航電樞紐生態(tài)護(hù)岸精致建造關(guān)鍵技術(shù)研究

王鵬 王登武 周閩

摘 要：在國內(nèi)水利水電工程中常采用生態(tài)護(hù)岸進(jìn)行護(hù)坡施工，生態(tài)護(hù)岸主要具有綠色環(huán)保、外形美觀的特點(diǎn)，但現(xiàn)有施工技術(shù)還有許多難點(diǎn)尚未解決。文章針對(duì)贛江井岡山航電樞紐工程實(shí)際情況，對(duì)施工進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，最終研發(fā)出一種航電樞紐生態(tài)護(hù)岸精致建造關(guān)鍵技術(shù)，以確保航電樞紐生態(tài)護(hù)岸施工的順利進(jìn)行，并為類似工程提供參考。

關(guān)鍵詞：航電樞紐;生態(tài)護(hù)岸;精致建造

1 前言

航電樞紐生態(tài)護(hù)岸是現(xiàn)代水利水電工程中常使用的護(hù)坡方法，它具有綠色環(huán)保、外形美觀的特點(diǎn)。雖然航電樞紐生態(tài)護(hù)岸在水利水電工程中被廣泛采用，但現(xiàn)有施工技術(shù)還有許多難點(diǎn)尚未解決，這些技術(shù)難點(diǎn)也會(huì)對(duì)生態(tài)護(hù)岸的效果造成影響。

為了解決航電樞紐生態(tài)護(hù)岸施工中存在的諸多難點(diǎn)。文章對(duì)此展開相關(guān)研究，結(jié)合具體工程應(yīng)用案例，以工程為對(duì)象、工藝為核心，對(duì)施工進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，最終研發(fā)出一種航電樞紐生態(tài)護(hù)岸精致建造關(guān)鍵技術(shù)，以推動(dòng)航電樞紐生態(tài)護(hù)岸技術(shù)的發(fā)展，從而推動(dòng)整個(gè)建筑業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2 工程概況

本工程為贛江井岡山航電樞紐工程，地處贛江中游河段，江西省吉安市境內(nèi)，壩址集水面積40481km2，壩址右岸位于萬安縣窯頭鎮(zhèn)，左岸位于萬安縣韶口鄉(xiāng)和泰和縣馬市鎮(zhèn)交界處。樞紐布置從左岸至右岸依次為：左岸土石壩、船閘壩段、8孔左區(qū)泄水閘段、縱向圍堰壩段、15孔右區(qū)泄水閘段、廠閘導(dǎo)墻壩段、機(jī)組段、安裝場段、魚道壩段、右岸土石壩，壩軸線總長1070.3m。

右岸防護(hù)堤自壩右與右岸土石壩相接，沿窯頭鎮(zhèn)原防護(hù)堤向上游延伸，堤線總長5043m。軸線總長約6100m（包括右岸土石壩和右岸防護(hù)堤）。壩頂高程為72.0m，堤頂寬度為5.0m，與2#路相接部位至右岸土石壩范圍堤頂寬度為9.0m，堤頂高程從74.0m變坡至72.0m，壩高在3.0m～13.0m左右。壩頂上游側(cè)設(shè)壩頂欄桿和人行道，堤頂設(shè)寬度為3.8m的行車道，采用瀝青混凝土路面，壩體上游坡比為1∶2.5，采用厚0.15m的混凝土護(hù)坡，坡腳設(shè)漿砌石護(hù)腳;壩體下游坡比為1∶2.0，采用厚0.3m的混凝土格柵植草護(hù)坡，下游坡腳設(shè)漿砌石排水溝。

3 技術(shù)難點(diǎn)

護(hù)岸工程填筑量大、施工強(qiáng)度大、施工要求高。填筑砂礫石83.99萬m3、反濾層6.21萬m3、墊層料2.32萬m3、粘土心墻14.00萬m3。防護(hù)堤填筑質(zhì)量是影響心墻產(chǎn)生質(zhì)量缺陷的重要因素之一。填筑質(zhì)量直觀的反映在防護(hù)堤內(nèi)觀測的沉降量上，防護(hù)堤不均勻沉陷，是造成防護(hù)堤不穩(wěn)定的主要原因之一，規(guī)范規(guī)定沉降量不得超過壩高的1%。對(duì)于沉降量的控制措施主要是通過施工中工序過程控制來完成的，主要措施有采用壓實(shí)功能大的壓實(shí)機(jī)具，嚴(yán)格控制填筑層厚度、碾壓遍數(shù)等，嚴(yán)格控制黏土心墻碾壓，施工期還要盡量減少對(duì)贛江航運(yùn)的影響，護(hù)岸填筑工程是直接關(guān)系本工程后續(xù)施工成功的關(guān)鍵，是本項(xiàng)目重點(diǎn)和難點(diǎn)。

