导工程一般按防御4000-5000m3/s流量设计的，而2000-3000m3/s流量下就频频出现险情。很重要得原因是根石走失造成的，那么是什么原因造成了根石走失那，只有能清根石走的原因，才能采取相应的加固措施，才能确保控导工程安全。2.根石走失的原因2.1坝体基础薄弱黄河控导根石基础与险工相比相差很大，其主要表现在：险工大部分是在为保护大堤历经数年的不断大量抛石加固，不断在汛期抢险而形成的现有基础，历经时间和洪水的考验，已相对稳定。而控导工程则是为了控制河...
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作者：闻远设计
分类：社科文学类资料
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时间：2024-05-10
