長江 12.5m 深水航道工程新型生態(tài)聯(lián)鎖塊排十字塊預(yù)制及施工工藝

阮學(xué)成，徐加峰，郭云飛，張志波，楊東林

（1.中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，上海 200032；2.中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

長江 12.5m 深水航道工程新型生態(tài)聯(lián)鎖塊排十字塊預(yù)制及施工工藝

阮學(xué)成1，徐加峰2，郭云飛2，張志波2，楊東林2

（1.中交第三航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，上海 200032；2.中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

長江南京以下 12.5 m 深水航道建設(shè)一期工程 通州沙Ⅱ標段 T11+650—T12+685 段，灘面高程-0.5～1.0 m 之間，在該區(qū)域存在 1 塊面積約為 100 萬 m2的灘面區(qū)，作為生態(tài)排試驗段。生態(tài)聯(lián)鎖塊排采用土工格柵鋪底，上面鋪設(shè)混凝土十字塊的結(jié)構(gòu)形式。采用干硬性混凝土壓制生態(tài)排十字聯(lián)鎖塊，預(yù)制工藝成熟，預(yù)制速度快，混凝土塊體質(zhì)量好，生態(tài)排取得良好的護灘與生態(tài)保護效果。

深水航道；生態(tài)聯(lián)鎖塊排；干硬性混凝土；預(yù)制

1 工程概況

長江南京以下 12.5m 深水航道一期工程通州沙Ⅱ標段 T11+650—T12+685 段灘面高程約-0.5～1.0m 之間，在該區(qū)域存在 1 塊面積約為 100 萬 m2的灘面區(qū)，此區(qū)段作為長江深水航道生態(tài)試驗段。該區(qū)段位于長江深水航道整治工程沖刷最嚴重的狼山沙左緣區(qū)域，施工環(huán)境復(fù)雜，施工難度較大，尤其高灘段沖刷嚴重，生態(tài)保護要求高。設(shè)計采用生態(tài)聯(lián)鎖塊排對該區(qū)域進行生態(tài)保護。

生態(tài)聯(lián)鎖塊排主要采用土工格柵鋪底，上面鋪設(shè)混凝土十字塊的結(jié)構(gòu)形式。面臨長江汛期將至，所需十字型聯(lián)鎖塊數(shù)量 72 000 塊，工期緊，任務(wù)量大。

生態(tài)聯(lián)鎖塊排的結(jié)構(gòu)形式分生態(tài)保護區(qū)和生態(tài)修復(fù)區(qū)兩種結(jié)構(gòu)形式。

1.1 生態(tài)保護區(qū)結(jié)構(gòu)形式

生態(tài)保護區(qū)分為側(cè)面防護和灘面防護兩部分。側(cè)面防護：蘆葦生長區(qū)的邊界與被沖刷灘面間存在明顯的沖刷痕跡，有 0.5~1.0m 的高差，采用自然修坡的方法將其修整為緩于 1∶3 的自然坡，再鋪上聯(lián)鎖塊生態(tài)排進行防護。灘面防護：為防止灘面沖刷，同時給蘆葦留出生長空間，設(shè)計采用大網(wǎng)格的土工格柵護灘，格柵網(wǎng)格 10 cm 見方，采用防老化的聚酯高分子，格柵上采用“十”字型混凝土塊進行壓護。

1.2 生態(tài)修復(fù)區(qū)結(jié)構(gòu)形式

在生態(tài)軟體排上種植培育好的蘆葦，生態(tài)軟體排排體與普通排體之間搭接不少于 10m，并用網(wǎng)裝塊石壓護。

2 生態(tài)十字聯(lián)鎖塊預(yù)制的工程特點

經(jīng)過分析調(diào)研預(yù)制塊的各種生產(chǎn)工藝、方案設(shè)計與試制，決定采用干硬性混凝土壓制生態(tài)十字聯(lián)鎖塊這一水上構(gòu)件預(yù)制新工藝。由此引進混凝土砌塊成型機。該十字聯(lián)鎖塊的生產(chǎn)工藝有如下特點。