粘土心墻與砼刺墻間的連接、粘土心墻與防滲墻間的連結(jié)、防滲墻與上閘首側(cè)墻砼間的連接、魚道底部砼與防滲墻頂部間的連接，這些部位施工相對(duì)困難，應(yīng)采取有效可靠措施保證各部位接頭處的連接質(zhì)量，中洲料場開挖開口線距右岸防護(hù)堤堤腳不小于50m。壩體填筑材料指標(biāo)及施工碾壓參數(shù)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)最終確定。

4 施工方案

工程包括臨時(shí)工程施工與主體工程，二者同時(shí)展開。臨時(shí)工程包含臨時(shí)道路、供漿系統(tǒng)、臨時(shí)排水溝等。主體工程包括土石方開挖、土石方填筑、混凝土防滲墻、帷幕灌漿、混凝土護(hù)坡、混凝土格柵、堤后人行梯道、排水溝、堤頂?shù)缆返裙こ獭?/p>

施工按流程分部進(jìn)行，先是堤段土方開挖，為混凝土防滲墻施工提供作業(yè)面，防滲墻施工完成一段后，進(jìn)行回填粘土心墻及反濾料填筑和堤身砂礫石填筑，如有帷幕灌漿要求段，實(shí)施帷幕灌漿。盡快進(jìn)行混凝土護(hù)坡工程與草皮護(hù)坡工程施工，對(duì)已完成的堤段進(jìn)行防護(hù)，最后進(jìn)行其他附屬工程施工。各項(xiàng)目施工盡量錯(cuò)開施工高峰期。

5 施工流程

5.1 測量放線

根據(jù)業(yè)主提供的控制點(diǎn)，采用導(dǎo)線傳遞法建立現(xiàn)場平面測量控制網(wǎng);根據(jù)發(fā)包方提供的測量基準(zhǔn)點(diǎn)建立臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)作為工程控制的基點(diǎn)，在沉降觀測及高程測量時(shí)必須閉合，并進(jìn)行閉合差分配。通過現(xiàn)澆混凝土加固等方式保護(hù)好原始的水準(zhǔn)點(diǎn)。在通視良好位置布設(shè)場內(nèi)一級(jí)水準(zhǔn)點(diǎn)，作為防護(hù)堤高程控制及竣工后沉降觀測的依據(jù)。堤防工程基線相對(duì)于鄰近基本控制點(diǎn)，平面位置允許誤差±50mm，高程允許誤差±30mm。

5.2 土方開挖

本分部工程基本為原地表清理與削坡開挖，本工程土方開挖基本為旱地施工。主要工作范圍為防護(hù)堤施工范圍內(nèi)表層土、草皮、腐植土等，施工內(nèi)容主要將堤基以及混凝土防滲墻施工后粘土心墻基礎(chǔ)建基面上表層土、雜物、廢渣清除。

5.3 塑性混凝土防滲墻

5.3.1槽孔建造

防滲墻孔口施工應(yīng)堅(jiān)固、平整，設(shè)置高程需綜合考慮施工圖紙要求及施工期水位情況，并應(yīng)高出地下水位1.5m以上。施工時(shí)用成槽機(jī)進(jìn)行施工，鉆至終孔深度后，進(jìn)行單孔孔形驗(yàn)收，合格后，副孔采用成槽機(jī)抓挖副孔。抓至抓斗難于作業(yè)的基巖時(shí)，改用沖擊鉆機(jī)鉆孔，在副孔中心用沖擊鉆機(jī)鉆鑿打“小眼”到設(shè)計(jì)孔深，然后打副孔兩邊小墻。

5.3.2固壁泥漿

固壁泥漿由泥漿泵沿固定輸漿管送至各槽段，廢漿經(jīng)回收處理后重新使用。防滲墻墻體材料采用塑性混凝土，與周圍的土體的變形模量相近，因而能很好地適應(yīng)地基變形，大大地減小了墻體內(nèi)的應(yīng)力，避免了開裂。

