红色字体处注意 英文:谁能帮忙介绍一下钱塘江海塘的直立式和斜坡式

来源:百度文库 编辑:高考问答 时间:2024/05/02 15:51:26

钱塘江北岸正当钱塘潮的巨大冲激,其中海宁涌潮高达3米左右,流速高达每秒12米,对海塘的冲击力可达每平方米7吨,破坏力惊人。为制止潮流侵袭,历史上曾采用过多种海塘形制,然而最终以砌石工见长。

至迟北宋景祜时(1034~1038)在钱塘江口开始陆续修建石塘。此前,竹笼海塘屡被冲毁,“工部郎中张夏出使,因置捍江兵五指挥,专采石修塘,随损随治,众赖以安”①。置捍江兵修筑海塘,每一指挥领兵400人,以军事化的方式组织石材采集和施工,以保障工程质量。至此海塘建设和管理具有准军事性质。

南宋时钱塘江口石塘石工逐渐增多。乾道九年(1173)、淳熙元年(1174)屡兴大工,钱塘江海塘的砌石塘工已经具有一定规模②。明清时期钱塘江海塘砌石塘工逐渐成为主流塘工形式。长江口海塘自明代开始系统兴建。土石塘工并用,常有土塘常修常溃的情况,既有维修的不便,也有管理的困难。清雍正五年(1727),雍正帝以为“东南财富之区,灌溉田亩,保聚室庐全赖海塘捍卫,朕思海潮冲激,风涛旋转难定”,他反对松江一带海塘土石塘工兼用,“土塘历年经久,未免可虞,不若一概尽修石塘,为一劳永逸之计”③。七年(1729)松江一线海塘全部改为石塘。据《清会典事例》记载工部规范:“松江一带海塘,平铺实砌,每丈用条石六十七丈,长大桩木百根,石块六面凿齐,合缝平稳;用杨桃藤、糯米为汁和灰抿缝。”④塘体虽较浙西钱塘江海塘小,但是环长江口从此形成了系统且形制规范的砌石海塘工程。

在钱塘江西岸海盐—海宁一线经过明清两代数百年的经营,经过了无数次惨重的垮塘,终于在基础工程结构和施工技术上取得了重要突破,诞生了以鱼鳞大石塘为主体的重力型海塘工程体系。砌石海塘除了自身结构整体性外,还有许多当时难以解决的工程技术问题,如重力塘体与粉沙软基结合部的结构问题,用于基础处理的深桩和护塘木桩在施工过程中基础液化问题,由于基础渗漏而产生的海塘背水面的排水问题。正是这些工程难题的一一克服,才创造了完备的大型海塘工程,这种融主体工程、基础工程、消能防冲工程和排水工程为一体,称之“鱼鳞大石塘”,是中国海塘工程的典型,在古代土木工程技术中具有重要地位。

(一)直立海塘

直立海塘是类似挡土墙的海塘,迎水面大石直立砌筑,背面回填物由碎石向土料过渡,特点是石工工程量小。由于塘身断面较小,工程的抗冲性和结构稳定性差,早期的砌石海塘多采用这种塘式。

浙江上虞的王永石塘被认为是直立式海塘的典型⑤,元至正七年(1347)建,长1944丈。王永石塘结构和施工都较为规范。其结构与施工过程大致如下:

①《宋史•河渠志》记:“至景枯中,以浙江石塘积久不治,人患垫溺,工部郎中张夏出使,因置捍江兵五指挥,专采石修塘,随损随治,众赖以安。”宋景枯前浙江有砌石工海塘。又指挥为军事编制,一指挥辖500人。二十四史河渠志注释本,第188页。
②《宋史•河渠志》,二十四史河渠志注释本,第188~189页。
③,④ 《清会典事例》,中华书局影印本,1991年,第581页。
⑤ 汪家伦,《古代海塘工程》,中国水利电力出版社,1988年,第33~39页。

石塘每1丈,打基桩32根,排列成4行,前后参差。桩木周长1尺,长8尺,尽入土内。基桩上千置长5尺、宽2尺5寸的条石,作为塘基。其上用条石纵横错置,犬牙相衔,叠砌到5至8层上以条石侧置压上。石塘后再填一丈多厚的碎石,碎石上壅土培筑土塘①。

这种早期的砌石结构已经注意了基础的加固处理,塘体三部分:基础、砌石体、回填土体,其中最耗时的是石塘基础打桩过程,施桩处理的基础,将来自上部的重力均匀分散;砌石纵横错缝砌筑,以增加塘身的抗剪强度和整体性;砌石体背部由碎石向土体过渡,呈反滤体结构。这样既增加了塘身整体重量,提高了稳定性,也减少了石材用量。这种塘式适合于潮水冲激不甚严重的地段。

上虞王永石塘在明洪武时增修过,逐渐推广至浙江绍兴一带,一直沿用至今。此类石塘,受塘身稳定的制约,一般高度在2米上下[见图4—70(a)]。

(二)斜坡式石塘

迎水面呈斜坡状,以大条石堆砌,条石后填以小石,背坡以土堆筑,塘体是土石结构,因外形而称“坡陀塘”,塘体稳定性比直立式海塘好。清代修筑这一塘工,在海宁每筑塘一丈,用银300两,相比鱼鳞大石塘每丈用银17 331两的造价要低廉得多②。

明成化十三年(1477)按察使杨渲修筑海盐石塘。“先是,塘石皆叠,砌势陡孑。仿宋王安石居鄞修筑定海塘式,砌法如斜坡,用杀潮势。石底之外俱用木桩,以固其基。初下石块用一横石为枕,循次竖砌,里用小石填心,外用厚土坚筑。”③据此这一塘式似始于宋代定海海塘,明代这一类型塘工的筑塘程式比较规范。早期坡陀塘砌石体变化不大,断面上条石呈一横一纵形式修筑,如图4-70(b)所示,后来逐渐演化,应为清鱼鳞大石塘的雏形。

明万历五年(1577),修复海盐石塘,“虑湍激为患,有荡浪木桩以砥之;虑直荡堤岸,有斜阶以顺之。其累石,下则五纵五横,上则一纵二横。石齿钧连,若亘贯然。计百计撼之不摇也”④。塘身施工更强调砌石纵横交错,使结构整体抗剪性能增强,并且这种阶梯状的外形有利于消纳波浪。按清康熙五十九年(1720)工部额定海宁石塘形制:砌石每长五尺,宽二尺,厚一尺⑤,明代中后期海塘塘条石尺寸不应与此有太大的出入,照此估计万历海盐县的此类塘工的外形比较壮观。

斜坡式海塘坡度平缓,抗抬防浪效果优于直立式海塘,但是在强潮流的作用下,护面内外的压力差容易使块石脱落,因此应用范围有一定局限。

(三)黄光升大石塘

嘉靖二十一年(1542)浙江水利佥事黄光升五纵五横的砌石方法,在海宁修筑了高达10米,塘身由18层条石砌成重力型海塘。这种纵横交错的骑缝叠砌法,使砌石互相牵制,较大程度增加塘体稳定和抗风浪抗冲刷的能力。新型重力海塘引起人们的注意,海塘砌石技术至此进入了新的阶段。