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摘要:混凝土联锁板护坡结构型式在20世纪80年代末引入我国,有着结构型式新颖、抗冲刷能力强、适应沉陷位移或冻涨变形等特点,易于维修养护管理,且综合成本低于相同规格常规混凝土预制板快护坡和浆砌石。近年来,联锁板护坡砖被广泛应用于河流的治理如河岸、河堤、防洪溢洪道等工程以及城市河道护坡改造工程中,本文针对此护坡形式特点,结合工程案例,阐述生态混凝土联锁板在堤防护坡中的施工工艺及特点。
关键词:生态;混凝土联锁板;护坡;工艺;应用
1工程概况
黑龙江省黑龙江干流堤防工程王家店堤防位于黑龙江省伊春市嘉荫县向阳乡境内,以保护村屯、耕地为主,设计防洪标准为30年一遇,堤防级别为3级。生态混凝土联锁板护坡主要在王家店堤防K2+938-K4+238段背水面,长度1.3km,属于新建堤防,本工程设计量为12531平方米,此段堤防迎水面紧邻黑龙江,背水面与村屯相接。工程竣工后,可保护王家店村屯4个,人口约1400人,保护面积2.11万亩。
生态混凝土联锁板护坡通过在黑龙江干流堤防项目中的工程实践,探索出生态混凝土联锁板铺设安装的施工要点,体现出了生态联锁板护坡的多项优势特点,并取得了显著的经济效益和社会效益。希望通过本文对生态混凝土联锁板块施工及特点的介绍,能给类似工程起到借鉴和启示作用。
2生态混凝土联锁板的结构形式
联锁板强度等级C25、抗冻等级F200,单块尺寸448mm×305mm×150mm(长×宽×厚),单块单孔,孔口尺寸161mm×80mm(长×宽),所以棱角均需做圆弧处理,圆弧单径不大于5mm(构造要求除外),不能有尖角。同时保证各版块连接紧密,除正常空心要求和圆弧边角位置外,连接块间间距不能大于2mm。联锁板除了满足工程安全需求外,还应满足景观要求,保证块体及铺设后的砌墙美观、平整,联锁板如果从厂家采购,块体尺寸、孔口尺寸,单块孔数均可适当调整,其他要求同上,并保证铺设后20%≤空心率≤25%。
3 适用范围
生态混凝土联锁板护坡适用于行洪河道、输水渠道、平原水库护坡和市区河道以及沿海防潮堤坝防护护坡等,保证工程正常运用,延长使用年限,提高工程的技术经济效益。特别适用于工期紧张、现场混凝土浇筑困难、且有景观要求的中小型河流护坡工程。
4 生态混凝土联锁板块施工要点
4.1平整坡面
先把要铺设的基面按设计坡度找平、夯实。一般10-15m为一段,挂线,用水平仪上下找平;按照设计坡度进行边坡地基处理,清除杂草、树根、突出物,对于较大的突出物或深坑用推土机现初步推平,最终使边坡表面平整、密实,并符合设计要求。若基层夯实、找平处理不好、会直接影响联锁板的铺设质量与施工进度。
4.2测量放样
铺设前应首先测放出坡脚起坡线及起坡线高程,然后确定坡顶线高程,每一纵坡线,横坡线均应挂线铺设,由坡脚向坡顶施工时,每层联锁板铺设时应严格按照挂线要求,保证每块联锁板的高程和平整度。在堤防转弯处应加密挂线,保证铺设完坡面的整体平整度及观感。
4.3铺设无纺布
在平整完成的坡面上铺设无纺布,要求无纺布有一定的抗撕拉能力,有一定的厚度,每平米重量不小于400g为好,无纺布搭接长度不得小于15cm。
4.4现场铺设
4.4.1坡面上的连锁块铺设前,应根据测量人员放的坡脚线及坡顶线,进行加密控制,使铺设部位形成纵横斜控制线,便于质量控制。
4.4.2本标段设计混凝土联锁板块448*305*150,重量较大,人工搬运困难,采用搭设临时钢管滑梯的办法向坡脚和坡面运送联锁块,施工效率将大幅提高;若坡面太长,需采用二次运送的方式,避免因下滑速度过快碰撞、损坏其他联锁板块。
4.4.3铺设联锁板块前先排放、从下到上排两列,计算坡面能用多少块联锁板,生态联锁板块上、下沿与砼固脚、砼压顶间有多大间隙,只有这样才能确定第一块联锁板块缩放的位置。第一块联锁板块所放位置的准确与否,直接影响以后的铺设质量。
铺设联锁板块一般在左下边沿或右下边沿沿水流方向开始铺设两行,长约10m,然后再45°角斜向上铺设。不能沿垂直水流方向铺设,因为垂直铺设易产生误差,铺一段距离误差将不断增大,将导致不能继续铺设。