5.3.3混凝土澆筑

采用水下導(dǎo)管澆筑法，導(dǎo)管內(nèi)徑250mm，絲扣連接，每個(gè)槽段設(shè)3組導(dǎo)管，導(dǎo)管間距3m?；炷翝仓?，在孔口設(shè)料斗，開澆時(shí)儲(chǔ)備足夠的混凝土，保證一次封孔成功。在澆筑過程中，定時(shí)測量混凝土面的上升情況，并與所澆入的混凝土量相核對(duì)，避免導(dǎo)管拔離混凝土面。

5.4 帷幕灌漿

灌漿過程中采用一泵灌一孔，同時(shí)灌注，施工中必須防止灌漿中斷。若中斷，盡快恢復(fù)灌漿，否則立即沖洗鉆孔，而后恢復(fù)灌漿。若無法沖洗，則掃孔后復(fù)灌。當(dāng)遇注入量大、難于結(jié)束的灌段時(shí)，采用低壓、間歇灌漿、漿液中摻速凝劑、灌注砂漿等措施處理。灌漿過程中，對(duì)冒漿、漏漿問題，視具體情況采用嵌縫、表面封堵、低壓、濃漿、限流、間歇灌漿等方法處理。

5.5 土石方填筑工程

5.5.1粘土料填筑施工

粘土料填筑前，清除基礎(chǔ)表面雜物，填平壓實(shí)溝、槽坑，確?；A(chǔ)表面平整。土料由自卸汽車運(yùn)輸進(jìn)入填筑部位，采用后退法直接卸料，推土機(jī)攤鋪，并輔以人工整平，層厚按照相關(guān)規(guī)范及現(xiàn)場試驗(yàn)確定。塑性砼防滲墻伸入粘土心墻2m，塑性砼防滲墻兩邊的粘土心墻填筑時(shí)同步上升，對(duì)稱回填。

5.5.2反濾料填筑施工

砂礫石反濾料用作防滲材料兩側(cè)填筑料，為級(jí)配連續(xù)的砂礫石料，相對(duì)密度0.7。反濾料用自卸汽車運(yùn)輸至施工現(xiàn)場，狹小部位用用裝載機(jī)配合人工轉(zhuǎn)料至回填部位，作業(yè)面較大的部位由自卸汽車采用進(jìn)占法直接卸料。石料在裝卸過程中要避免分離，不允許從高坡向下卸料。填筑料攤鋪平整以推土機(jī)作業(yè)為主，輔助以人工作業(yè)。填筑施工參數(shù)（鋪料厚度、碾重、碾壓遍數(shù)、壓實(shí)干密度等）按照設(shè)計(jì)要求通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定。反濾料壓實(shí)由自行式振動(dòng)碾采用進(jìn)退錯(cuò)距法作業(yè)，回填料與結(jié)構(gòu)物混凝土接合部位及填筑面狹小部位，采用蛙夯機(jī)或振動(dòng)平板夯夯實(shí)?；靥畈课坏淖钌弦讳亴颖砻?，增鋪一薄層細(xì)料，并采用平板振動(dòng)夯夯實(shí)，以滿足回填表面的平整度要求。

5.5.3砂礫石填筑施工

填筑時(shí)應(yīng)從最低洼部位開始，按水平分層向上鋪土填筑，鋪層厚度和土塊粒徑的最大尺寸符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，填筑時(shí)不得順斜坡填筑，填筑前應(yīng)對(duì)原地面進(jìn)行清理及壓實(shí)。鋪料采用自卸汽車運(yùn)輸至施工部位，后退法卸料，推土機(jī)平料，配合人工完成邊角部位的平整工作。鋪料厚度以設(shè)計(jì)技術(shù)要求為準(zhǔn)，并根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)性試驗(yàn)確定。碾壓遍數(shù)依據(jù)本工程的設(shè)計(jì)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，通過生產(chǎn)性壓實(shí)試驗(yàn)確定。各區(qū)填筑面上升至設(shè)計(jì)高程時(shí)，采用細(xì)料進(jìn)行找平，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的平整度。

