1 實例工程簡介

    王庵控導工程位于開封縣袁坊鄉(xiāng)王庵村北，距開封縣城25km，王庵控導工程始建于1994年，共有壩、垛工程53道，上迎北岸大宮工程的來溜，下導溜至北岸古城工程。主流向南已達王庵工程前，并在-14垛南坐彎，沿-14垛連壩背河行溜。目前-27～-25垛、-14垛、4～5壩、13～33壩靠河，6~12壩不靠河，其中13～33壩靠主流。為滿足工程本身的要求以及適應小浪底水庫清水下泄的需求，保證工程的完整，提高工程抗洪能力。

該工程的修建特別是鉛絲籠沉排壩對控導主流、穩(wěn)定河勢、保障防洪安全發(fā)揮了重要作用。

2 壩型比較與選擇
    黃河下游床沙的組成較細，河床質粒徑D50=0.06～0.1mm，抗御水流的能力很差。由于河道的這種特殊性，一般而言黃河下游多選用散石沉排、鉛絲籠沉排、柳石枕沉排等。
    散石沉排實質就是在坑槽內填拋塊石加強工程的基礎強度和深度。但由于挖槽的寬度根據(jù)沖刷坑深度及水流沖刷部位的強弱來決定，單個塊石的重量有限，散石沉排體會隨著工程前沖刷坑的深度變化而變形，有出險的幾率。
    利用傳統(tǒng)柳石結構初始筑壩時，旱工部分一般挖槽深度2～3 m，水中進占僅能修筑水底以上部分，一般水深2～5m，一次難以達到15 m左右要求的穩(wěn)定深度，所以運用期間必需進行搶險加固。
   鉛絲籠沉排是利用鉛絲籠將散石集結為一個整體，增加了個體的體積與重量，減少了洪水來時對單個石塊的沖刷致其走失現(xiàn)象。經比較分析我們采用鉛絲籠沉排體加固丁壩。
3 排體設計
   鉛絲籠沉排排體結構是由反濾布、壓載、裹護體護坡組成。設計內容包括結構的選擇和穩(wěn)定性校核。
3.1 反濾布
   鉛絲籠沉排底層采用無紡土工布做反濾布，上層采用編織布以防止鉛絲及塊石刺破無紡土工布。反濾布既要滿足保土性、透水性，又要有一定強度。一般選用300ｇ／ｍ²的無紡土工布做反濾布，造價低且適應性強，得到廣泛的應用。
3.2 沉排壓載
    鉛絲籠沉排系用鉛絲編制結成網格的籠狀物體，內填塊石，網格的大小以不漏填充的石塊為限。王庵根石加固工程鉛絲籠沉排設計采用8^＃鉛絲為籠筋，10^＃鉛絲編制成網格，并在結點處，上下左右用鉛絲連接起來，以增加石籠的整體性。
3.3 沖刷深度確定

護岸沉排，由于水流側蝕作用受到了限制，排腳處河床必然沖深，排腳伸出坡腳的尺寸，應滿足河床沖至最低高程時排體坡度仍能維持穩(wěn)定，并很好地保護岸坡。
   采用潛壩的水流條件（阿爾圖寧公式）計算沉排前沖刷坑深度（△ｈ）：

式中：ν為壩前平均行進流速44.4ｍ／ｓ；ｍ為沉排終止后的邊坡系數(shù)，ｍ＝2；α為沉排與水流夾角，α＝45°。
3.4 沉排寬度計算

式中：△ｈ為沉排前沖刷坑深度；ｍ為沉排終止后的邊坡系數(shù)，ｍ＝2 。

3.5 抗滑穩(wěn)定分析
排體的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)為：

式中：L2、L3為分別為斜坡段沉排長度與斜坡坡腳外沉排長度（ｍ）；α為坡角；ｆ_ｃｓ為沉排與坡面間摩擦系數(shù)；F_ｓ為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，取值不小于1.3。
3.6 沉排壓載計算

式中：ω為排體面積（ｍ^２）；ｈ為排體厚度（ｍ）；γ石為塊石容重（ｋｇ／ｍ^３）；γｓ為塊石比重。
4 工程施工
   河道工程的施工，就其施工大環(huán)境而言可分為旱工和水工兩種。旱工作業(yè)就是在黃河河道灘地上施工，傳統(tǒng)意義上的旱工作業(yè)除了工程主體的土方填筑之外，考慮到工程的穩(wěn)定，還要在灘面上用機械開挖一個坑槽并對坑槽進行處理且沉埋防沖體或裹護體。該工程的鉛絲籠沉排壩施工即采用旱工作業(yè)。
4.1 施工工藝
   先用泥漿泵開槽（或用大型機械開槽），然后清理坑槽，開始鋪設土工織物（其中有紡布在上，無紡布居下），土工織物上鋪放一定厚度的柳秸料墊層，運輸石料到基坑內，開始裝籠作為壓載體，鉛絲籠沉排體施工完畢后，再在其上部覆壓土體即可。進行施工時干擾因素小，修筑及防護方便，施工工藝也不復雜，易于操作，與傳統(tǒng)的柳石結構比減少了柳秸料的運用，有利于保護人類的生存大環(huán)境，這將是今后河道工程施工的一種趨勢。
4.2 施工注意事項
   采用泥漿泵挖槽時，要隨時注意土質情況，校核土與布的摩擦系數(shù)和鋼筋數(shù)量，嚴格按設計控制挖槽深度，必要時配以水泵排水。預制的鉛絲網片要用鋼筋作骨架，嚴格控制網眼大小。塊石裝籠時注意保護土工布，必要時可在土工布上鋪放0.1ｍ的沙土，石塊從下而上由小到大，籠口必須綁扎結實。