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[摘 要]砂柳结构,是水利建筑中一种古老的结构形式,在中国已有数千年历史。上个世纪30至60年代,黑龙江省各地的砂柳结构水利工程比比皆是。
[关键词]水利建设 结构
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0298-01
近年来,在水工建筑中这种结构逐年减少,渐被永久性建筑工程所代替。但是,由于砂柳结构上有“就地取材、施工简便、容易操作、投资少、工期短、应急效益高”等优点,到目前,有些小型水利工程、防汛抢险工程、水保工程、简易溢流坝工程、临时性壅水工程等多种工程,仍在采用这种建筑形式。所以,搜集、挖掘、整理、研究砂柳结构工程技术,也是十分必要的。这样既可以更好地继承水利先辈们的技术遗产,又可以发挥祖国古老的传统工程技术作用,为农业服务。
一、 砂柳结构
砂柳结构,是以柳条或较规范顺直的杂树枝条及砂、砂袋、草袋、柴草为主要建筑材料,经过捆绑、堆砌、连接等工序,构成工程实体,即称作是砂柳体建筑物。施工中,依据材料来源及工程所需牢固性的要求,用石块、石笼替代砂袋、草,这样形成的工程,也称作柳石结构建筑物。
砂柳结构体以柳树枝条和铁线承担砌体的连接作用,以砂袋、草或石块起重力作用,经过捆绑迭砌、连接,合成重力式结构建筑实体。多用于水利工程中的拦河坝、渠道提水坝(跌水)、溢流堰和抢险堵截等工程中;以柳条绑成捆束,使一端迎水以防冲刷,再用砂袋(石块)压牢,成行成排的结构形式,多用于堤、河岸的护岸工程中。
砂柳结构,经过历代水工建筑师们的探索和实践应用,归纳总结出3种常用的结构形式和5种施工方法。具体是:迭笼、串排挤笼、坐囤挤笼、散铺防冲、编笆护面共5种施工方法。后两种方法多与其他方法同时应用在一处建筑物上,可视为附属结构,应用起来,各有千秋。
二、 迭笼法
迭笼法,是用柳条错节搭接,捆成柳条长笼,简称条笼,按设计要求,纵横迭砌起来,筑成砂柳结构的实体。它多用于修筑拦河坝、大型溢流堰、跌水、抢险堵堆、土坝合笼等工程,尤其是在河冰上修筑河坝,应用迭笼法施工,效果更佳。其施工方法如下。
(一)捆笼。首先选一较宽阔的场地,将散柳条根部朝一致的方向错节搭接配置成束状垅堆,按设计柳条笼长度摆好。垅堆的松散围径要大于设计笼径的1倍左右。每1—1.5m一道绑扎。最好用双股8—10号铁线捆绑。条笼分纵、横两种,顺水流方向摆放的称“纵笼”,直径一般不超过0.5m;横水流方向摆放的称“枕笼”,直径按设计层数及每次应当抬起高度而定,根据需要,有0.3~0.8m不等。
条笼捆好后,按规格分类,平摆地上。为搬运方便,条笼间要留有空隙,不能垛起来存放。条笼的柳条根端为笼头、柳条梢尖为笼尾,施工时,笼头朝一个方向较适宜。
(二)迭笼。首先清理好迭笼建筑物基础。如果在河道上修筑河坝,需将底基铲平,清除倒木等杂物。坝基以河流纵向做成1°左右的反坡(约为1:60),呈向上游倾状,两河岸按1:10修缓坡。在河冰上修自由式冻板坝时,除未结冰时清基外,冰上施工时要清河冰,通过计算后,以剩余的冰上厚度能承受住坝体的总重为准。
三、串排挤笼法
串排挤笼法,多用在堵截工程上。用在水深较小的堵截决口工程上效果较好。具体施工方法如下:
(一)串排。采用迭笼法中的捆笼办法,捆绑好柳条笼,除水深较浅的堵截工程外,条笼直径约50cm左右为佳,笼长与堵截工程的纵向尺寸有关,要求长其1—2m。条笼捆好后,抬到堵截处上游水面较平稳的岸边。笼紧挨笼,单层连接坚固,呈平面一排,亦称为“串排”工序。串好的排宽度,应稍小于决口处最小宽度,依据“排”在水中的沉浮程度,确定串排层数及在排上推砌多秒砂袋(草)加重物。实施工时多用单层。制成的“串排”以在水中漂浮起来不搁浅为佳。串成的“排”要用缆绳锚定在岸上。