1）結(jié)構(gòu)形式新

國內(nèi)的河流灘面生態(tài)修復(fù)工程技術(shù)尚處于起步階段，目前沒有相關(guān)經(jīng)驗可以借鑒，本工程的生態(tài)聯(lián)鎖塊排作為國內(nèi)長江內(nèi)河首次使用，施工意義重大。采用土工格柵加生態(tài)十字聯(lián)鎖塊進行生態(tài)護灘是工程創(chuàng)新。

2）施工工藝復(fù)雜

因構(gòu)件尺寸相對較小，形狀復(fù)雜，中間開孔，預(yù)制施工工藝相對較復(fù)雜，質(zhì)量保證難度大。

3）工期緊，施工組織難度大

蘆葦最佳生長期在每年的4月下旬至5月下旬，總量 72 000 塊十字塊需在 1 個半月內(nèi)完成生產(chǎn)與鋪設(shè)施工，工期緊，施工組織難度大。

3 機制干硬性混凝土配合比設(shè)計

每方混凝土中的砂石用量采用絕對體積法計算，經(jīng)計算、適配及現(xiàn)場成型試件的外觀質(zhì)量，確定最佳配合比如表1。

表1 混凝土配合比Table1 Concretem ix proportion

4 十字連鎖塊預(yù)制

4.1 預(yù)制塊鋼模板制作

模板采用鋼材制作成一體化模具，單塊混凝土 方 量 0.012 696m3， 單 塊 重 量 29.6 kg。 十 字 塊尺寸如圖1所示。

圖1 十字塊尺寸 （單位：mm）Fig.1 Crossblock size （mm）

4.2 生產(chǎn)工藝流程

生產(chǎn)工藝流程如圖2所示。

圖2 生產(chǎn)工藝流程圖Fig.2 Production process flow chart

4.3 工藝過程

生產(chǎn)時，原材料分別由水泥倉、砂石倉按一定比例輸送到儲料倉，經(jīng)提升斗送至攪拌機，根據(jù)需要設(shè)定加水比例和攪拌時間進行攪拌。攪拌完成后，自動開關(guān)卸料艙門，同時啟動混凝土輸送機，將拌好物料送到混凝土貯料斗，即完成1個攪拌周期，該程序由 PLC 一個子系統(tǒng)完成。

混凝土輸送機將物料送至成型機料倉，在料倉口接料的加料小車根據(jù)設(shè)定的加料時間作往返直線運動，將物料加速瀉入?？騼?nèi)，同時啟動振動電機，作振動瀉料；到設(shè)定時間，加料小車退回，同時壓頭降下將物料壓下 3~5mm，升壓頭，加面料小車送面料，將面料鋪滿模箱；加面料小車退回，壓頭降下，壓至物料的同時振動電機啟動，對模箱內(nèi)物料作加壓振動；到達預(yù)制塊高度時，所有振動停止，壓頭上移5mm，緊接?？蛏仙缴舷蓿瑢⒊善窂哪？蛑袛D出，即完成1個生產(chǎn)周期。該程序用 PLC 另一子系統(tǒng)控制，實現(xiàn)全自動運轉(zhuǎn)。

整個 PLC 程序設(shè)定后既可實現(xiàn)全自動運轉(zhuǎn)，又可使各個子系統(tǒng)獨自循環(huán)。

所壓制砌塊在半成品區(qū)單層堆放，壓制完成12 h 后開始灑水養(yǎng)護，24 h 后轉(zhuǎn)移至成品區(qū)，5至 8 層堆放灑水養(yǎng)護至強度達到出運要求 20MPa以上。

4.4 設(shè)備配置及參數(shù)

① 油 泵 公 稱 排 量 63 m l/r； ② 油 缸 直 徑φ80 mm；③托板尺寸：竹板 QT6-15 型 850mm ×680mm ×（ 20/25 ）mm ； ④ 成 型 周 期 15~25 s；⑤振動形式：臺振，瞬間激振力可達 100 kN；⑥裝機功率：振動電機 7.5 kW×2，油泵電機 15 kW，送板機 1.1 kW，送磚機 1.1 kW，輸送帶 1.5 kW，振動器 0.5 kW。

5 生態(tài)十字塊排鋪設(shè)

生態(tài)十字塊排采用人工鋪設(shè)。先進行清表，清除灘面突出物，再鋪設(shè)土工格柵，格柵鋪設(shè)好之后再鋪砌十字塊。本工程生態(tài)修復(fù)區(qū)土工格柵十字壓載塊排鋪設(shè)后基本未對原有蘆葦區(qū)域造成破壞，目前蘆葦已經(jīng)重新生長，經(jīng)過一個生長期后蘆葦能夠恢復(fù)到原有狀態(tài)（見圖 3）。

