王春江,武營軍
(長江巖土工程總公司,430010,武漢)
’98長江大水后,國家開展了大規(guī)模長江防洪工程建設(shè)。護(hù)岸工程作為長江重要堤防隱蔽工程的重要組成部分,不但直接關(guān)系到已建堤防的安全,而且對(duì)控制長江多變的河勢起到十分重要的作用。其中,模袋混凝土在長江中下游護(hù)岸工程的成功應(yīng)用,為河道防護(hù)、路堤邊坡防護(hù)提供了一種新的施工工法。
以長江重要堤防隱蔽工程安徽省無為大堤加固工程湯溝段護(hù)岸工程為例。
該段護(hù)岸工程采用模袋混凝土施工方法。模袋混凝土護(hù)岸長度約512 m,鋪設(shè)寬度約40 m,施工區(qū)最大流速為 0.8 m/s,水深 0~14 m,模袋混凝土護(hù)岸面積約2萬m2,混凝土標(biāo)號(hào)為C20。整個(gè)施工區(qū)域地形起伏不平,有陡坎、低凹及凸出石塊,在進(jìn)行模袋混凝土鋪設(shè)前必須進(jìn)行專項(xiàng)理坡。
工程特點(diǎn):①施工區(qū)最大水深為14m,必須選擇合理的混凝土澆筑方式;②岸上場地狹小,易受“桃花汛”影響,設(shè)備停放和材料的堆放應(yīng)合理、有序,便于工程施工;③施工區(qū)風(fēng)大、浪高、水流湍急,致使準(zhǔn)確控制中線和縫合模袋比較困難;④確保水下模袋充填飽滿、鋪設(shè)平整以及單元體間的搭接密貼是施工質(zhì)量控制的難點(diǎn);⑤設(shè)備進(jìn)場道路不暢。
模袋混凝土是用高強(qiáng)機(jī)織土工布縫制成模袋,在其中充填混凝土或砂漿或砂而成形的一項(xiàng)新的護(hù)岸工程新技術(shù),在國內(nèi)尚屬發(fā)展階段,在長江流域長江委亦是首次采用。
目前,國內(nèi)施工的主要施工方法為:①“先鋪后灌”的陸地法作業(yè)。②“先灌后鋪”的滑道法作業(yè)。根據(jù)湯溝段護(hù)岸工程特點(diǎn),結(jié)合施工區(qū)域的水文、地質(zhì)條件,最后決定采用“先灌后鋪”的滑道法施工工法。
模袋混凝土施工滑道由長20 m、寬4 m、高2 m的鋼結(jié)構(gòu)桁架焊制而成?;酪欢擞勉q支座焊接在150 t的浮吊船頭,另一端設(shè)吊點(diǎn)。浮吊起重系統(tǒng)根據(jù)工程需要調(diào)整滑道的傾斜度,滑道作為模袋鋪設(shè)、固定、充填、下滑的工作平臺(tái)。
模袋混凝土施工程序見圖1所示。
根據(jù)設(shè)計(jì)提供的平面和高程控制點(diǎn)坐標(biāo),在施工現(xiàn)場建立四等2首級(jí)平面控制網(wǎng)和四等高程控制網(wǎng)。
設(shè)立現(xiàn)場平面控制網(wǎng)后,進(jìn)行施工區(qū)的水上和水下地形測量,并繪制水上與水下施工地形圖。
(1)陸上理坡
陸上部分采用人工理坡,在坡面上采用“挖高填低”的方法,確保坡面平順過渡,滿足模袋鋪設(shè)的技術(shù)要求。注意將坡面上露出的塊石或其他尖狀物移走,防止模袋破損。
(2)水下理坡
圖1 模袋混凝土施工程序圖
根據(jù)水下地形測量成果進(jìn)行水下理坡。對(duì)坡面進(jìn)行整平,消除表面雜物及凸出塊石,填平凹坑,確?;嫫巾樳^渡,無突變及向上的尖狀塊石。
潛水員在水上測量員和起重船的配合下,沿著預(yù)先放置好的雙軌(找平導(dǎo)軌)之間進(jìn)行水下理坡作業(yè)。對(duì)突出河床坡面的土埂采用高壓水槍沖除,凸出塊石由浮吊移運(yùn),凹坑處回填中粗沙或碎石。
模袋采用高強(qiáng)化纖機(jī)織土工布縫合而成。單塊長約40 m,寬4 m,每隔4 m設(shè)置一個(gè)灌口,灌口直徑20 cm。為了便于模袋的搭接,模袋搭接布設(shè)在單塊模袋下游,搭接布長度不小于1m。
