我的發(fā)明:用打樁機(jī)沿現(xiàn)有江堤內(nèi)側(cè)地面打入二三十米深鋼板墻以確保中國(guó)各大江堤百年平安
這幾天我看到《三聯(lián)生活周刊》介紹今年抗洪搶險(xiǎn)的報(bào)道,尤其是武漢大堤,竟然是仍然沿用人海戰(zhàn)術(shù),六個(gè)人一排,用竹竿扎江堤上,看看是否有洞或者裂縫,防止?jié)⒌獭?/div>
這真的讓我無(wú)比震驚。
我看了一點(diǎn)點(diǎn)資料,這樣江堤水高位時(shí),土堤長(zhǎng)時(shí)間泡在水中,很容易形成管涌,形成垮堤潰堤。另外,水獺,白蚊的蟻穴都可能形成管涌……
武漢主要大堤是二百公里,次堤六百公里,加起來(lái)共八百公里。高水位是二十七米,枯水季節(jié)低水位是十三米。
“武惠堤的主體是土堤結(jié)構(gòu),全長(zhǎng)有近20 公里,位于長(zhǎng)江武漢段下游,處在青山區(qū)和武漢化工區(qū)的地界上,是武漢的重要干堤之一。嚴(yán)明負(fù)責(zé)的堤段有1 公里長(zhǎng),按指揮部要求,巡堤人員每隔半個(gè)小時(shí)要巡一次堤,每一次巡堤都必須做詳細(xì)記錄。巡堤的時(shí)候,一個(gè)隊(duì)員在堤上查看外側(cè)江面的水情,其余 5 到 6人在堤內(nèi)側(cè)一字排開(kāi)。他們穿著套鞋,一手拿長(zhǎng)竹竿,一手持手 電筒,沿著大堤一路走過(guò)去,草叢里常有蛇蟲(chóng)出沒(méi),竹竿既起到了探路的作用,也是查看險(xiǎn)情的工具——巡堤人拿著竹竿不停地在堤上戳,看土層是否有松動(dòng)或者滲水, 一趟一趟來(lái)回往復(fù),堤上留下了不少淺洞——在遠(yuǎn)城區(qū)的很多堤段上都有這樣的孔洞,
全武漢的堤防總長(zhǎng)約800 公里, 分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)堤防,其中一級(jí)堤防有將近200 公里,主要由中心城區(qū)的長(zhǎng)江和漢江干堤組成,這200公里堤防將武漢三鎮(zhèn)圍成了漢口、武昌、漢陽(yáng)三個(gè)防洪保護(hù)圈。二、三級(jí)堤防通常是在遠(yuǎn)城區(qū)的江堤、河堤和各處湖堤,綿延近600 公里,保護(hù)著大大小小的村鎮(zhèn)和社區(qū)。這些堤防被切分成了許多個(gè)堤段,每段的距離在l 公里左右,由街道社區(qū)、政府部門、高校、醫(yī)院或其他企事業(yè)單位負(fù)責(zé),數(shù)以萬(wàn)計(jì)的巡堤人日夜輪班,無(wú)論刮風(fēng)下雨,一天24小時(shí)在堤上不停地巡查。很多人都和嚴(yán)明一樣,剛剛結(jié)束抗擊武漢的新冠疫情,馬上又到了抗洪現(xiàn)場(chǎng)。
這種人海戰(zhàn)術(shù),盡管過(guò)去了上百年,依舊是整個(gè)長(zhǎng)江防洪中的主要場(chǎng)景。我不由得產(chǎn)生困惑,為什么工程技術(shù)發(fā)展到了今天,人在守衛(wèi)大堤的過(guò)程當(dāng)中依然不可替代?人力在其中能發(fā)揮什么作癟?”
——武漢堤防,人水共生/張從志“三聯(lián)生活周刊2020年第31期” P50
我第一個(gè)想到的是:將全部土堤在枯水季節(jié)改成水泥壩,用十年時(shí)間完成。這顯然是要大筆錢,但是,這二百公里水泥壩,造價(jià)應(yīng)該不超過(guò)地鐵的造價(jià)吧,為什么不痛下決心,保百年武漢市的平安呢?
