清代洪澤湖大堤石工墻與磚柜的關(guān)系

清代洪澤湖大堤石工墻與磚柜的關(guān)系

一、石工墻的形制最初的洪水是水庫。一旦發(fā)生大洪水，就很容易破裂水庫。直到明萬歷八年(1580)起,才修筑石工堤3110丈(約9952米)。條石俱于徐州取辦,皆鑿石扣準,镕鐵灌釘。清康熙四十年(1701)起,采用于舊有石工之上疊柴壓土以為越壩,再于越壩內(nèi)修砌的方法,于武家墩至小黃莊一段大堤上加砌石工;工程共7200余丈(2400米)。乾隆四十五年(1780),乾隆南巡回鑾之際命薩載將高堰大堤卑矮段落加高加固,舊用磚砌者改用石料,兩年后此項工程竣工,高堰石工至此完成,全長60.10公里。洪澤湖大堤臨湖石工從北向南層數(shù)不一?！昂闈珊蟮套晕浼叶?今淮安市清浦區(qū)境內(nèi))稍北廳界起,至蔣壩鎮(zhèn)止,均有臨湖石工?？滴跄觊g自武家墩稍南起至老堤(墩)頭建石13層,老堤(墩)頭至周橋建石15層,每層厚1.2尺。周橋至林家西(今洪澤縣三河鎮(zhèn)地段)間斷建石高矮不等。從拆除舊石工墻所掌握的斷面來分析,也可證明石工墻沒有較統(tǒng)一的模式。舊石工墻用0.38米×0.40米×(0.8～1.20)米的條石砌成,砌法多為兩順一丁,墻面條石砌高15～18坯不等,周橋越堤最高達23坯,基本上分內(nèi)外兩層,面石多為玄武巖;頂高程17米左,面墻上部厚0.8米,底部厚1.2～2.0米不等;條石間有2斤重左右的鐵錠或鐵扒腳相連,并用糯米汁石灰膠充填。舊墻的基礎(chǔ)是疏密不等的杉木短樁,長僅1.0～1.5米,在臨墻面以下為密排的馬牙樁,每米約25根,三排擠緊并靠,向里為均布的梅花樁,每米約20根;馬牙樁直徑10～15厘米,長1.5～2.5米,梅花樁直徑6～12厘米,長1.0～1.2米。新木樁雖有承載力,但年久日長樁基朽爛,受擠后容易造成傾倒,石工墻亦隨之傾斜變形。清代修筑石工墻在墻后加磚柜,目的在于緩和土石之間工程性質(zhì)差別大的矛盾。因土、石兩種材料沉陷,壓縮變形等力學(xué)性質(zhì)差異很大,而“磚性不堅”,剛度介于土、石之間,為典型的“彈模過渡帶”。磚柜由河磚構(gòu)成,一般尺寸為40厘米×16厘米×10厘米,均丁頭立砌于石墻之后,構(gòu)成下大上小的斷面;磚柜大部分用石灰糯米汁膠結(jié)合牢固,并與條石膠結(jié)成一體。三合土(土和石灰、糯米汁的混合物)層分布較亂,一般附于磚柜后面,構(gòu)成下大上小的梯形斷面,埋置較深。洪澤湖大堤石工墻結(jié)構(gòu)為里外獨立的雙層墻,外側(cè)擋水,里側(cè)擋土。明天啟元年(1621),因風(fēng)浪襲擊等原因,石工墻受到程度不同的破壞,修復(fù)時使用鐵鋦,砌石中采用丁、順相間的方式。標(biāo)準石料尺寸為2.5尺×1.2尺×1.0尺,丁石長度與兩層石寬度相等,使石工墻的整體性比萬歷時有了提高。清代補修石工墻時,湖水經(jīng)常不落,采用堤前圍堰。水淺處,于水中打兩排樁,樁內(nèi)貼上席,中間填土,即成施工圍堰。對于水深處,損壞較大或嚴重不宜翻拆的地方,則利用舊石工作圍堰,退后一二丈挖槽下樁壘砌,砌好后再拆前面的舊石墻,留下最底兩層以防浪。二、大壩維護技術(shù)洪澤湖大堤維修技術(shù)發(fā)展至今,大體上有以下幾種:(一)施工圍堰的需求洪澤湖大堤二帝宮試驗段斜坡式塊體護坡洪澤湖大堤的維修在石料加工不易、水下膠結(jié)材料缺乏的情況下,一直采用埽工構(gòu)件。埽工是我國古代治河工程的獨創(chuàng),它的優(yōu)點在于:(1)就地取材,制作快捷,便于急用;(2)可水上施工,亦可分段分坯施工,能在深水情況下(水深20米上下)構(gòu)筑大型險工和堵口截流;(3)所用梢草、土石等本為散料,但可用繩索、樁木等將之固結(jié)為整體;(4)梢草、秸料等具有良好的柔韌性,易于適應(yīng)水下的復(fù)雜地形(尤其是軟基),易于緩流、留淤;(5)用埽工構(gòu)筑施工圍堰,完工后便于拆除。