5.6 漿砌石鎮(zhèn)腳

漿砌石體采用鋪漿法砌筑，砂漿稠度為30-50mm，當(dāng)氣溫變化時(shí)作適當(dāng)調(diào)整。砌筑體轉(zhuǎn)角處和交接處同時(shí)砌筑，對(duì)不能同時(shí)砌筑的面，留置臨時(shí)間斷處，并砌成斜槎。毛石基礎(chǔ)擴(kuò)大部分若做成階梯形，上級(jí)階梯的石塊至少壓砌下級(jí)階梯的1/2，相鄰階梯的毛石相錯(cuò)縫搭接。砌石體的尺寸及允許偏差符合相關(guān)規(guī)范要求。

5.7 砼護(hù)坡與砼格柵草皮護(hù)坡

5.7.1混凝土施工

下游鎮(zhèn)腳、混凝土格柵和人行梯道等部分采用小鋼模板立模，邊坡部分采用拉模施工工藝，以保證混凝土面板的外觀質(zhì)量要求。混凝土采用滑槽自坡頂輸送到倉內(nèi)，Φ50軟軸振搗器振搗密實(shí)。拉模隨混凝土面板的上升同步滑升。澆筑成型的混凝土面板采用常流水養(yǎng)護(hù)28天，防止面板開裂。冬季施工遇到寒流天氣時(shí)，面板表面采用草袋保溫。

5.7.2草皮護(hù)坡施工

需植草坡面在用耕植腐殖土料回填后，用耙子將土耙細(xì)整平，粗土塊撿出或整細(xì)，草皮鋪植前，提前將餅肥（長效有機(jī)肥）打碎撒在平整過的表土上，并通過翻松，與土壤充分混合。再將混合好的肥料、保水劑、表土，按比例混合，并攪拌均勻。采用合格的草籽進(jìn)行播撒的方式或采集合格的草皮挖移至施工現(xiàn)場，人工鋪植在坡面骨架內(nèi)的耕植土表面，鋪植后噴灌澆水。

5.8 排水溝

右岸防護(hù)堤下游壩體坡腳設(shè)縱向排水溝，全長5041.3m，縱坡按1/1000;下游坡面每隔52.7m設(shè)豎向排水溝。采用機(jī)械配合人工開挖，由于在已回填壓實(shí)砂礫石上開挖，嚴(yán)禁超挖，挖出的砂礫石部分回填排水溝其余用于填筑堤壩。按照施工圖紙將預(yù)制好的鋼筋放置指定位置，鋼筋采用錯(cuò)開焊接，基礎(chǔ)鋼筋與溝壁豎向鋼筋同時(shí)綁扎，溝壁豎向鋼筋一次綁扎到位，所有溝壁豎向鋼筋均與基礎(chǔ)鋼筋綁扎連接完后在溝壁外側(cè)搭設(shè)模板加固系統(tǒng)，在基礎(chǔ)混凝土澆筑完后，開始進(jìn)行水平鋼筋綁扎，溝壁預(yù)埋鋼筋為支設(shè)外模用，在排水溝混凝土拆模后拆除，排水溝混凝土澆筑完成后進(jìn)行灑水養(yǎng)護(hù)。

5.9 堤頂?shù)缆?/p>

右岸防護(hù)堤堤頂?shù)缆分芯€高程72m，道路結(jié)構(gòu)為0.25m水穩(wěn)層+0.1m瀝青混凝土路面，瀝青路面寬4.8m，坡率2%。水泥穩(wěn)定層集料采用拌和樓設(shè)備進(jìn)行集中攪拌，自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸，人工配合機(jī)械進(jìn)行攤鋪，壓路機(jī)與人工夯實(shí)相結(jié)合進(jìn)行壓實(shí)，人工灑水養(yǎng)護(hù);瀝青混凝土鋪裝前保證路面平整、干燥、整潔，為確保瀝青混凝土路面平整度、厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，上面層攤鋪采用走雪橇方式控制攤鋪層厚度和平整度，攤鋪機(jī)安裝移動(dòng)式自動(dòng)找平基準(zhǔn)裝制。

6 總結(jié)

文章通過對(duì)贛江井岡山航電樞紐工程進(jìn)行介紹，從生態(tài)護(hù)岸施工的角度出發(fā)，對(duì)航電樞紐生態(tài)護(hù)岸精致建造技術(shù)做了較為全面的介紹和總結(jié)。通過對(duì)護(hù)岸填筑和防滲施工進(jìn)行介紹，有效提高了生態(tài)護(hù)岸的效果，從而保證了贛江井岡山航電樞紐生態(tài)護(hù)岸工程施工的順利進(jìn)行，同時(shí)也為其它類似的工程施工提供了科學(xué)依據(jù)。

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