堤壩裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)研究

呂 剛，卿雪林，陽 一

(四川港航建設(shè)工程有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

隨著我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，堤防工程建設(shè)過程中逐步加強(qiáng)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的的保護(hù)意識(shí)，裝配式護(hù)坡是一種響應(yīng)生態(tài)堤防建設(shè)需要而提出的新型護(hù)坡結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的堤壩護(hù)坡施工工藝存在耗材較多(設(shè)備、人工)，施工周期較長，難以實(shí)現(xiàn)邊開挖邊防護(hù)、環(huán)境污染等問題。

為增強(qiáng)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的整體性，降低波浪和壅水對(duì)護(hù)坡體的影響，改善堤壩內(nèi)部的滲流環(huán)境，一些學(xué)者和現(xiàn)場技術(shù)人員對(duì)堤壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有針對(duì)性的研究。張穎鈞[1]、曹以燦等[2]、曹尤格等[3]針對(duì)邊坡沖刷、表層溜坍問題，對(duì)裝配式錨桿框架護(hù)坡進(jìn)行研究。黨福江等[4]提出的巢形裝配式生態(tài)護(hù)坡構(gòu)件，由主副巢兩部分構(gòu)成，主巢可控制坡面水土流失，具有護(hù)坡功能。凌繼華[5]、關(guān)志娟[6]和鄧海忠等[7]對(duì)護(hù)坡排水問題進(jìn)行研究，提出不同的新型預(yù)制裝配式生態(tài)環(huán)保護(hù)坡排水系統(tǒng)施工技術(shù)。徐化新[8]、張富[9]、周曉靖[10]、秦宇等[11]基于護(hù)坡技術(shù)存在的不足，提出了預(yù)制裝配式生態(tài)護(hù)坡技術(shù)，并對(duì)預(yù)制裝配式護(hù)坡技術(shù)的技術(shù)原理、工藝流程和操作要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。莊紫龍[12]提出利用裝配式預(yù)制框式擋墻進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡施工工藝。

分析表明，現(xiàn)有研究成果在適宜的工況下取得了較好的工程建設(shè)效果，但研究主要針對(duì)堤壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)，從工程施工全過程角度改善堤壩護(hù)坡施工質(zhì)量的研究成果較少。同時(shí)，現(xiàn)有工程措施和技術(shù)成果中，尚存在施工效率較低、生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)難度大、實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處等問題亟需解決。鑒于此，為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，文章以工程為對(duì)象、以工藝為核心，對(duì)堤壩裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)進(jìn)行了研究。

1 工程技術(shù)問題及施工難點(diǎn)

1.1 護(hù)坡結(jié)構(gòu)整體性弱

當(dāng)預(yù)制裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)在不同土質(zhì)狀況環(huán)境中施工時(shí)，其墊層密實(shí)度會(huì)存在一定的差異，而預(yù)制裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)的整體性稍差，因此，會(huì)出現(xiàn)不統(tǒng)一的沉降。當(dāng)沉降規(guī)律不一致時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大小不同的應(yīng)力，超過極限值時(shí)，便會(huì)嚴(yán)重破壞護(hù)坡結(jié)構(gòu)，使其失去穩(wěn)定性。

1.2 波浪和壅水對(duì)護(hù)坡體的影響大

在斜向波浪作用下，在堤壩結(jié)構(gòu)銜接段會(huì)產(chǎn)生波能集中、壅水和漩渦等復(fù)雜的水動(dòng)力情況，對(duì)該區(qū)域護(hù)坡體穩(wěn)定性產(chǎn)生極不利的影響。

1.3 堤壩內(nèi)部的滲流環(huán)境

堤壩的臨水側(cè)和背水側(cè)存在水頭差，導(dǎo)致堤壩產(chǎn)生滲流，滲流分正常滲流和有害滲流，有害滲流產(chǎn)生滲透破壞，由滲透破壞造成的險(xiǎn)情約占堤壩險(xiǎn)情總數(shù)的60%以上，是堤壩工程中最普遍且難以徹底解決的隱患。對(duì)于堤壩的滲流控制，應(yīng)遵循“前堵、中截、后排”的原則。

2 施工工藝原理及特點(diǎn)

1)通過連接條隼和連接槽板將頂部護(hù)坡板與堤壩填筑體連接牢固，在相接的底部護(hù)坡板和中間護(hù)坡板之間設(shè)置了接縫臺(tái)階和接縫粘結(jié)層，在中間護(hù)坡板與堤壩填筑體之間設(shè)置了橫向連接筋，在中間護(hù)坡板與堤壩填筑體、底部護(hù)坡板與堤壩填筑體之間設(shè)置了加筋層和填充層，該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可有效提升堤壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)的整體性。

2)在堤壩填筑體內(nèi)部設(shè)置了豎向集水管，并使豎向集水管與壩底土層上表面的底部集水層連通，可將堤壩填筑體內(nèi)部的滲透水快速排除；在堤壩填筑體外側(cè)的壩底土層上表面設(shè)置了隔水層，可起到延長滲透路徑的作用。