圖3 鋪設(shè)完成后效果Fig.3 The finished paveeffect

6 工效分析

6.1 與普通預(yù)制工藝對比及工效分析

十字塊由成套混凝土機械生產(chǎn)線一步成型，操作簡單，所需場地小，每施工班組僅需 4 人，8 h工作時間內(nèi)每班組生產(chǎn) 1 800~2 000 塊。此干硬性混凝土強度上升快，成型后 48 h 內(nèi)強度到達 16~ 18MPa，同比強度上升效率提高 200%，有效提高生產(chǎn)效率，節(jié)省堆放場地。

6.2 預(yù)制生產(chǎn)成本分析

在滿足本工程施工進度要求前提下大大節(jié)省了人工費用，較之同方量普通工藝聯(lián)鎖塊生產(chǎn)所需人工 22 人，節(jié)省人工 18 人，無需倒運混凝土工裝設(shè)備，混凝土耗損率 0.015%，普通聯(lián)鎖塊耗損率達 0.2%，原材料更能有效利用。

6.3 預(yù)制質(zhì)量分析

聯(lián)鎖塊一次性沖壓成型，機械化生產(chǎn)，塊體尺寸固定，表觀質(zhì)量優(yōu)良，無蜂窩麻面，無氣泡。安裝方便，有利于后期蘆葦種植等環(huán)境保護措施實施。

7 推廣應(yīng)用前景

該工藝與普通配合比現(xiàn)澆聯(lián)鎖塊相比大大降低生產(chǎn)成本，安裝便利，在水運工程中對生態(tài)區(qū)修復(fù)作用良好，能有效防止岸堤沖刷，為植被生長提供穩(wěn)定環(huán)境，在后期長江內(nèi)河整治中值得推廣。

[1]JTS 257—2008，水運工程質(zhì)量 檢驗標準[S]. JTS 257—2008，Standard forquality inspection of portand waterway engineering construction[S].

[2]JTS202—2011，水運工程混凝土施工規(guī)范[S]. JTS 202—2011，Specifications for concrete construction of port and waterway engineering[S].

[3] 中交第一航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司，中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計院有限公司.長江南京以下 12.5m 深水航道一期工程施工圖[R].2012. CCCC First Harbor Consultants Co.，Ltd.，CCCC Second Harbor Consultants Co.，Ltd.Construction drawingof the phaseⅠprojectof 12.5m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

[4] 中交一航局第二工程有限公司.長江南京以下 12.5m 深水航道一期工程通州沙整治建筑物工程施工組織設(shè)計[R].2012. No.2 Eng.Co.，Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.，Ltd. Organization plan of Tongzhousha regulation structure engineering construction of thephaseⅠprojectof12.5m deep-waternavigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

Precasting and construction technology for the cross block of new-type eco-interlocking block-mattress in project of 12.5m deep-water navigation channel in the Yangtze River

RUANXue-cheng1,XU Jia-feng2,GUOYun-fei2,ZHANGZhi-bo2,YANGDong-lin2
（1.CCCCThird Harbor Consultants Co.,Ltd.,Shanghai200032,China;
2.No.2Eng.Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong266071,China）

From T11+650 to T12+685 of the second Tongzhousha section of phaseⅠprojectof 12.5m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River,the beach elevation is between-0.5 and 1.0m.This area had about 1 000 000m2of beach face,whichwasused as a testsection ofecologicalmattress.Theeco-interlocking block-mattressmainly uses the geogrid for bed,and the concrete cross block is paved above it.The hard concrete is used for pressing into the cross block of ecointerlockingblock-mattress,the precast technology ismature,the precast speed isquick,the concrete blocks have good quality, and theecologicalmattress can obtain good beach protection and ecologicalprotection.

deep channel;eco-interlocking block-mattress;dry concrete;precasting

U615

B

2095-7874（2014）08-0047-03

10.7640/zggw js201408013

2014-01-16

阮學(xué)成 （1971 — ），男，福建寧德市人，高級工程師，建筑工程專業(yè)。E-mail：ndrxc@126.com