联锁板块与砼固脚、砼压顶连接时,现浇筑固脚和压顶至一定高度,待坡面联锁板块铺设整体完成后,将坡脚和坡顶联锁板块浇筑至砼固脚和砼压顶内,使其连接成整体。
4.4.4联锁板块铺设成型后,按单元进行外观质量、平整度以及缝宽进行检查,满足设计和施工规范要求。
4.4.5正式铺设前应做百米试验段,确定总体施工人员、机械和材料投入数量和计划,发现施工难点,进一步明确施工技术要点,为后续施工起到很好的借鉴作用。
4.5质量控制措施
4.5.1向各施工员和施工班组做好联锁板块铺设技术交底,熟悉铺设工艺流程,掌握施工技术要点,明确施工质量标准。
4.5.2在正式铺设前加强基层验收,坡面平整度、压实度以及坡度符合设计要求。
4.5.3混凝土联锁板块铺设重点是控制好三条线和一个面,三条线分别是坡顶线、底脚线和每层铺设控制线,一个面是铺设面。保证了三条控制线的质量和铺设面的平整,也就保证了坡面整体的平整度和外观质量。
4.5.4由于联锁板块铰接能力强,只能沿一方向进行铺设,且铺设后难分离,拆离时极易造成联锁板块破损、断角的情况,在堤防转弯处应加密垂直坡面控制线,施工中要严格按照控制线铺设,尽量不能多铺,以免影响施工进度或施工质量。
5 生态混凝土联锁板护坡优点
5.1生态性能高:①生态联锁板护坡特有的生态性能满足水土保持的功能,联锁式护坡的开孔使它透水、透气性较强,保证地下水的正常补给和岸坡水的排出;②河岸、护岸仍可生长植物,具有净水功能的微生物、鱼类、植物和其他水生生物仍可生存,提高了河水的自净能力;③砖孔中生长的植物作为滤屏障,对防止岸坡顶的水土流失、垃圾及有害水体在地表径流作用下直接进入河道,起到一定的净化和阻碍作用,降低对水的污染;④植物的根系深入土层对坡面结构也起到一定的加固作用。
5.2施工简单快捷:护坡砖不需要水泥砂浆勾缝和机械设备,只是简单的联锁,直接铺装,施工快捷,工期缩短。
5.3节约成本:①本工程采用生态联锁式护坡技术,与传统的混凝土预制块或浆砌石技术相比,由于无纺布的使用代替了传统工程的砂、石料反滤层,使整个衬砌结构上有了创新,坡面反滤材料得到了简化,成本降低;②普通人工经简单的培训就能操作,人工费用降低,节约成本。
5.4时效性快:生态联锁式护坡施工完后即可发挥效益,避免了混凝土及砌石结构需要一定养护期工程发挥效益延迟的问题。
5.5结构合理、先进:因为联锁板护坡是通过板与板两个方向上的相互联锁形成的一种护坡结构,大大增强了护砌面抵抗下层坡面土壤沉陷变形导致护砌面遭受破坏的能力,同时联锁板护坡的防冲刷性能因板的底部铺设一层无纺布也得到加强。
5.6便于工程管理和控制:①凝土联锁板可依据工程需要批量生产,其预制生产不受时间、地点限制,可常年生产,可随时采购进场;②混凝土联锁板预制生产可以采用集中的批量生产,或者直接采购成品进场,因此容易按照生产技术标准严格控制构件质量,在现场施工只需完成联锁铺设,不必像浆砌石护坡那样难以控制石料质量、砂浆标准、饱满度、垫层厚度质量等,避免这些因素对工程质量的影响,从而也减少这些工序所带来的一系列技术、经济问题。
5.7适应性强:①现场铺砌施工很快,非常有利于大面积的施工和防汛抢险工程,现场施工不需要电力,施工要求条件不高,非常有利于防汛河道和偏僻河道的护坡施工,减轻野外工作的压力的强度,更好的保证的工程质量和进度;②联锁式护坡砖与砖之间可以有适当的位移和变形,铺面系统遇到由沉陷、结冰、滑坡、膨胀土等引起的小规模变形时具有高度的适应性;③最陡的边坡坡度可达1:1,并且可以在高速水流引起的高切应力下安全的工作。
5.8美观耐久:①整体美观的护坡效果,体现了河岸护坡的人性化设计,实现了以人为本的自然景观设计理念;②生态混凝土联锁板块本身强度、密实度高,具有很强的抗冲击能力,耐久性好。
6结论
生态护坡以其美观耐久、施工简捷、生态环保等诸多特点,已经受到人们越来越多的重视和关注。生态护坡有助于保持生物多样性和改善水质,以及提供给人们美好的生存环境。生态混凝土联锁式护坡作为生态护坡技术的一种,无论是设计理念、使用功能还是应用效果,都达到或超过了水工护坡工程的技术要求,具有极高的推广应用价值和广泛的市场前景,也将为水利工程建设增加非常大的经济效益和社会效益。
参考文献:
[1]曹载宏;生态联锁式护坡技术在河道护坡技术工程中的应用[J];水利规划与设计;2014年第1期