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引江济淮工程水下联锁块软体排护坡施工技术研究
摘要:本研究结合我公司引江济淮工程J011-2(河渠)施工情况,探讨水下联锁式软排护坡铺设施工技术,在发挥该施工技术优势基础上,阐释具体的应用要点。本研究的水下联锁块软体排护坡施工技术,值得类似工程推广和应用。
关键字:引江济淮 水下施工 联锁块软体排护坡
水下联锁式软排护坡铺设施工技术,可有效弥补传统护坡存在的弊端,既能提升护坡的强度、稳定性,提升渠道水的利用系数,减少糙率,而且可创建出生态、绿色、安全、美观的护坡工程【1】-【4】。为提升该施工技术,开展水下联锁式软排护坡铺设施工技术的研究显得尤为重要。
1.概述
引江济淮工程(安徽段)江淮沟通段J011-2(河渠)标位于江淮沟通段内,起点瓦埠湖出口,终点滁新高速桥,对应河道桩号141+600~151+008,总长9.408km。现状河道宽度90~150m,河底高程11.7~15.8m。河道左岸为河心洲生产隔堤,堤顶宽度1.5~3.0m,堤顶高程19.9~23.3m,内外边坡1:2左右;河道右岸堤防较完整,堤顶宽度2.0~3.0m,堤顶高程23.0~23.7m,内外边坡1:2左右。工程主要内容为:河道疏浚、堤防退建与加固、护坡护岸、新建管护道路、新建桥梁4座、新建大滩头排灌站等6座泵站、新建梁郢涵等2座涵闸、排泥区水土保持等。为保护坡面不直接受水冲刷及船行波对坡面冲击,对左岸临水侧一级平台以下边坡及右岸临水侧18.9m高程以下边坡采用C25铰接式砼预制块护砌,左岸临水侧一级平台19.4m高程以至堤顶之间及右岸临水侧18.9m高程以上至堤顶的边坡坡面采用M25铰接式生态砖护砌,左右岸背水侧边坡均采用草皮护坡。
2.技术参数与生产工艺
水下联锁式软体排设计要求为预制块空洞率5%,厚12cm,成品砌块强度不小于C25,单块质量不低于50kg。经过对本工程周边预制构件厂家实地考察,并结合相邻标段护坡施工情况,按照本标段预制块护坡设计要求,经过对比筛选,拟采用方案为:联锁式混凝土预制块规格尺寸为:50cm×52cm×12cm,空洞率4.89%,单块重量约51.23kg,详见图3-1。块体连接采用铺排布连接,铺排布采用聚丙烯/聚酯有纺土工布,单位面积质量不低于200g/㎡,按照一定间距缝制聚丙烯/聚酯加筋带,加筋带宽度3cm~10cm,平行水流方向间排距1.0m,垂直水流方向间排距0.5m。软体排的绑扎带采用强度较高的聚丙烯加筋带。其中铺排布采用200g/㎡的聚丙烯/聚酯长丝有纺土工布,加筋带与绑扎带采用强度较高的500g/㎡聚丙烯/聚酯长丝有纺土工布。
3.主要施工技术
J011-2标水下预制块护坡主要是沿水下1:4边坡铺设,其中渠底部分搭接铺设3m宽,滩地平台搭接铺设5m宽。左岸施工宽度较大,水平宽度32m,冬季枯水期水面高程为17.9m~18.6m,汛期水位可达22m~24m高程,因此,为便于施工,水下预制块护坡尽量选在水位较低时进行。
3.1 施工测量
根据设计要求对坡面进行控制测量,布设施工控制网,以20~50m长度为宜,平面控制用三级导线网,高程控制用三、四等水准测量,并将测量结果提交给监理工程师核查。经批准后,作施工放样的依据。每一施工段在开工前,应进行测量放样,并经过监理工程师核查批准后,方可开始施工,施工中严格采用测量仪器设备进行控制。测量工作由专职的、具有丰富经验的测量技术人员负责,并配备符合精度要求的测量仪器。
3.2 坡面修整