然而,埽工自身也存在著嚴重的缺陷:(1)梢草、秸料和繩索等易于腐爛,需經(jīng)常修理更換,花費較多;(2)埽體的整體性較石工等永久性建筑物差,往往一段墊陷,牽動上下游埽段連續(xù)墊塌、走移,形成嚴重的險情;(3)埽工樁繩操作運用復(fù)雜,施工工人必須技術(shù)嫻熟。隨著近代引進混凝土材料,埽工才逐漸被砌石壩工所取代。在具備維修石料的情況下,通常進行斜坡式塊體護坡和衡重式直立墻石工護坡。護坡根據(jù)修筑方式不同,而分為一級護坡、二級護坡。一級護坡在堤前修筑施工圍堰,湖內(nèi)取土搶筑14.5米高程,寬50米防浪林臺,林臺前坡l:3。二級護坡,條石護坡坡面,臺肩寬5米,坡腳拋石棱體防護,林臺后坡1:2,灌砌塊石護坡至高程18.5米。(二)高高地土工布水岸帶如果洪澤湖大堤出現(xiàn)滲水,須隨即開挖導(dǎo)滲排水溝,或修筑養(yǎng)水盆、貼坡防滲墻。2000年,洪澤湖大堤53K滲水段,工長180米,在第三平臺坡腳青坎地上沿原坡比1:3,開挖深0.8米、底寬0.6米、底高程8.70米的倒梯形集滲溝。每隔15米,垂直于導(dǎo)滲溝開挖寬0.5米,溝底坡比0.5%的排水溝引滲水至順堤河。溝內(nèi)自下而上鋪設(shè)300克每平方米土工布一層、碎石透水層20厘米、塊石保護層60厘米。1994年7月,洪澤湖大堤39K附近修筑滲水反濾設(shè)施———養(yǎng)水盆。養(yǎng)水盆位于堤腳青坎地邊,長15米,底寬3.7米,上口寬6.5米,砌石(頂寬0.5米,底寬0.7米,高1米)圍護,內(nèi)部米砂、瓜子片、碎石三層,各厚30厘米。2001年7月,洪澤湖大堤52K堤前修筑貼坡防滲墻,長350米,開挖林臺表層土50厘米,鋪設(shè)聚丙乙烯防滲膜3800平方米,將防滲墻與二級坡連接起來,起到整體防滲效果。(三)合土壩面三合土的應(yīng)用極為廣泛,除漿砌、減水壩壩面用外,石工墻后河磚與堤身之間在清代都填三合土。厚度在0.5米以上,為6～8寸一層。滾水壩壩面用夯打?qū)?鋪上三合土,厚1.2尺,分兩層鋪,稍干開始夯實,不得過于用力,務(wù)求平整,冬天為防凍,要蓋上三四寸土。壩面采用三合土,而不用塊石漿砌,因減水壩泄水時,流速較快,石頭平整度不高,尤其接縫處容易出現(xiàn)負壓,易被淘刷,甚者可造成石塊塌陷或掀起。三合土具有一定的強度,可做得較平整,過流條件比砌石好。據(jù)清華大學(xué)試驗,用于過水土壩的三合土抗沖流速每秒可達26米。(四)筑堤工具的種類和質(zhì)量明清以后,修筑堤漏處直接在堤面上逐層夯筑。使用夯筑技術(shù),關(guān)鍵在于每一層都不能太厚,而各層的厚度取決于工程的規(guī)模、夯筑工具的種類和重量。堤防夯筑后,須對其質(zhì)量加以檢查,主要方法是錐探,所用工具是鐵錐。鐵錐一般長4尺,每打一坯或數(shù)坯試錐一遍。試錐時,將鐵錐用木榔頭打入新筑堤中,垂直拔起后,立即向錐孔中灌水,然后根據(jù)灌水后的反應(yīng)來判定所筑堤防的質(zhì)量。如果一灌即瀉,屬“漏錐”;半行半瀉,屬于“滲口”;存而不瀉,稱“飽錐”。出現(xiàn)“飽錐”,表明工程質(zhì)量較好。(五)重力灌漿壓漿灌漿維修法是現(xiàn)代較先進的大堤維修技術(shù)。灌漿維修法分為壓密灌漿、重力灌漿。壓密灌漿采用孔底注漿、全孔灌注、分排單獨灌漿的方法施工,孔口控制壓力5千克每平方厘米。漿液為水泥粘土漿,水泥和粘土的摻量和水的重量比分別為15%和5%。一般每孔灌漿量1～2立方米,最大單孔灌漿量32.85立方米。362孔中單孔水泥灌入量超過0.5噸的有43孔,占總數(shù)的11.88%,堤身得到密實。重力灌漿采用邊鉆孔邊灌漿的方法施工。一開始均用清水進行洗孔,隨后采取無壓灌漿(從孔口側(cè)倒泥漿),待鉆孔泥漿不下降時,就改為有壓灌漿。從2米高的灌漿架壓下,用皮管輸送,一端接灌漿桶,另一端接在孔口鐵管上。泥漿濃度由淡到濃。對于漏水量不大的,采取比重為1.2的泥漿初灌,最大為1.4。對于嚴重漏水的孔,采用1.