導(dǎo)語：新型裝配式護(hù)岸對中小河流的應(yīng)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1引言

中小河流的水利工程治理不到位，導(dǎo)致生態(tài)破壞和水污染問題始終存在，而人們往往過于重視防洪與安全，忽略了對河流兩岸生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。裝配化技術(shù)在河流中的應(yīng)用，給傳統(tǒng)護(hù)岸工程建設(shè)帶來了技術(shù)上的革新。

2工程概況

該河流屬淮河流域，位于鄆城縣南側(cè)，是當(dāng)?shù)刂饕姥纯购岛拥乐?，總長度為37.35km，2018年按照3年一遇排澇標(biāo)準(zhǔn)，對河流進(jìn)行清淤疏浚。該流域?qū)冱S河沖積平原，為華北平原新沉降盆地的一部分，為第四系沉積物所覆蓋。全縣地形西南高，東北低，高程在47.5～38.5m，高差9m，地面坡降1/5000～1/10000。流域?qū)贉貛Ъ撅L(fēng)性大陸氣候，有著十分明顯的季風(fēng)氣候特征，年平均溫度在13.5℃左右，1月份氣溫最低可達(dá)-1.8℃，全年日照總時(shí)數(shù)為2401h，相對濕度普遍保持在60％。流域范圍內(nèi)降雨年紀(jì)變化比較大，年分配不均勻，年降水量為594.3mm，最大年降雨量和最小年降雨量分別為1272.7mm和304.5mm。工程水文地質(zhì)方面，地下水屬于第四系孔隙潛水，含水層主要包含砂壤土和粉砂，補(bǔ)給來源氛圍大氣降水與地表水徑流兩部分，排泄方式為垂直蒸發(fā)、地下徑流以及農(nóng)業(yè)開采，本次施工勘察發(fā)現(xiàn)孔內(nèi)水位標(biāo)高在41.44m左右。經(jīng)過對水質(zhì)的分析，得知地表水會對混凝土材料具有較強(qiáng)的腐蝕性，對鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)有著中等腐蝕性。地下水對混凝土有著強(qiáng)腐蝕性，對鋼筋和鋼結(jié)構(gòu)有著中等腐蝕性。工程充分考慮裝配式護(hù)岸施工工藝的經(jīng)濟(jì)性、安全性以及生態(tài)性等影響因素，采取整體箱式裝配護(hù)岸，每段長度為12.04m，其中包含4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)節(jié)段連續(xù)布置，單個(gè)箱體的長度為3m、寬度為2.5m、高為3.5m，質(zhì)量達(dá)12.45t[1]。

3新型裝配式護(hù)岸在中小河流中的應(yīng)用分析

3.1材料選擇

本項(xiàng)目中，裝配式植草混凝土的構(gòu)成主要包含水泥材料、粗細(xì)骨料、礦物摻合料、水等部分，此外還包含適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)添加劑。選擇水泥材料時(shí)，首選普通硅酸鹽水泥，材料密度3.09g/cm3，初凝時(shí)間為195min，終凝時(shí)間為235min，28d抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到49.9MPa。選擇粗骨料時(shí)，建議選擇粒徑在15mm左右的連續(xù)級配碎石骨料，粒徑最大應(yīng)不超過30mm，要求骨料堆積密度保持在1500kg/m3，含沙量應(yīng)不超過0.8％。選擇細(xì)骨料時(shí)，骨料來源主要是天然河砂，堆積密度為1525kg/m3，含泥量需要控制在2.8％左右。為了更好地抑制植草混凝土內(nèi)發(fā)生堿反應(yīng)，避免材料的酸堿度過大，建議使用一部分硅粉來代替硅酸鹽水泥，并在混凝土材料內(nèi)加入以碳酸鈣為主要成分的SR-4添加劑，以此適當(dāng)降低混凝土pH，為河流兩岸植物的生長營造更好的環(huán)境[2]。

3.2配合比設(shè)計(jì)