(二)附助工序。捆绑、储备适量的小型柳条笼,直径为20-30cm;储备足量的,一人可搬运的砂袋或草块,组织足够的力工待命。并将小型条笼、砂袋、草,分别运到堵截工程两侧(岸)。
(三)放排与压排。首先冼定可站满“条排”的人员,即“压排工”。压排工一分为二,分别待命于堵截工程两侧(岸),每个携带一个砂袋或一大块草等压填物。放排工序需设一总指挥发布口令。先下令解开锚定缆绳,由人为机械控制,将柳条排顺水流向决口处流放,条排流至堵截处,一声令厂,锚定缆绳,同时令”压排工”携砂袋从两侧迅速跳到”条排上”。紧接着令附助工,快速住柳条排上运砂袋草压排物,砌—层后铺水直径的条笼,再堆砌砂袋草。同时,用小直径柳条笼堵塞“总条排”与两岸的缝隙,并加增砂袋草,控制漏水。总的说,是一层柳条笼一层压排重物,直到堆砌至设计高度为止。后期,根据压稳程度,“压排工”可适时分批撤退。
(四)注意事项:
1、串排挤笼法多用在抢险堵截工程中,施工时,组织工作,指挥工作,极为重要。施工开始,如同战斗—样。由于工序—环扣一环,具有劳动强度高,时间紧迫,高强度劳动量集中等特点,所以,指挥员应头脑灵活,指挥调度工作中不能失误。而且,需要参战员工紧张劳作,绝对服从指挥调遣,不能急躁或怠慢。
2、串排挤笼法修筑的砂柳堆砌体,因属抢险性质,施工时间短促,上、下游的两侧护岸工程,多采用柳条散铺防冲法堆砌。具体做法是进取底层首先平行岸边摆一个小直径柳条笼,其上铺一层散柳条或直径小于20cm的柳条捆,要求柳条根部朝下游方向,与堤岸夹角30-45为好,散柳条上压砂袋或草,按底层端部错后0.5m再铺设柳条,以此类推,直堆砌到水面以上为止。最后一层,码砌砂袋或规则的草。
四、坐囤挤笼法
坐囤挤笼法简称“坐囤”,是堵截抢险工程中较为稳妥的一种砂柳结构施工方法。与串排挤笼法相比,人员安全性较大。且适用于水较深、水面较宽的堵截工程上,具体做法如下:
首先,于堵截工程一侧(岸)的工程轴线上,按工程陶纵向长度为长,在岸边黧修一处宽为4m的场地。要求地基较坚实且平坦。
然后,按长度方向,每隔2m横水流方向,摆设一根长6、8m长的檩木;并每隔lm,预铺一根长8-10号粗的铁线,称第一道预铺铁线。在其上面,顺水流方向,与铁线及檩木呈十字交叉式,挤紧方式铺一层直径30cm的柳条笼体。笼长要求与堵截工程纵向长度相近,笼体宽不大于4m。在笼体上铺设杂草后,堆砌一层砂袋或卓垡,其上再预铺第二道铁线。铁线上挤紧铺砌直径为30cm的第二层柳条笼体,这时,拾起全部第一道预铺铁钱,每根铁线都用短木搅棒拧紧扣死。以此类推,每层都是用隔层的预铺铁线拧紧、扣死,并另外预铺铁线,直码砌到囤高为3m為止。以上,称做码砌柳条囤工序,如堵截处水深过大,可分期分层施工。
柳条囤码砌成功后,即可用人力或机械,利用囤底预设的檩木,以杠杆力作用,把柳条囤橇起、椎翻,使柳条囤倒置坐于堵截处水中。堵截宽度较大时,最好于两岸分别各码砌一垛柳条围,同时推翻坐于水中。柳条囤在水中坐稳后,随即动用人工,用小柳条笼或柳条捆,挤紧添满囤与岸或囤与囤之间的空隙,并加压重物。施工方法类似串排挤笼法。
根据水深及实际工程情况,施工时,可坐两层囤,也可以坐囤、串排相结合起来进行。
由于在岸边码砌成的“重型”柳条囤,要求翻转后,倒置稳坐于水中,才能起到堵截效果,所以,柳条囤的码砌工艺与技术要求较高,多由经验丰富的高手负责指挥或亲手操作。码砌工序仔细周到,不能有一点疏忽纰漏。
砂柳结构的各类建筑物,都属霞力式结构造型。因为具有就地取材、因陋就简、施工简便易行、效果显著等特点,所以,从古至今,倍受水工建筑工作者重视,尤其是冰上修筑拦河坝工程,除上述优点外,还避开了原始的水中筑坝工程中的很多难题。所以,能在20世纪60年代以前的水工建筑中,广为应用;曾在当时的农业生产中,做出了巨大贡献。
