裝配式嵌合錨固梁混凝土預(yù)制聯(lián)鎖塊護坡施工技術(shù)

倪西海 劉丹 劉悅

生態(tài)聯(lián)鎖式護坡因具有較高的整體穩(wěn)定性和耐久性，且可起到保護河道生態(tài)環(huán)境的作用，近年來，在中小河流的治理工程中得到了廣泛應(yīng)用。但現(xiàn)有預(yù)制聯(lián)鎖塊在生產(chǎn)和鋪裝過程中，均難以達到理想的施工效果，已不能滿足當今水利工程護坡需要。在傳統(tǒng)聯(lián)鎖式護坡體系基礎(chǔ)上，研發(fā)了一種新型裝配式嵌合錨固梁混凝土預(yù)制聯(lián)鎖塊護坡施工技術(shù)，該技術(shù)可大幅提高聯(lián)鎖塊鋪裝效率及綠化效果，對護坡施工具有參考意義。

護坡； 裝配式； 嵌合錨固梁； 預(yù)制聯(lián)鎖塊

TV545 A

［定稿日期］2022-05-09

［作者簡介］倪西海（1981—），男，本科，高級工程師，從事水利工程咨詢、設(shè)計、施工及項目管理工作。

生態(tài)聯(lián)鎖式護坡是一種集護坡、生態(tài)恢復(fù)、裝飾為一體的新型聯(lián)鎖式預(yù)制混凝土塊鋪面系統(tǒng)。近年來，生態(tài)聯(lián)鎖式護坡在中小河流的治理工程中得到了廣泛應(yīng)用［1-3］。但現(xiàn)有預(yù)制聯(lián)鎖塊在生產(chǎn)和鋪裝過程中，均難以達到理想的施工效率，且易出現(xiàn)穩(wěn)定性、整體性、耐久性差，抗風浪及抗沖刷能力低的問題［4］，同時形成的護坡坡面生態(tài)綠化率也較差，特別是變水位區(qū)的水土容易流失，已不能滿足當今水利工程護坡需要［5］。

因此目前亟需研發(fā)一種裝配式嵌合錨固梁混凝土預(yù)制聯(lián)鎖塊護坡施工技術(shù)，滿足生產(chǎn)、鋪裝施工效率高，綠化效果好的目的。本文通過現(xiàn)場預(yù)制塊試驗研究、安裝體系比選，提出了裝配式嵌合錨固梁混凝土預(yù)制聯(lián)鎖塊護坡施工技術(shù)，并通過多個項目驗證，取得較好的經(jīng)濟、社會效益，可為預(yù)制聯(lián)鎖塊護坡施工提供一定的技術(shù)借鑒。

1 工程背景

金溪航電樞紐為嘉陵江航運綜合開發(fā)16個梯級中的第9個梯級，距南充市55 km，上游與已經(jīng)建成發(fā)電的新鎮(zhèn)電站尾水相接，下游與已開工建設(shè)的馬回航電樞紐工程相連。該工程是以發(fā)電、航運開發(fā)為主，兼顧灌溉和旅游綜合利用的水利樞紐工程。水庫正常蓄水位280 m，電站總裝機容量84 MW，保證出力23.5 MW，年發(fā)電量3.854億kW·h。過壩通航噸位2×500 t，渠化航道24 km。樞紐工程主要建筑物有左岸河床式電站廠房，中間泄洪沖沙閘，右岸船閘以及左右岸擋水壩段，壩頂全長657.18 m，最大閘壩高39 m。

本工程本項目包括金溪航電樞紐破壞區(qū)域從上游至下游約690 m內(nèi)的坑洞修復(fù)、裂縫修復(fù)、坡腳修復(fù)、護坡下部和護腳垮塌修復(fù)、檢查通道修復(fù)、坡腳及坡面維護等?，F(xiàn)場施工如圖1所示。

2 裝配式嵌合錨固梁混凝土預(yù)制聯(lián)鎖塊護坡施工技術(shù)

2.1 主要技術(shù)原理

預(yù)制聯(lián)鎖塊生產(chǎn)原理：通過試驗確定符合C20強度要求的低用水量，合理水灰比的干硬性配合比，拌制的混凝土［6］，采用改造定制的液壓、氣動系統(tǒng)的聯(lián)鎖塊擠壓機，利用振動、擠壓原理，達到擠壓密實混凝土的目的。

預(yù)制聯(lián)鎖塊鋪設(shè)原理：預(yù)制聯(lián)鎖塊采用型鋼梯移運裝置鋪設(shè)，從頂部將預(yù)制聯(lián)鎖塊分區(qū)放置在移運板中隔板間，使其自由下滑至底卸板處，通過人工規(guī)整后，再鋪設(shè)至錨固梁內(nèi)；下部施工區(qū)完工后，可通過提升牽引繩且同步拆卸頂部移運板后繼續(xù)施工，達到高效、安全的目的。

