图说古代水利工程(图说中华水文化丛书)
上QQ阅读APP看本书,新人免费读10天
设备和账号都新为新人

三、古代埽工

埽工是中国独创的用于护岸、堵口和筑堤等工程的水工构件,主要用于黄河等多沙河流上。

img

清康熙年间黄河两岸埽工(引自済张鹏翮《治河全书》)

(一)埽工技术的由来

埽是以薪柴、竹木等软料夹以土石卷制捆扎而成的水工构件。每个构件称埽捆,简称埽,小的称埽由或由。将若干个埽捆连接修筑成护岸、堵口等工程就称埽工。

埽工技术起源较早。战国时期,以芦苇、茅草等做成“茨防”堵塞决口,这可能是最早的草埽。汉武帝瓠子堵口所用也是埽工,以竹子为骨架。

北宋初年,埽工技术走向成熟,并得以普遍应用,正式称“埽”。天圣年间(1023—1032年),埽工建筑已遍布黄河两岸,上起今河南孟县,下至今山东惠民,险工地段共有埽工45座,成为黄河防洪的关键工程。此后,随着黄河下游河道的不断北移,埽工工程也逐渐向北延伸。至元丰四年(1081年),黄河两岸有59埽。埽工设专人管理,所需维修经费由政府按年拨付。

宋代以后直至民国年间,埽工一直是黄河堵口和护岸的主要工程形式。元代已有专门从事埽工制作的技术工人。清代中叶后,埽工制作由卷埽改为厢埽。

由于石料加工不易,水下胶结材料缺乏,历史时期埽工一直是不可或缺的水工构件。直到近代引进混凝土材料,才逐渐被砌石坝工所代替。目前,在一些小型防洪工程、引水工程以及施工围堰工程中,有时仍然采用埽工技术。

img

大埽(引自清麟庆《河工器具图说》)

img

运送埽料

(二)埽工的特点

埽工是中国古代治河工程的独创,具有显著的优点: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,能在深水情况下(水深20米上下)构筑大型险工和堵口截流;③所用梢草、土石等本为散料,但可用绳索、桩木等将之固结为整体;④梢草、秸料等具有良好的柔韧性,易于适应水下的复杂地形(尤其是软基),易于缓流、留淤;⑤用埽工构筑施工围堰,完工后便于拆除。

然而,埽工自身也存在着严重的缺陷,这主要表现在如下三个方面:首先,梢草、秸料和绳索等易于腐烂,需经常修理更换,花费较多;其次,埽体的整体性较石工等永久性建筑物差,往往一段蛰陷,即牵动上下游埽段连续蛰塌、走移,形成严重的险情;最后,埽工桩绳操作运用复杂,施工工人必须技术娴熟。

img

清代绘制的卷埽施工示意图

(三)埽工的用料

埽捆的用料颇有讲究,宋代卷埽制作中,柳梢与草的比例为“梢三草七”。元代卷埽用柳梢较少,不及草的1/10。明代埽工柳梢所占比重为草的1/5,无柳梢时用芦苇代替。清代逐渐以秸秆代替柳梢。

梢草与土料的比例,黄河所用埽工的制作经验是“埽内宜软不宜硬,宜轻不宜重”,即充分利用黄河含沙量大的特点,使水中的泥沙透入埽中,进一步加固埽体。

img

推埽入河

(四)宋代卷埽

宋代河防工程中所用的多是卷埽。宋代卷埽程序如下:①选地,即先选择一处宽平的堤面作为埽场;②铺料,即沿地面密铺草绳,草绳上铺以梢枝、芦苇之类的软料,软料上压土一层,并掺以碎石,然后再将大竹索横贯其间,即所谓的心索;③卷捆,即将逐层铺好的埽料卷捆起来,然后用较粗的尾绳拴住两头,埽捆由此做成;该埽体积颇大,一般高数丈,长倍之,移动时需几百甚至上千人。④就位,即将埽捆移至堤身薄弱之处,推下河,并用竹小索系于堤岸的柱橛上,在埽上打进长木桩,使之直透地下,将埽固定起来。“埽岸”由此做成。

img

厢埽纵断面图

img

厢埽结构示意图

img

1935年黄河董庄堵口时主坝柳石枕合龙下口的情形

(五)清代厢埽

清乾隆以后,厢埽(又称软厢)逐渐取代卷埽。卷埽制作需要宽敞的施工埽台,若卷制直径1米的埽,则须宽7米的埽台才能卷得紧实。此种埽台费时费力,因而,至乾隆年间慢慢演化成捆厢船,即埽的制作改在堤面与捆厢船之间进行。施工时将一大船(捆厢船)横于坝头,在船和堤之间铺以绳索,绳索上铺以秸料和土,然后用绳和固定桩将之捆扎起来,做成一坯。如此,一坯一坯地逐层压向河底,质量较高。而且,由于秸料较软,就地取材,短时间内即可做成庞大的埽体,较之卷埽灵活省工。

厢埽法分为顺厢和丁厢两种做法。顺厢就是将秸料顺水流方向铺放,丁厢就是除底部一坯的秸料顺水流方向平铺外,其余各坯秸料的铺设方向与水流垂直。顺厢多用于堵口;丁厢多用于护岸和防凌。