由于砂柳结构的各种类型及施工方法,都具有独自特别的优点和适用范围所以,至今这一古老的结构形式,在水利工程建设上,还被人们重视和广泛地应用,发挥着不可代替的良好作用。
[关键词]水利建设 结构
中图分类号:TU755 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)07-0298-01
近年来,在水工建筑中这种结构逐年减少,渐被永久性建筑工程所代替。但是,由于砂柳结构上有“就地取材、施工简便、容易操作、投资少、工期短、应急效益高”等优点,到目前,有些小型水利工程、防汛抢险工程、水保工程、简易溢流坝工程、临时性壅水工程等多种工程,仍在采用这种建筑形式。所以,搜集、挖掘、整理、研究砂柳结构工程技术,也是十分必要的。这样既可以更好地继承水利先辈们的技术遗产,又可以发挥祖国古老的传统工程技术作用,为农业服务。
一、 砂柳结构
砂柳结构,是以柳条或较规范顺直的杂树枝条及砂、砂袋、草袋、柴草为主要建筑材料,经过捆绑、堆砌、连接等工序,构成工程实体,即称作是砂柳体建筑物。施工中,依据材料来源及工程所需牢固性的要求,用石块、石笼替代砂袋、草,这样形成的工程,也称作柳石结构建筑物。
砂柳结构体以柳树枝条和铁线承担砌体的连接作用,以砂袋、草或石块起重力作用,经过捆绑迭砌、连接,合成重力式结构建筑实体。多用于水利工程中的拦河坝、渠道提水坝(跌水)、溢流堰和抢险堵截等工程中;以柳条绑成捆束,使一端迎水以防冲刷,再用砂袋(石块)压牢,成行成排的结构形式,多用于堤、河岸的护岸工程中。
砂柳结构,经过历代水工建筑师们的探索和实践应用,归纳总结出3种常用的结构形式和5种施工方法。具体是:迭笼、串排挤笼、坐囤挤笼、散铺防冲、编笆护面共5种施工方法。后两种方法多与其他方法同时应用在一处建筑物上,可视为附属结构,应用起来,各有千秋。
二、 迭笼法
迭笼法,是用柳条错节搭接,捆成柳条长笼,简称条笼,按设计要求,纵横迭砌起来,筑成砂柳结构的实体。它多用于修筑拦河坝、大型溢流堰、跌水、抢险堵堆、土坝合笼等工程,尤其是在河冰上修筑河坝,应用迭笼法施工,效果更佳。其施工方法如下。
(一)捆笼。首先选一较宽阔的场地,将散柳条根部朝一致的方向错节搭接配置成束状垅堆,按设计柳条笼长度摆好。垅堆的松散围径要大于设计笼径的1倍左右。每1—1.5m一道绑扎。最好用双股8—10号铁线捆绑。条笼分纵、横两种,顺水流方向摆放的称“纵笼”,直径一般不超过0.5m;横水流方向摆放的称“枕笼”,直径按设计层数及每次应当抬起高度而定,根据需要,有0.3~0.8m不等。
条笼捆好后,按规格分类,平摆地上。为搬运方便,条笼间要留有空隙,不能垛起来存放。条笼的柳条根端为笼头、柳条梢尖为笼尾,施工时,笼头朝一个方向较适宜。
(二)迭笼。首先清理好迭笼建筑物基础。如果在河道上修筑河坝,需将底基铲平,清除倒木等杂物。坝基以河流纵向做成1°左右的反坡(约为1:60),呈向上游倾状,两河岸按1:10修缓坡。在河冰上修自由式冻板坝时,除未结冰时清基外,冰上施工时要清河冰,通过计算后,以剩余的冰上厚度能承受住坝体的总重为准。
三、串排挤笼法
串排挤笼法,多用在堵截工程上。用在水深较小的堵截决口工程上效果较好。具体施工方法如下:
(一)串排。采用迭笼法中的捆笼办法,捆绑好柳条笼,除水深较浅的堵截工程外,条笼直径约50cm左右为佳,笼长与堵截工程的纵向尺寸有关,要求长其1—2m。条笼捆好后,抬到堵截处上游水面较平稳的岸边。笼紧挨笼,单层连接坚固,呈平面一排,亦称为“串排”工序。串好的排宽度,应稍小于决口处最小宽度,依据“排”在水中的沉浮程度,确定串排层数及在排上推砌多秒砂袋(草)加重物。实施工时多用单层。制成的“串排”以在水中漂浮起来不搁浅为佳。串成的“排”要用缆绳锚定在岸上。
(二)附助工序。捆绑、储备适量的小型柳条笼,直径为20-30cm;储备足量的,一人可搬运的砂袋或草块,组织足够的力工待命。并将小型条笼、砂袋、草,分别运到堵截工程两侧(岸)。