3)在頂部護(hù)坡板的外側(cè)設(shè)置了防浪體，并使防浪體可隨波浪上下移動(dòng)，從而起到降低波浪和壅水對(duì)堤壩的影響作用。

4)在頂部護(hù)坡板的外側(cè)設(shè)置了作物種植槽，并在作物種植槽下部設(shè)置了蓄水槽，可滿足作物吸水需求；同時(shí)在作物種植槽內(nèi)設(shè)置了排氣條帶，可滿足作物根系氧氣交換的要求。

3 施工工藝流程與操作要點(diǎn)

3.1 施工工藝流程

堤壩裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)施工工藝流程如圖1所示。

圖1 堤壩裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)施工工藝流程圖

3.2 操作要點(diǎn)

1)構(gòu)件制備：采用鋼筋混凝土材料制備頂部護(hù)坡板、中間護(hù)坡板和底部護(hù)坡板，并在頂部護(hù)坡板的上表面和下表面分別設(shè)置作物種植槽和連接條隼，在中間護(hù)坡板和底部護(hù)坡板的下表面設(shè)置板底連接筋和定位桿；根據(jù)錨固要求制作錨墊板，并使錨墊板與套筒連接桿或連接吊鉤連接牢固；根據(jù)連接條隼的尺寸情況，制備連接槽板。生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 堤壩生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)橫斷面示意圖

2)隔水層和底部集水層鋪設(shè)：在底部護(hù)坡板位置支設(shè)模板，澆筑形成限位體；在壩底土層的上表面分別鋪設(shè)隔水層和底部集水層，其中隔水層鋪設(shè)于限位體的外側(cè)，底部集水層鋪設(shè)于限位體與豎向集水管之間。

3)堤壩填筑體施工：根據(jù)堤壩填筑體的尺寸要求，自下向上分層填筑堤壩填料形成堤壩填筑體。

4)豎向集水管設(shè)置：先在堤壩填筑體內(nèi)部豎向引孔，再將與反濾層連接好的豎向集水管插至底部集水層下部，然后在豎向集水管內(nèi)插入抽水管。

5)橫向連接筋設(shè)置：在堤壩填筑體的外側(cè)進(jìn)行橫向引孔，并將橫向連接筋插入孔內(nèi)，在橫向連接筋的內(nèi)側(cè)端部注漿形成擴(kuò)大端頭。

6)填充層設(shè)置：在堤壩填筑體的外側(cè)面鋪設(shè)加筋層、在底部護(hù)坡板的下部安裝錨固筋，根據(jù)填充層厚度要求調(diào)整定位桿上調(diào)位板的位置；先將底部護(hù)坡板插入限位體的間隙內(nèi)，再自下向上安裝中間護(hù)坡板，并在相接的中間護(hù)坡板之間，以及中間護(hù)坡板與底部護(hù)坡板的接縫處設(shè)置接縫臺(tái)階、接縫粘結(jié)層和防水條帶。自最上面一排中間護(hù)坡板與堤壩填筑體的間隙向下灌注填充材料，形成填充層。

7)頂部護(hù)坡板布設(shè)：先在堤壩填筑體外側(cè)安裝連接槽板，再在最上面一排中間護(hù)坡板上部安裝頂部護(hù)坡板(見圖3)，并在頂部護(hù)坡板底面的連接條隼與連接槽板之間設(shè)置柔性防水層。待擴(kuò)大端頭形成強(qiáng)度后，在橫向連接筋外側(cè)設(shè)置錨墊板，校核錨墊板外側(cè)的連接吊鉤和套筒連接桿的位置滿足要求后，對(duì)橫向連接筋施加張拉力。先在套筒連接桿的外側(cè)端部設(shè)置限位套筒，再在限位連接桿的底部設(shè)置桿底連接環(huán)。

圖3 頂部護(hù)坡板與防浪體連接結(jié)構(gòu)示意圖

8)防浪體設(shè)置：在限位連接桿的頂部先安裝限位環(huán)一，將防浪體與連接端板連接端設(shè)置連接橫板，并使連接橫板與連接端板通過緊固螺栓牢固；在防浪體與限位連接桿連接處設(shè)置套環(huán)，并將套環(huán)置于限位環(huán)一上部，最后安裝限位環(huán)二。

9)種植土壤鋪設(shè)：先在作物種植槽的連接臺(tái)階上設(shè)置種植槽底板；再將吸水管的底端插入蓄水槽內(nèi)；然后在種植槽底板上鋪設(shè)排氣條帶、反濾透氣層，使排氣條帶伸至種植槽豎板外側(cè)；最后在反濾透氣層上部鋪設(shè)種植土壤。

4 結(jié) 語

1)基于當(dāng)前工程的實(shí)際需要，本文提出了一種結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)、防滲性能好、施工方便，并可有效防控波浪影響的堤壩生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)及施工方法，并對(duì)該技術(shù)的施工工藝流程和控制要點(diǎn)進(jìn)行分析論述。

2)結(jié)合工程實(shí)際，本文對(duì)研究技術(shù)的施工工藝流程和關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)研究，闡明了研究技術(shù)的工程適用性和工程應(yīng)用價(jià)值。

[ID:013466]