顯然,這超出了我的能力范圍,我不可能代替武漢市做這個(gè)決定……
另外,長(zhǎng)江流域那么江堤,不可能都這樣改造,那成本太大了……
今天早上,靈感涌上來(lái)了。我首先想到的第一套方案是:
一.在江堤內(nèi)側(cè)(靠城市地面一側(cè)),挖掘二十米以上深溝,吊入成排插入二十米長(zhǎng),寬二三米左右的水泥混凝土預(yù)制板,水泥預(yù)制板之間用邊緣的槽溝相互藕合(例如,一塊一邊如U型(或V型),另一邊一塊邊緣插進(jìn)U槽之中,寬松配合,(可以所有的預(yù)制板一邊平面,一邊有U型槽;或者一邊V凹陷槽,一邊準(zhǔn)梯形)安裝到位后,
1.相鄰的水泥預(yù)制板上半部,可以用U型鋼筋焊焊接幾個(gè)點(diǎn)(U型號(hào)連接使之可以有一定相互錯(cuò)位的自由度);
2.U型槽內(nèi),最內(nèi)側(cè)可以有小V字凹陷,我們可以在這里從下向上注入高溫瀝青,軟組織粘結(jié);V型號(hào)凹陷邊緣,與準(zhǔn)梯形接合,自動(dòng)有V字體間隙,可以注入高溫瀝青軟粘結(jié))。或者可以注入硅膠,氟橡膠);
二.用粘土注入間隙,壓緊土層。
這成本似乎不會(huì)太高。但是,幾乎徹底結(jié)束了土質(zhì)大堤螞蟻水獺等動(dòng)物在大壩打洞引起管涌的可能性,而且,幾乎沒(méi)有改變目前大壩的外觀,靠江一側(cè)仍然可以保持土質(zhì)斜坡。
我們要做的就是要改造現(xiàn)有的挖土機(jī),使它有幾十米長(zhǎng)的挖掘長(zhǎng)臂……
或者我要發(fā)明一個(gè)長(zhǎng)臂小直徑的掘洞機(jī),它可以垂直挖出來(lái)深二三十米深,直徑二三十厘米的洞,并把土傳輸?shù)降孛妫梢源怪贝蛞慌趴,最后再把這些孔之間隔層挖走切穿,這樣我們就可以不斷地插上我們的長(zhǎng)條水泥預(yù)制板……
這叫“吳秀才地面深槽小口徑掘洞機(jī)”——專為垂直放置預(yù)制板而設(shè)計(jì)……
我想到可能問(wèn)題是:
1.如果是流沙型的地面,這會(huì)不斷塌方,最后還是以開(kāi)放開(kāi)挖地面到二十米深,放置本發(fā)明的防水水泥預(yù)制板,再填滿壩土。
好處是:從上到下都可以用U型鋼筋焊接多處,使連接更加牢固;水泥板之間的加注瀝青或硅橡膠時(shí),不受地下水污染和打擾;
2.長(zhǎng)期地面應(yīng)力可能使部分預(yù)制板斷裂。必要時(shí),可以五米左右(猜)有間歇性無(wú)水泥鋼筋連接,注入瀝青或硅橡膠保護(hù)連接水泥板鋼筋,這樣它們被允許變形。
這方案,對(duì)于農(nóng)村小型河道堤防,應(yīng)該特別適合,因?yàn)榭赡苁咨畹乃囝A(yù)制板墻就足夠了,普通挖掘機(jī)就可以完成工程了。
(二)
我想到的第二方案是:
一.釆用打樁機(jī)的鋼管,在鋼管兩側(cè)焊上鋼板,形成雙面齒梳子結(jié)構(gòu),用打樁機(jī)擊打擊中央鋼管,帶著楔形鋼板頭部一道沉入地面:
1.鋼板一側(cè)是平面,另一側(cè)鋼板垂直邊緣,先用水平切割一定數(shù)量細(xì)縫,再間隔相反方向壓彎折,形成垂直地面方向限位槽——讓另一塊雙面梳鋼板平面邊緣插進(jìn)來(lái),相互限位藕合成整體墻片;限位槽外側(cè)再焊薄長(zhǎng)片鋼條密封,使之下一步可注入瀝青;
2.打入一段雙面齒梳子結(jié)構(gòu)的鋼管鋼板,再焊上下一段的雙面齒梳子結(jié)構(gòu)的鋼管鋼板,鋼管鋼板一道焊成一體……
二.第一片鋼板頭部厚一點(diǎn),其余鋼板表面臨時(shí)噴涂熱瀝青,減少長(zhǎng)期鋼板被腐蝕速度。
三.鋼板之間相互藕合處,從下向上注入熱瀝青或橡膠,一是保護(hù)鋼材邊緣減少腐蝕,二是消除水通過(guò)鋼板間隙兩側(cè)的流動(dòng);
四.鋼板墻上端各片之間用U型鋼筋焊焊接一些點(diǎn),使之成為整體,但又可以相互錯(cuò)位變形。
這一方案,如果在武漢市區(qū)實(shí)施,幾乎沒(méi)有造成地面上任何變化——只是讓武鋼產(chǎn)能充分利用幾年,但是,武漢市八百公里江堤,將百年無(wú)憂?
武漢市1959年最高水位29.73米,枯水期13米,二十米鋼板高絕對(duì)夠了。釆用1厘米的鋼板,對(duì)800公里兩邊江堤打入鋼板墻,需32萬(wàn)立方米的鋼材——一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)105*68=7140平方米,要堆45米高左右。250萬(wàn)噸左右。一噸3500元,約87億元人民幣。
這是材料的造價(jià),這武漢市,這不到一百億人民幣材料費(fèi),是不是完全可以承受?
——這就可以保證武漢百年無(wú)潰堤之憂?
想象牛頓推導(dǎo)出萬(wàn)有引力公式,或者是愛(ài)因斯坦推導(dǎo)出質(zhì)能公式的心情吧……