預(yù)制聯(lián)鎖塊護坡原理：聯(lián)鎖塊與附近的磚塊及錨固梁橫梁連接［7］，形成穩(wěn)定的整體，并且，在聯(lián)鎖塊的中央孔中壓灌植生混凝土及種植土同步土工植生封蓋臨時固定，確保植物的生長，提高護坡的耐久性和穩(wěn)定性。

裝配式嵌合錨固梁混凝土預(yù)制聯(lián)鎖塊護坡施工原理如圖2所示。

2.2 施工工藝及操作要點

施工工藝如圖3所示。

2.2.1 施工準備

（1）熟悉施工圖紙，對照圖紙查勘所有節(jié)點位置，對可能影響施工的建（構(gòu)）筑物進行徹底清理并制定、實施可靠的安全防護措施。

（2）編制詳細的施工方案和施工進度計劃。

（3）施工設(shè)備、材料進場，搭建臨時設(shè)施和安裝、調(diào)試設(shè)備，水電接通到位，并配備發(fā)電機組備用。

（4）按設(shè)計坡比進行坡面削坡，土層夯實平整，清理坡面的浮石、雜物等，便于坡面施工；水下部分進行圍堰施工，并清除基層的淤泥和雜質(zhì)。

（5）在指定區(qū)域搭設(shè)預(yù)制聯(lián)鎖塊定型化模具［8］，如圖4、圖5所示，并通過試驗確定符合C20強度要求的低用水量，合理水灰比的干硬性配合比，拌制出的混凝土，利用改造定制的氣壓輔助系統(tǒng)生產(chǎn)聯(lián)鎖塊。預(yù)制聯(lián)鎖塊驗收合格后運至施工現(xiàn)場合理堆放。

2.2.2 坡腳預(yù)制樁施工

（1）坡腳預(yù)制樁施工流程：放樁位線—布設(shè)樁點—樁機就位—樁就位—校正垂直度—打樁—測量樁頂標高—移鉆機，重復(fù)以上工序。

（2）在打樁地區(qū)附近應(yīng)設(shè)有水準點，數(shù)量不宜少于2個，其位置應(yīng)不受打樁的影響。

（3）打樁前應(yīng)在樁的相鄰兩側(cè)彈出中心線和每1 m的標高線，同時在樁架上設(shè)置固定標尺，在送樁管或樁頂上面畫出每100 mm的標高線。

（4）樁的起吊、定位，一般利用樁架附設(shè)的起重鉤吊樁，或配備起重機送樁就位。

2.2.3 坡面清理、修整

（1）上述施工完成后，對坡面進行清理，并重新修正，為后續(xù)坡面基層施工做好準備。修整至坡底時，在坡腳預(yù)制樁上堆放石籠加固。

（2）河堤邊坡修整后，首先在河堤邊坡上依次鋪設(shè)營養(yǎng)型土工布、墊層和客土找平層，其次客土找平層施工完后，對坡面裝配式錨固梁安裝位置進行定位放線。

2.2.4 裝配式錨固梁安裝

根據(jù)放線位置安裝裝配式錨固梁，裝配式錨固梁起到劃分區(qū)塊的作用；安裝時相鄰4塊錨固梁端部圍合孔內(nèi)安裝鎖腳松木樁（或鋼管或預(yù)制鋼筋混凝土樁）固定，并灌注微膨脹砂漿封閉頂緊，如圖6所示。

2.2.5 型鋼梯架設(shè)、調(diào)試

預(yù)制聯(lián)鎖塊采用型鋼梯移運裝置鋪設(shè)，型鋼梯主要由帶收放式擱置腿鋼管框架、可拆卸式移運板及牽引繩組成；可拆卸式移運板架設(shè)在兩側(cè)L形限位板上，且設(shè)置有中隔板（起到分區(qū)作用）；移運板底部還設(shè)置底卸板，用于聯(lián)鎖塊鋪設(shè)前人工校位，亦有保證施工安全的作用，具體結(jié)構(gòu)如圖7所示。

2.2.6 預(yù)制聯(lián)鎖塊鋪設(shè)

（1）坡面上的聯(lián)鎖塊鋪設(shè)前，應(yīng)根據(jù)測量人員放的坡腳線及坡頂線，進行加密控制，使鋪設(shè)部位形成縱橫斜控制線，便于質(zhì)量控制。

（2）從施工便道向下運送預(yù)制塊時采用型鋼梯的方式，在型鋼梯上往工作面下滑，功效可以比人工搬運提高，也避免了擾動反濾層。

（3）聯(lián)鎖塊鋪設(shè)時，以一層與一層錯縫鎖結(jié)方式鋪砌，且裝配式錨固梁內(nèi)的預(yù)制聯(lián)鎖塊與其橫梁咬合嵌固連接，如圖8所示；施工時，自下而上進行鋪筑，做到表面平整，砌縫緊密，整齊有序，預(yù)制塊底部應(yīng)墊平填實，嚴禁架空［9］。

