三峡工程导流明渠位于右岸,进口始于茅坪镇,出口位于高家溪口,轴线全长3410.3m。导流明渠汛期水流流速大,流态复杂,岸坡必须进行防护,确保施工期的通航及岸边建筑物的安全,岸坡防护见图8-30。根据二期工程导流期间的水流条件,导流明渠岸坡分别采用混凝土柔性排、混凝土四面体、块石串、石渣及块石抛填等工程措施进行防护(表8-8)。为了论证这些措施的抗冲能力,长江科学院于1998年进行了试验研究[88]。
图8-30 三峡工程导流明渠护岸工程平面布置图
表8-8 三峡工程二期导流明渠护岸结构形式
试验研究结果表明,明渠进口段主流偏左岸,其右岸坡脚及岸坡流速相对较小,遭遇百年一遇(流量79000m3/s)洪水情况下,其右岸坡脚的流速(表面流速)在3.22~4.20m/s,坡面流速一般为2.58~4.05m/s,明渠段坡脚最大表面流速为8.04m/s,坡面最大表面流速为7.68m/s。明渠出口段坡脚流速明显大于明渠进口段,坡脚最大流速发生在茅坪溪出口下段,最大表面流速为8.45m/s,坡面最大流速发生在茅坪溪出口上段,最大为7.36m/s。
明渠进口段,因处于弯道凸岸,主流偏向左岸,其坡面及坡脚流速较小。在遭遇百年一遇洪水情况下,岸线及岸坡均保持完整,未发现冲刷破坏现象。在明渠段,由于施工中,渠底及右岸岸坡均采用混凝土浇筑护坡、护底,整体性好,抗冲能力很强,坡面、坡脚流速虽较大,但未出现冲刷破坏情况。明渠出口段,由于地质条件复杂,且处于弯道下半段,坡面坡脚流速较大,实际施工中,其岸线与坡脚附近采用了多种护岸材料,其抗冲性存在差异。总体而言,三峡工程导流明渠不仅流速大,流态也十分紊乱。在这种水流作用下,护岸工程整体是稳定的,但不同的护岸结构形式抗冲作用也不同:四面体防护段在水流作用下,发生了较大范围的冲刷移动现象;混凝土柔性排坡面抗冲性较好,坡脚发生冲刷,坡脚附近的排体发生变形,冲刷严重的部位有少量混凝土块倒挂于水中;块石串及块石护坡护脚存在不同程度下滑或下挫的现象,少数粒径较小的块石被水流冲向下游;明渠出口段遭受冲刷后,其岸坡由1∶1.5 变为1∶1.7~1∶2.5。
1998年大洪水期间,导流明渠共经历8 次洪峰,相应流速也较大,如在54500m3/s流量下,其明渠出口段的流速为7.47m/s。从总体上来看,明渠护岸工程是稳定的,但明渠出口段局部位置存在块石、块石串下滑与下挫现象,这与试验研究结果基本上是一致的。
[1]资料来源:卢金友等.长江中下游水下护岸工程关键技术研究.长江科学院,2005。
[2]资料来源:唐日长等.荆江大堤护岸工程初步分析研究.载:湖北省水利学会第一次年会论文选编. 1962。
[3]资料来源:卢金友等.长江中下游水下护岸工程关键技术研究.长江科学院,2005。
[4]资料来源:卢金友等.长江中下游水下护岸工程关键技术研究.长江科学院,2005。(www.daowen.com)
[5]资料来源:卢金友等.长江中下游水下护岸工程关键技术研究.长江科学院,2005。
[6]资料来源:杨国炜.泥沙颗粒在水流作用下的沉降问题及实验研究.天津大学水力学专业研究生论文,1964。
[7]资料来源:毛世民等.块石在静水中的沉降速度.安徽省水电厅科研所,1964。
[8]资料来源:卢金友等.长江中下游水下护岸工程关键技术研究.长江科学院,2005。
[9]资料来源:卢金友等.长江中下游水下护岸工程关键技术研究.长江科学院,2005。
[10]资料来源:卢金友等.长江中下游水下护岸工程关键技术研究.长江科学院,2005。
[11]资料来源:卢金友等.长江中下游水下护岸工程关键技术研究.长江科学院,2005。
[12]资料来源:卢金友等.长江中下游水下护岸工程关键技术研究.长江科学院,2005。
[13]资料来源:吴先林,张玉玲,丁振举等.柴排护岸使用年限分析.载:长江中下游护岸工程论文集(第三集)。水利部长江水利委员会,1985。
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