透空格柵魚巢結(jié)構(gòu)制作工藝及其在武安段航道整治中的應(yīng)用

徐雪鴻

摘要：長(zhǎng)江干線武漢至安慶段6米水深航道整治工程蓮花洲港建設(shè)生態(tài)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)首次運(yùn)用透空格柵魚巢結(jié)構(gòu)，透空格柵魚巢結(jié)構(gòu)能保持水體與河床之間的聯(lián)通，能夠在空腔內(nèi)形成局部緩流、促進(jìn)局部微生境改善，也能發(fā)揮一定的保沙效果，在航道整治的生態(tài)工程中具有推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：航道整治;透空格柵魚巢;生態(tài)工程

中圖分類號(hào)：U617

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1006-7973（ 2020） 06-0085-03

1 工程概況

長(zhǎng)江干線武漢至安慶段上起天興洲長(zhǎng)江大橋、下迄安慶皖河口，全長(zhǎng)約386.5公里。為貫徹落實(shí)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略，充分發(fā)揮水運(yùn)比較優(yōu)勢(shì)，提升長(zhǎng)江黃金水道功能，加快構(gòu)建綜合立體交通走廊，2018年1月，國(guó)家發(fā)展改革委批復(fù)了《長(zhǎng)江干線武漢至安慶段6米水深航道整治工程工程可行性研究報(bào)告》（發(fā)改基礎(chǔ)[2018]134號(hào)）。交通運(yùn)輸部于2018年8月以交水函[2018]521號(hào)文對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行了批復(fù)。

長(zhǎng)江干線武漢至安慶段6米水深航道整治工程主要對(duì)湖廣～羅湖洲、沙洲、戴家洲、牯牛沙、鯉魚山、張家洲、東北、馬當(dāng)、東流等9個(gè)礙航灘段進(jìn)行治理，其中東流水道是本工程重點(diǎn)整治的河段之一。東流水道上起華陽(yáng)河口，下迄吉陽(yáng)磯，全長(zhǎng)31km，屬順直多分漢河型。

工程建設(shè)主要內(nèi)容為：老虎灘護(hù)灘帶加固工程、天玉串溝控制工程、玉帶洲右緣高灘守護(hù)工程、稠林磯以下高灘守護(hù)工程、西港疏浚工程、試運(yùn)行期維護(hù)性疏浚、老虎灘頭部生態(tài)固灘建設(shè)和蓮花洲生態(tài)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)。

選擇蓮花洲港建設(shè)生態(tài)涵養(yǎng)試驗(yàn)區(qū)，主要對(duì)蓮花洲港上深槽頭部左側(cè)兩處局部生境改良工程進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。采用透空格柵魚巢，長(zhǎng)240m，寬75m，覆蓋面積1800m2。吊放橫向80件、縱向25件，單個(gè)構(gòu)件按間隔1m吊放在河床上，形成陣列。透空格柵魚巢陣列后，能在空腔內(nèi)形成局部緩流。

2 透空格柵魚巢設(shè)計(jì)與制作工藝

2. 1透空格柵魚巢設(shè)計(jì)

透空格柵魚巢為2m（長(zhǎng)）×2m（寬）× 0.5m（厚）田字形C25鋼筋混凝土透空格柵，如圖1所示。透空格柵壁寬0.1m，內(nèi)設(shè)置一級(jí)直徑為8、二級(jí)直徑為12的鋼筋，單個(gè)構(gòu)件體積0.555m3，重約為1.36t。

2.2 透空格柵魚巢制作工藝

配備足夠的模具（鋼模），滿足預(yù)制進(jìn)度要求，模具含內(nèi)模，外模，首先將模具上涂抹一層油，便于后期混凝土構(gòu)件的脫模，將事先焊接好的鋼筋骨架與內(nèi)外模架好后，往模具口倒入混凝土，并保證在混凝土澆筑過(guò)程中，支撐好的鋼筋架不發(fā)生位移與變形?；炷翝仓笳饟v成型;混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，混凝土配合比和塌落度應(yīng)該滿足設(shè)計(jì)要求和質(zhì)量規(guī)范，以便即時(shí)預(yù)制，即時(shí)脫模（見(jiàn)圖2、3）。

2.2.1 鋼模清理

（1）清理工具：鏟刀，纖維布。

（2）構(gòu)件脫模后的鋼模，必須在不損傷鋼模本體的前提下進(jìn)行徹底清理。確保鋼模內(nèi)表面和拼接縫不留有殘漿和微小顆粒，以保證鋼模合攏的精度（見(jiàn)圖4、5）。