（4）聯(lián)鎖塊鋪設(shè)成型后，按單元進行外觀質(zhì)量、平整度以及縫寬檢查，滿足設(shè)計和施工規(guī)范要求。

2.2.7 植生混凝土壓灌

（1）為避免坡面不均勻沉降，壓灌植生型生態(tài)混凝土前需在坡面鋪設(shè)50 mm厚砂礫石墊層，墊層應(yīng)均勻并保持干燥。

（2）嚴格按照配比要求（強度等級C15以上；混凝土密度 1 800～2 100 kg/m3；混凝土孔隙率不小于 25%。）現(xiàn)場攪拌、制備并澆筑植生混凝土。

（3）澆筑前清掃框格，植生混凝土澆筑厚度控制在150 mm。由于植生混凝土坍落度較低，采用泵送的方式效果并不好，宜采用機械傾倒，人工攤鋪的作業(yè)方式。

2.2.8 預(yù)拌種植土灌注

（1）待植生混凝土達到一定強度后，在植生混凝土結(jié)構(gòu)上鋪設(shè)種植土。

（2）將水、種子、特殊有機質(zhì)資材以及特殊發(fā)育基礎(chǔ)材料按序加入攪拌設(shè)備中，經(jīng)充分攪拌后，通過專用注入機械壓送注入到種植土上。

2.2.9 土工植生封蓋及鋼絲網(wǎng)安裝

為防止草種被生禽破壞，采用土工植生封蓋粘貼臨時固定，且在變水位區(qū)域頂覆固定鋼絲網(wǎng)防水土流失，提升坡面綠化率及植耐久性。

2.2.10 澆筑混凝土護頂

上述施工完成后，在坡頂開挖一定深度的地基土，澆筑混凝土形成混凝土壓頂，作為護頂結(jié)構(gòu)［10］。

3 結(jié)束語

本文相關(guān)技術(shù)已成功應(yīng)用于本單位多個護坡項目中，取得了良好的經(jīng)濟技術(shù)效益：

（1）本技術(shù)將坡面通過裝配式錨固梁劃分區(qū)塊，且裝配式錨固梁內(nèi)的預(yù)制聯(lián)鎖塊與其橫梁咬合嵌固連接，坡面穩(wěn)定性突出。

（2）預(yù)制聯(lián)鎖塊采用定型模具固定架生產(chǎn)及型鋼梯移運裝置鋪設(shè)，大幅提高預(yù)制聯(lián)鎖塊的生產(chǎn)效率和施工效率。

（3）預(yù)制聯(lián)鎖塊空腔內(nèi)壓灌植生混凝土并灌注預(yù)拌種植土，并采用土工植生封蓋粘貼臨時固定，且在變水位區(qū)域頂覆固定鋼絲網(wǎng)防水土流失，提升坡面綠化率及植耐久性。

參考文獻

［1］ 劉文斌.生態(tài)護坡在城市河道堤岸防洪整治工程中的應(yīng)用［J］.價值工程，2019，38（34）：145-148.

［2］ 劉健，齊泊良，胡南琦，等.船行波作用下聯(lián)鎖混凝土塊護坡面層穩(wěn)定性分析［J］.水資源與水工程學報，2016，27（6）：179-185+189.

［3］ 邵琪，沈建霞，鐘華林，等.一種用于護岸的混凝土三維生態(tài)聯(lián)鎖塊［J］.水運工程，2017（2）：89-93.

［4］ 齊泊良. 聯(lián)鎖混凝土塊在護岸結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究［D］.山東大學，2017.

［5］ 劉穎.北沙河（蘇家屯段）河道綜合治理及護坡方案優(yōu)選［J］.黑龍江水利科技，2018，46（1）：130-132+154.

［6］ 孫勇，萬守朋.超強聯(lián)鎖塊生態(tài)護坡在河坡整治工程中的應(yīng)用［J］.江西建材，2015（21）：132+135.

［7］ 延鳳茹，賈永芳.水泥聯(lián)鎖塊在水土保持工程中的應(yīng)用［J］.河北水利，2009（11）：29.

［8］ 劉磊.生態(tài)混凝土聯(lián)鎖塊襯砌的設(shè)計與應(yīng)用［J］.內(nèi)蒙古水利，2020（8）：69-70.

［9］ 賈士強，賈宏星.東平湖新湖圍壩堤防護坡建設(shè)方案研究［J］.山東水利，2018（11）：41-42.

［10］ 宋江波， 聯(lián)鎖砼塊體在京杭運河航道護坡結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用研究［R］. 山東省，山東省交通運輸廳京杭運河工程建設(shè)辦公室，2016-12-09.