(三)放排与压排。首先冼定可站满“条排”的人员,即“压排工”。压排工一分为二,分别待命于堵截工程两侧(岸),每个携带一个砂袋或一大块草等压填物。放排工序需设一总指挥发布口令。先下令解开锚定缆绳,由人为机械控制,将柳条排顺水流向决口处流放,条排流至堵截处,一声令厂,锚定缆绳,同时令”压排工”携砂袋从两侧迅速跳到”条排上”。紧接着令附助工,快速住柳条排上运砂袋草压排物,砌—层后铺水直径的条笼,再堆砌砂袋草。同时,用小直径柳条笼堵塞“总条排”与两岸的缝隙,并加增砂袋草,控制漏水。总的说,是一层柳条笼一层压排重物,直到堆砌至设计高度为止。后期,根据压稳程度,“压排工”可适时分批撤退。
(四)注意事项:
1、串排挤笼法多用在抢险堵截工程中,施工时,组织工作,指挥工作,极为重要。施工开始,如同战斗—样。由于工序—环扣一环,具有劳动强度高,时间紧迫,高强度劳动量集中等特点,所以,指挥员应头脑灵活,指挥调度工作中不能失误。而且,需要参战员工紧张劳作,绝对服从指挥调遣,不能急躁或怠慢。
2、串排挤笼法修筑的砂柳堆砌体,因属抢险性质,施工时间短促,上、下游的两侧护岸工程,多采用柳条散铺防冲法堆砌。具体做法是进取底层首先平行岸边摆一个小直径柳条笼,其上铺一层散柳条或直径小于20cm的柳条捆,要求柳条根部朝下游方向,与堤岸夹角30-45为好,散柳条上压砂袋或草,按底层端部错后0.5m再铺设柳条,以此类推,直堆砌到水面以上为止。最后一层,码砌砂袋或规则的草。
四、坐囤挤笼法
坐囤挤笼法简称“坐囤”,是堵截抢险工程中较为稳妥的一种砂柳结构施工方法。与串排挤笼法相比,人员安全性较大。且适用于水较深、水面较宽的堵截工程上,具体做法如下:
首先,于堵截工程一侧(岸)的工程轴线上,按工程陶纵向长度为长,在岸边黧修一处宽为4m的场地。要求地基较坚实且平坦。
然后,按长度方向,每隔2m横水流方向,摆设一根长6、8m长的檩木;并每隔lm,预铺一根长8-10号粗的铁线,称第一道预铺铁线。在其上面,顺水流方向,与铁线及檩木呈十字交叉式,挤紧方式铺一层直径30cm的柳条笼体。笼长要求与堵截工程纵向长度相近,笼体宽不大于4m。在笼体上铺设杂草后,堆砌一层砂袋或卓垡,其上再预铺第二道铁线。铁线上挤紧铺砌直径为30cm的第二层柳条笼体,这时,拾起全部第一道预铺铁钱,每根铁线都用短木搅棒拧紧扣死。以此类推,每层都是用隔层的预铺铁线拧紧、扣死,并另外预铺铁线,直码砌到囤高为3m為止。以上,称做码砌柳条囤工序,如堵截处水深过大,可分期分层施工。
柳条囤码砌成功后,即可用人力或机械,利用囤底预设的檩木,以杠杆力作用,把柳条囤橇起、椎翻,使柳条囤倒置坐于堵截处水中。堵截宽度较大时,最好于两岸分别各码砌一垛柳条围,同时推翻坐于水中。柳条囤在水中坐稳后,随即动用人工,用小柳条笼或柳条捆,挤紧添满囤与岸或囤与囤之间的空隙,并加压重物。施工方法类似串排挤笼法。
根据水深及实际工程情况,施工时,可坐两层囤,也可以坐囤、串排相结合起来进行。
由于在岸边码砌成的“重型”柳条囤,要求翻转后,倒置稳坐于水中,才能起到堵截效果,所以,柳条囤的码砌工艺与技术要求较高,多由经验丰富的高手负责指挥或亲手操作。码砌工序仔细周到,不能有一点疏忽纰漏。
砂柳结构的各类建筑物,都属霞力式结构造型。因为具有就地取材、因陋就简、施工简便易行、效果显著等特点,所以,从古至今,倍受水工建筑工作者重视,尤其是冰上修筑拦河坝工程,除上述优点外,还避开了原始的水中筑坝工程中的很多难题。所以,能在20世纪60年代以前的水工建筑中,广为应用;曾在当时的农业生产中,做出了巨大贡献。
由于砂柳结构的各种类型及施工方法,都具有独自特别的优点和适用范围所以,至今这一古老的结构形式,在水利工程建设上,还被人们重视和广泛地应用,发挥着不可代替的良好作用。