配合比設(shè)計(jì)方面，參考以往工作經(jīng)驗(yàn)，生態(tài)植草混凝土配合比大致如下：液固比為0.25，碎石在1480kg/m3，水泥220kg/m3，砂200kg/m3，水100L/m3，雖然這樣的配合設(shè)計(jì)方式可以滿足中小規(guī)模河流工程治理的強(qiáng)度、孔隙率以及抗沖刷等性能要求，但用到的骨料粒徑比較大，部分骨料粒徑已經(jīng)接近40mm，這對本工程使用到的裝配式護(hù)岸結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利。裝配式結(jié)構(gòu)有著許多邊角，容易導(dǎo)致接觸點(diǎn)較少，影響預(yù)制箱體整體強(qiáng)度，進(jìn)而引發(fā)裝配式箱體斷裂。所以，有必要對以往的配合比進(jìn)行調(diào)整，具體情況如表1所示，在這樣的配合比設(shè)計(jì)方式下，河流治理工程裝配式混凝土28d時(shí)的抗壓強(qiáng)度可以達(dá)到8.8MPa，孔隙率達(dá)到25％以上，能夠滿足裝配式護(hù)岸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與性能要求，可用于中小河流中[3]。

3.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

依據(jù)上文提到的材料配合比設(shè)計(jì)，可設(shè)計(jì)出不同結(jié)構(gòu)的預(yù)制塊，如圖1和圖2所示，圖1為嵌固式通孔正六邊形的護(hù)岸形狀，邊長可以達(dá)到16cm，厚度10cm/8cm，10cm厚度的預(yù)制塊可預(yù)留7.5cm四邊形通孔，以此達(dá)到種植香根草的作用；8cm厚度的預(yù)制塊不會預(yù)留通孔，將兩個(gè)厚度的預(yù)制塊相互間隔拼接之后，就會形成2cm左右高差的消浪坎，從而達(dá)到消能減速的效果。圖2結(jié)構(gòu)中，嵌固式凹槽六邊形的邊長是16cm，厚度和圖1一樣，有10cm與8cm兩種，其中8cm厚度的預(yù)制塊預(yù)留通孔，10cm預(yù)制塊在中間位置預(yù)留8cm×3cm凹槽，將兩種不同厚度的預(yù)制塊拼接起來即可。不同結(jié)構(gòu)的裝配式護(hù)岸會對河道流速產(chǎn)生一定的影響，河道流速會存在差值，這與裝配式護(hù)岸的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與形式有關(guān)。表面凹凸不平會使水流的流程增加，并對水流產(chǎn)生阻力作用，通過造成水力沿程與局部損失，降低近岸水流流速。當(dāng)水位相同的情況下，水流的流速越大，流速差也會越大，這說明高速水流在裝配式護(hù)岸結(jié)構(gòu)下消耗的能量更多，預(yù)制塊抗沖刷性能下降。流速相同的情況下，水位越高，流速差也會越大，水位在較高的時(shí)候，裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)對水流有著較強(qiáng)的消能效果。水位與流速相同的情況下，圖1中的嵌固式通孔正六邊形流速差比較大，消能效果最佳。