（3）脫模劑應(yīng)用專門工具均勻抹刷在鋼模與混凝土的所有接觸面上。抹刷后應(yīng)有專人檢查，確保脫模劑抹刷質(zhì)量（見(jiàn)圖6）。

（4）操作工在上崗前必須按照鋼模廠家提供的鋼模操作手冊(cè)及鋼模維修手冊(cè)進(jìn)行實(shí)際操作培訓(xùn)，培訓(xùn)后上崗。

2.2.2鋼筋骨架入模

（1）鋼筋骨架應(yīng)放于鋼模平面中間（見(jiàn)圖7），其整體需懸空于模具內(nèi)部、混凝土保護(hù)層厚度符合設(shè)計(jì)規(guī)定，保護(hù)層墊塊數(shù)量按照4個(gè)每平方米放置（見(jiàn)圖8）。

（2）鋼筋骨架不得與任意模具部分相接觸。

（3）鋼筋上不得有黃油和模板油。

（4）檢查鋼筋骨架入模質(zhì)量，并詳細(xì)記錄于自檢表中，驗(yàn)收簽證后允許澆筑混凝土。

2.2.3 混凝土供料和運(yùn)輸

（1）透空魚巢排混凝土由基地內(nèi)自帶拌樓供應(yīng)。

（2）混凝土配合比必須經(jīng)過(guò)試驗(yàn)合格后才可使用，不準(zhǔn)隨意更改配合比。每天混凝土開(kāi)拌前根據(jù)氣候、氣溫和骨料的含水量變化，出具當(dāng)日攪拌的混凝土配合比，嚴(yán)格控制混凝土材料稱量的精確度及混凝土每盤攪拌的時(shí)間（≥90s）。

（3）根據(jù)當(dāng)日混凝土配比單，調(diào)整稱量、計(jì)量系統(tǒng)。稱量、計(jì)量系統(tǒng)應(yīng)定期校核，把稱量、計(jì)量公差控制在允許公差內(nèi)，以保證上料計(jì)量系統(tǒng)始終在受控狀態(tài)下工作。

（4）混凝土攪拌要充分、均勻，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試混凝土坍落度滿足設(shè)計(jì)要求，每次攪拌須作好記錄。

（5）混凝土試塊留置每次澆搗不少于3組（起吊強(qiáng)度試塊、28d強(qiáng)度及同條件養(yǎng)護(hù)試塊），如構(gòu)件使用人工蒸汽養(yǎng)護(hù)的，試塊須與透空魚巢排進(jìn)行同條件蒸汽養(yǎng)護(hù)。蒸養(yǎng)結(jié)束后，試塊繼續(xù)與透空魚巢排同條件養(yǎng)護(hù)并用來(lái)測(cè)得起吊時(shí)的抗壓強(qiáng)度。另外一組進(jìn)標(biāo)養(yǎng)室標(biāo)養(yǎng)，并作28天強(qiáng)度試驗(yàn)。同條件養(yǎng)護(hù)試塊留置數(shù)量根據(jù)實(shí)際需要確定。

（6）混凝土倒入專用2rri3貯料斗內(nèi)，由軌道運(yùn)輸?shù)酵缚蒸~巢排澆筑現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)行車作垂直提升運(yùn)到澆筑位置，下料入模。

2.2.4 混凝土布料、振搗和成型

（1）混凝土應(yīng)從一端到另一端均勻布料，必須分三層攤鋪、振搗;

（2）底層攤鋪完15～20cm深的混凝土后進(jìn)行第一次振動(dòng)棒插入式振搗;

（3）底層振搗完成后進(jìn)行二次鋪料，使用振搗棒進(jìn)行振搗。振搗時(shí)振搗捧應(yīng)避免碰鋼模、鋼筋;

（4）混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，如因故必須間斷，間斷時(shí)間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時(shí)間（見(jiàn)圖9）;

（5）成型過(guò)程中需觀察鋼模的各個(gè)緊固螺栓、鋼筋骨架情況，如發(fā)生變形或移位，立即停止?jié)仓?，盡快在已澆筑混凝土凝結(jié)前整修好;

（6）混凝土澆搗后作透空魚巢排外表面的收水工序;

（7）外表面收水應(yīng)清理多余混凝土，并使外表面沿鋼模平整，然后將混凝土表面油光（見(jiàn)圖10）;

（8）靜放1～2小時(shí)進(jìn)行抹面，透空魚巢排外表面不得有石子影印。

2.2.5 成品吊裝和堆放

構(gòu)件成品應(yīng)按預(yù)制日期及型號(hào)排列堆放整齊，并應(yīng)擱置在柔性墊木上，墊木與透空魚巢排間使用專用塑料粒子墊做緩沖，墊條厚度要一致，塑料粒子墊要放在同一部位，擱置部位上下一致。