(1)鋪設(shè)順序
考慮到水流流速對(duì)模袋混凝土位置的影響,模袋鋪設(shè)順序一般從上游向下游依次進(jìn)行,每個(gè)鋪設(shè)斷面由陸上埋固溝向江心鋪設(shè)。
(2)鋪設(shè)工藝
①首先將浮吊船頭的滑道伸向岸邊,然后將模袋在滑道上鋪設(shè)好,模袋起始端與埋固溝端的加筋土工布進(jìn)行現(xiàn)場縫合,確保固定穩(wěn)定。
②在浮吊船上設(shè)置錨泊定位系統(tǒng),通過錨泊定位系統(tǒng)調(diào)整船位。模袋鋪設(shè)時(shí),在陸上測量員的指揮下,絞動(dòng)領(lǐng)水錨并緩慢放松兩根岸纜,使船向江心移動(dòng),模袋鋪設(shè)的軸線位置利用船頭上游的橫向錨控制。船舶移位時(shí),使滑道中心線與模袋鋪設(shè)中心線平齊。模袋間距嚴(yán)格控制在搭接布長度的范圍內(nèi),并使兩塊模袋靠接緊密。
(1)混凝土配置
根據(jù)工程特點(diǎn),結(jié)合現(xiàn)場施工條件,確定在浮吊上設(shè)置拌和站。沙、石、水泥等原材料采用水路運(yùn)輸,利用浮吊抓斗抓吊沙、石,通過皮帶機(jī)輸送至配料站料斗內(nèi)經(jīng)自動(dòng)計(jì)量后進(jìn)入攪拌站攪拌。
(2)混凝土輸送與填充
采用混凝土泵輸送混凝土,通過橡膠軟管向模袋內(nèi)填充?;炷撂畛湟话阋运_作為分界線分為兩段:水腳線以上為陸上段,以下為水上滑道段。首先填充陸上段,填充方向自水腳由低而高;然后由水腳邊向江心方向填充水上滑道段模袋混凝土,填充一段鋪設(shè)一段。填充時(shí),由操作工在模袋上用腳踩,保證模袋內(nèi)混凝土的密實(shí),浮吊沿模袋中心線緩慢向江心移動(dòng);同時(shí)調(diào)節(jié)滑道坡度,使填充密實(shí)的模袋沿滑道下滑,準(zhǔn)確地滑落在護(hù)坡上,直至完成該斷面模袋混凝土的鋪設(shè)任務(wù)。然后,重新移船定位,在下一斷面重復(fù)以上施工程序,完成全部模袋混凝土護(hù)底的施工任務(wù)。
①模袋制作尺寸必須符合設(shè)計(jì)要求。
②混凝土嚴(yán)格按照配合比進(jìn)行拌和,拌制好的混凝土有良好的和易性和流動(dòng)性。
③模袋鋪設(shè)時(shí),岸上架設(shè)儀器隨時(shí)進(jìn)行測量定位,水下由潛水員觀測模袋鋪設(shè)情況,并及時(shí)向現(xiàn)場負(fù)責(zé)人反映各種異常情況,及時(shí)進(jìn)行修正。
④確保模袋搭接牢固,中線準(zhǔn)確無誤。
模袋混凝土護(hù)岸是將流動(dòng)混凝土或砂漿用泵灌入由合成纖維制成的模袋內(nèi)形成混凝土面層。模袋混凝土護(hù)岸具有整體性強(qiáng)、抗沖能力強(qiáng),施工機(jī)械化程度高、施工速度快,施工質(zhì)量容易控制,能減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和管理維護(hù)工程量及費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn),但相對(duì)存在對(duì)河道平整度要求高,水下岸坡整修量大且定位較困難,適應(yīng)河床變形能力差,造價(jià)高等缺點(diǎn)。目前,模袋混凝土護(hù)岸的水深一般要求在10 m左右,在河道外形變化急劇、水下地形起伏大的地段尚無應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),有待于進(jìn)一步研究和實(shí)踐。
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