3.4關(guān)鍵工序

3.4.1空箱預(yù)制使用C60混凝土進(jìn)行空箱預(yù)制，明確模板尺寸精度和平整度等方面的數(shù)據(jù)，做好空箱在施工現(xiàn)場內(nèi)的養(yǎng)護(hù)工作。使用厚度為6mm的船用鋼板，組合拼接為預(yù)制模板平臺，再使用紅外測距儀進(jìn)行現(xiàn)場測量，多次應(yīng)用之后，模板的尺寸偏差只有2mm，可保障模板強(qiáng)度與剛度需求，提升箱體尺寸精度。對模板材料進(jìn)行驗(yàn)收，合格之后可以進(jìn)行混凝土的澆筑，再使用高壓蒸汽進(jìn)行箱體養(yǎng)護(hù)。3.4.2底板施工預(yù)制箱體的同時(shí)還要進(jìn)行底板部分的施工，中小河流水利工程裝配式護(hù)岸對于空箱的安裝位置有著較高的要求，特別是底板頂面的平整度，這將直接對護(hù)岸的安裝效果產(chǎn)生影響。采用大剛度特制槽鋼為底板空箱安裝處的頂模和趾坎側(cè)模，以此提升底板的平整度，保證趾坎的線性，盡可能提高裝配式護(hù)岸的精度。安裝空箱之前，依據(jù)底部尺寸1∶1比例進(jìn)行樣架的制作，檢驗(yàn)空箱安裝處的平整情況，解決以往平整度控制難度大的問題。3.4.3箱體吊裝依據(jù)工程具體施工特點(diǎn)，采取加裝3根定位樁的40t全回轉(zhuǎn)浮吊船展開吊裝作業(yè)。首先，箱體試吊裝。在正式吊裝之前需要提前試吊裝，其中包含兩部分工作：（1）空載試吊，將起重吊鉤3次起落，查看限位器的靈敏度，再將吊臂在最大與最小工作幅度上運(yùn)動3次以上，檢測限位器的精密度，然后向左和向右的方向回轉(zhuǎn)吊臂，根據(jù)實(shí)際情況判斷回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)各部件是否運(yùn)轉(zhuǎn)良好。（2）載荷試吊，將預(yù)制空箱作為試吊的構(gòu)件，使用4根鋼絲繩，將其與預(yù)制空箱四角吊環(huán)連接，收緊鋼絲繩吊起空箱，經(jīng)過吊鉤起升、變幅以及回轉(zhuǎn)運(yùn)動后，查看設(shè)備制動性能，是否出現(xiàn)松動的情況，試驗(yàn)完成后需要對力矩限制器進(jìn)行恢復(fù)。天氣晴朗且風(fēng)力低于5級的情況下可以試吊，提前安排人員分工，一旦出現(xiàn)異常應(yīng)立即停止吊裝，同時(shí)做好工作記錄。其次，正式吊裝，大致需要經(jīng)歷以下工作流程：（1）了解吊裝期間的注意事項(xiàng)。吊裝之前要求現(xiàn)場所有人員必須做好安全技術(shù)交底，安排專業(yè)人員負(fù)責(zé)指揮，做好浮吊船傾斜角度的有效觀測，保證其穩(wěn)定性。（2）回轉(zhuǎn)吊臂到擬吊裝的空箱上方，放下吊鉤到可操作的高度。（3）使用卡環(huán)將鋼絲繩扣在箱體吊環(huán)，另一端與吊鉤相連，將鋼絲繩的水平夾角控制在60°左右。（4）將箱體吊起20cm查看各項(xiàng)裝置，吊至預(yù)計(jì)高度，確認(rèn)其可以通過圍堰，緩慢回轉(zhuǎn)吊臂至底板上方制動，讓箱體與安裝位置保持垂直，緩慢下降吊鉤，空箱在底板高程上方10cm左右的位置即可，調(diào)整回轉(zhuǎn)角度，讓箱體四角和底板安裝位置線可以保持一致，達(dá)到要求之后放下空箱。（5）裝配式護(hù)岸箱體經(jīng)過預(yù)埋吊環(huán)與設(shè)備連接位置后，在人工配合下完成箱體落位的調(diào)整，使用千斤頂精細(xì)調(diào)節(jié)，預(yù)制箱體安裝到3段時(shí)可對其封底處理，再完成灌漿和土方回填等操作。最后，掌握預(yù)制構(gòu)件連接技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)，以受力明確和傳力可靠作為裝配式護(hù)岸結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的關(guān)鍵控制點(diǎn)。常見的構(gòu)件連接方法主要有濕法和干法連接兩種。其中，濕法連接就是將構(gòu)件在現(xiàn)場澆筑混凝土進(jìn)行連接，其結(jié)構(gòu)性能類似于現(xiàn)澆混凝土。干法連接方式就是構(gòu)件通過焊接或螺栓等方法，將節(jié)點(diǎn)和接縫進(jìn)行有效連接。裝配式護(hù)岸結(jié)構(gòu)在中小河流中一般采取干法連接方式，構(gòu)件之間可以通過凹槽連接，如圖3所示。

4結(jié)語

總而言之，為了實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)與機(jī)械化施工，常見的裝配式護(hù)岸在結(jié)構(gòu)形式方面主要有預(yù)制L形和扶壁式等幾種，采用干法連接方法，將立板和底板進(jìn)行構(gòu)件水平連接，再經(jīng)過試吊裝和正式吊裝，使裝配式護(hù)岸可以更好地用于中小河流水利工程中。

【參考文獻(xiàn)】

[1]楊帆,鄭潔.淺談多層預(yù)制箱型裝配式護(hù)岸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].中國水運(yùn)(下半月),2021,21(9):97-98.

[2]王鵬.芻議內(nèi)河航道工程裝配式護(hù)岸施工工藝[J].中國水運(yùn),2021(8):140-143.

[3]顧寬海,陳明陽,葉上揚(yáng).裝配重力式混凝土護(hù)岸結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及施工[J].水運(yùn)工程,2021(6):6-12+19.

作者：李愛民 單位：鄆城縣蘇閣引黃灌區(qū)服務(wù)中心