透空魚巢排堆場(chǎng)堅(jiān)實(shí)平整，透空魚巢排橫向躺式堆放，堆放時(shí)應(yīng)保持上下平齊，防止傾倒（見(jiàn)圖11）。

3 透空格柵魚巢結(jié)構(gòu)施工

3.1 透空魚巢排運(yùn)輸

透空魚巢排在裝船前需進(jìn)行邊角防護(hù)，采用軟橡膠對(duì)邊角進(jìn)行包裝防護(hù)，確保在運(yùn)輸過(guò)程中不受損壞。

透空魚巢排出廠到工地時(shí)，應(yīng)平穩(wěn)地放于有專用支架的運(yùn)輸船內(nèi)。

配備能滿足需要的透空魚巢排運(yùn)輸船舶，根據(jù)運(yùn)輸距離和起吊進(jìn)度配備運(yùn)輸船舶，每天保證推進(jìn)高峰時(shí)透空魚巢排的外運(yùn)量，確保施工連續(xù)性。

每塊透空魚巢排必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，并需逐塊填寫好檢驗(yàn)表（合格證），檢驗(yàn)合格后的透空魚巢排方可運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。透空魚巢排運(yùn)到工地后，須經(jīng)盾構(gòu)施工單位驗(yàn)收合格后，方可認(rèn)為透空魚巢排出廠。

透空魚巢排出廠檢查內(nèi)容：①透空魚巢排無(wú)缺角、掉邊，無(wú)麻面露筋;②預(yù)制日期的標(biāo)識(shí)醒目、無(wú)誤;③透空魚巢排混凝土強(qiáng)度、抗?jié)B檢漏、外觀尺寸及齡期等技術(shù)質(zhì)量指標(biāo)符合要求。

3.2 透空格柵魚巢拋投

透空格柵魚巢專用吊具由上桁架、下桁架、插銷、鋼絲繩、鎖扣和吊鉤組成，上桁架、下桁架組合成整體結(jié)構(gòu)，桁架長(zhǎng)5米，寬2.5米（見(jiàn)圖12）。根據(jù)透空格柵魚巢專用吊具的設(shè)計(jì)，可同時(shí)拋投2件透空格柵魚巢，呈長(zhǎng)方形分布。將制作好的桁架運(yùn)至定位船上，通過(guò)浮吊吊至框架運(yùn)輸船上，由工人將吊鉤掛在框架頂部，然后按照定位好的網(wǎng)格進(jìn)行拋投，盡量將框架放至水面以下再脫鉤，確?？蚣軖佂段恢脺?zhǔn)備。

透空格柵魚巢采用吊機(jī)在運(yùn)輸船上進(jìn)行吊裝到位。吊裝時(shí)根據(jù)定位系統(tǒng)軟件顯示的安放位置進(jìn)行調(diào)整和下放，通過(guò)吊臂頂部GPS確定安放質(zhì)心位置，通過(guò)定位軟件輔助顯示，確定水下安放點(diǎn)后，實(shí)現(xiàn)入水脫鉤安放（見(jiàn)圖13、14）。在一個(gè)船位區(qū)域內(nèi)重復(fù)以上過(guò)程。當(dāng)一個(gè)船位區(qū)域施工完成后，浮吊船通過(guò)絞錨將船移至下一個(gè)定點(diǎn)安放位置施工。

（1）吊起后塊體呈水平狀態(tài)，以保證拋投后仍呈水平狀態(tài)，間距由平面定位位置確定;

（2）根據(jù)GPS顯示數(shù)據(jù)移船到位;

（3）將位置參數(shù)輸入電腦，完成程序設(shè)置;

（4）吊起塊體，按電腦屏幕顯示的塊體理論位置和實(shí)際位置，移動(dòng)吊臂、安放。安放時(shí)盡量保塊體能水平著底。

4 實(shí)施效果

通過(guò)汛期后的觀測(cè)，該區(qū)域局部生境在縱、橫、深三維方向都具有豐富的異質(zhì)性，形成淺灘一深潭交錯(cuò)、急緩相間、植被錯(cuò)落有致、水流消長(zhǎng)自如的生境格局，保持了水體與河床之間的聯(lián)通，格柵結(jié)構(gòu)在空腔內(nèi)形成局部緩流，促進(jìn)局部微生境改善，也能發(fā)揮一定的保沙效果（見(jiàn)圖15）。

5 結(jié)語(yǔ)

航道工程的透空格柵魚巢技術(shù)目前尚處于探索階段，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)：

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[2]長(zhǎng)江航道規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、中交第二航務(wù)工程勘察設(shè)計(jì)院有限公司.《長(zhǎng)江干線武漢至安慶段6米水深航道整治工程地質(zhì)勘察報(bào)告（可行性研究階段）》[Z].2016年7月