改善铁丝网坝拦截泥沙效果的商榷
【摘要】泥石流是当前世界性灾害。防治泥石流的坝型多种多样。2002年8月日本首次利用铁丝网拦截泥石流,2003~2004年曾经历3次泥石流的考验。日本学者守山浩史等人就铁丝网拦截泥石流的作用与效果作了充分的调查研究,并针对铁丝网坝拦截泥石流后所表现出的弱点提出改进方案。其结论:当铁丝网坝处于未接受泥石流冲击的空负荷状态时,可以轻松地拦截泥石流,即使受点损伤,也影响不到网坝的防御机能。对处于具有张力条件下的铁丝网坝,再加上不能除掉的巨砾连续作用,当再次拦截泥石流时,将会对铁丝网坝造成损坏。当坝体拦截泥石流后,及时地清除所有淤积物和巨大砾石是非常关键的一个环节。为了安全地清除拦截的巨石,在铁丝网坝环形网的上部安装一个卸口接头是改进该项工程的当务之急。
泥石流是当前世界性灾害。在辽宁丹东地区，也是泥石流多发区，因此收集国内外有关防治泥石流的有效措施，借鉴其先进经验，不仅是我们实现快速治理泥石流的有效途径，且使我们少走弯路。
2002年8月，日本首次在北陆地区的多枝原谷建造了铁丝网拦截泥石流工程(以下简称铁丝网坝)。2003年8月26日第一次拦截了石砾型泥石流，洪水携带的泥沙堆积到铁丝网坝的顶端，而下游则没有出现泥沙的堆积，说明该铁丝网坝拦截泥石流的效果是明显的。2004年7月16日又迎来了第2次泥石流，进入铁丝网坝的泥石流龙头被成功拦截，但土沙已堆积到铁丝网坝的顶端;仅隔1d没来得及清理网坝内部的泥石等淤积物，18日又遭遇了第3次泥石流的冲击，2m级的巨大砾石撞坏了铁丝网坝的某些部位。
2006年日本神户制钢所铁构沙防部守山浩史等人就铁丝网坝经过3次泥石流的拦截而表现出的弱点进行研究，并提出改进方案。
1、拦截泥石流效果现场调查：
1.1第1次拦截后的坝状态：
2003年8月26日铁丝网坝第1次拦截泥石流后，为有效地拦截下一次的泥石流，需要清理被拦截的泥石等淤积物。由于清理淤积物的作业道是从坝址上游到河床的，在清理铁丝网近处的淤积物时，铁丝网挡住了清理淤积物机械(挖掘机)的运行，导致铁丝网坝顶端的巨大砾石不能清除。铁丝网坝只能带着负荷接受下一次泥石流的冲击。
1.2第2次拦截后的坝状态:
2004年7月16日发生了第2次泥石流，铁丝网坝承受了强大的冲击。调查时，可以清楚地看到泥沙堆积到铁丝网顶端，泥石流从吊索之间流出，其主流已流向右岸。前期存积的砾石在第2期泥石流的冲击作用下，不断撞击铁丝网，使泥石流整体逐渐向下游移动;从右岸第5个吊索还可看出，尽管各个铁丝网没有损伤，但靠近铁丝网的巨砾把铁丝网撞击变形。由于泥石流冲击波不断撞击，巨大砾石大幅度向下移动，致使主索也明显下移，铁丝网随时都有被冲毁的可能。铁丝网坝顶端出现泥石流溢流，但被拦截的泥沙还未流出，下游的桥上也未见泥沙堆积。
1.3第3次拦截后的坝状态：
在第2次泥石流发生之后的3d又发生了第3次泥石流的冲击。从铁丝网坝下游堆积的泥沙可见，一部分是以前拦截的淤积物，一部分是本次泥石流的溢流物。说明在第2次的淤积物还未来得及清除，铁丝网坝处于满负荷条件下，接受第3次泥石流的冲击后，致使铁丝网坝遭受到严重的损坏。
1.4铁丝网坝损坏原因分析：
通过现场调查，初步分析铁丝网坝损坏的原因如下:
1)对不能彻底清除上一次泥石流淤积物的铁丝网坝，在铁丝网坝局部处于张力较大的情况下，受第2次泥石流的冲击，进一步加大了铁丝网局部的压力;2)巨大的砾石不能清除，经多次的累加堆积，使铁丝网坝局部出现变形;3)铁丝网坝上端第1, 2段的环形线圈数是26道，而第3段以下则减少到11道。上述综合原因致使铁丝网坝的受力不均，极度地降低了铁丝网坝的抗拉能力，由局部开始损坏，进而全坝崩溃。
2、改进对策与建议：
2.1、清淤对策：
从铁丝网坝被损坏的教训中可以认识到，当铁丝网坝拦截泥石流后，及时地清除铁丝网坝内较大砾石，为此，提出以下3点改进方案。
1)把吊索与环形网用卸口接头连接，必要时卸下连结吊索与环形网的连接栓，使环形网向下游展开。2)当主索的张力解除后，把主索从锚具上解脱，使主索和环形网能向下游展开的状态;3)在清除铁丝网坝内淤积物时，把环形网最下游前端部位的环呈水平形式剪断，使环形网挂于主索上。这种方法具有操作安全、简便易行、快捷省时、材料可以再利用等优点。
为了减少成本，在环形网需要剪断的开口处，把&-1.0m的主体环换成&-0.33 m的环，以备反复使用。
2 2防止锚具前端冲刷对策
当铁丝网坝从正面拦截了巨大砾石后，后续的泥石流则从环形网的侧面流出，锚具前端的岸边会受到侵蚀的威胁。因此，要充分利用现场既有的巨石，将铁丝网固定在巨石上。
3、结语：
1)当铁丝网坝处于未接受泥石流冲击的空负荷状态时，可以轻松地拦截泥石流，即使受点损伤，也影响不到网坝的防御机能。
2)对处于具有张力条件下的铁丝网坝，再加上不能除掉的巨砾连续作用，当再次拦截泥石流时，将会对铁丝网坝造成损坏。
3)综合分析铁丝网坝运行的全过程，当坝体拦截泥石流后，及时地清除所有淤积物和巨大砾石是非常关键的一个环节。
4)为了安全地清除拦截的巨石，在铁丝网坝环形网的上部安装一个卸口接头是改进该项工程的当务之急。
使用铁丝网拦截泥石流，在日本尚属首次应用，还处于试验阶段。经过两年多的实践，经受了3次泥石流的考验。这对我国采用此类坝型防治泥石流，不妨是一次尚好的借鉴。
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