为形成河道设计边坡和滩地平台,水面线以上边坡由机械配合人工进行修整;水下疏浚时一般采取下超上欠的多级阶梯梯形开挖法,超、欠面积比例应控制在1~1.5范围内,应避免出现边坡超挖或欠挖现象。一旦出现,应按设计边坡进行修整,直至监理人验收合格为止。对有护砌要求的岸坡应采取有效措施严格按设计边坡进行开挖。或者采用水上挖机或长臂挖机进行修坡。水下疏挖坡面平整度控制在±15cm,坡度偏差≤2%,局部平整度达不到要求时,安排抓斗船上的挖掘机进行平整施工,直至满足预制块护坡坡面施工平整度的设计要求。
开挖至设计标高后,对土质进行核对,如发现地质情况与设计要求不符,及时通知有关人员解决。开挖工作完成,及时进行自检,自检合格后,组织验收,验收结果应符合设计及合同约定的要求。验收采用纵向每10m布置一个断面,横向5m一个测点进行检测。
3.3 软体排铺设
软体排铺设主要有吊装、拖排、沉排等方式。根据本项目实际情况,采用沉排方式进行水下铺设。
3.3.1 施工准备
(1)人员
人员进场后,由技术部门和安全部门组织进场人员安全培训、技术交底,详细了解本项目的工程概况、施工环境、工程特点,做好危险源辨识,提高安全意识。做好技术质量交底,掌握施工流程和质量控制要点。
(2)材料
将质量验收合格的预制块采用平板车运输至施工现场,现场主要在东津渡大桥下方滩地进行卸货、上船。采用汽车吊或者船舶上的起吊设备将预制块转运至运输船上,运输船航行至试验区域,将船中预制块吊至铺排船上进行绑扎。现场土工布、坡面均验收合格,经监理工程师批准,开始进行下道工序。
(3)机械设备
机械设备进场后,按照要求和流程,进行设备报验,特种设备需要到海事局备案的应及时备案。做好设备的保养维护,防止带病作业,影响施工。
3.3.2 锚桩固定
拟将滩地平台上搭接铺装的5m宽度预制块快护坡作为临时系排梁,在滩地上旱地作业,铺排好后铺排船方可向河中心移动铺排剩余软体排。临时系排梁长度以水上滩地铺排宽度5m为准,不足5m的在滩地上的预制块上临时堆荷进行加固,宽度具体以铺排船作业宽度为准。每次铺排时,由于两侧边角位置应力集中,极易发生位移、滑移情况,在边角处采用锚桩进行固定,锚桩可采用木桩、钢管或工字钢,采取反方向45°击入地面以下2~3m,垂直方向上垫上木桩。同时为防止沉排施工过程中软体排整体发生滑落和位移,顶部铺排布留有1~2m的裕量进行临时固定,预留铺排布直接埋入土中。
3.3.3 铺排布铺设
铺排土工布、加筋带、绑扎带由厂家统一在工厂加工好,宽度与铺排船作业宽度相适宜,采取20m~25m,铺排布进场检验合格后方可使用。铺排布应提前卷入卷筒中,在卷入的过程中,注意观察铺排布有无破损、加筋带和绑扎带有无缝制不牢固的情况,如有,应采取加固措施。完成铺排布准备后,铺排船向岸边移动,注意吃水深度,由岸边作业人员将铺排布引出船舷,并按照设计宽度和裕量固定在岸坡上,保证铺排布平整,不褶皱。
3.3.4 预制块拼装
首先进行滩地上的压重预制块铺装,该处直接在采取旱地作业,方便快捷,材料设备在陆上运输吊装。剩余预制块拼装在铺排船的平台上作业,铺排船应具有足够的施工平台用于预制块拼装和绑扎,同时铺排船的作业侧应在船边加焊弧形钢板,便于已拼装好的预制块整体平稳入水铺展。铺排船上的运输、拼装、沉放使用的卷扬机、吊装设备用有足够的卷扬和起吊能力。
水上作业时,铺排船首先停靠在岸边并固定,铺排布展开后,人工配合机械将预制块安装预制块,将预制块与绑扎带绑扎在一起,绑扎牢固,横向宽度两侧预留搭接宽度1m。预制块拼装完毕后经监理验收合格后进入下一道工序。
3.3.5 沉排
沉排施工开始时,铺排船收回固定锚缆,由自身的动力系统驱动或驳船带动,缓慢作离岸平移后退,同时卷扬机缓慢运转,保证预制块通过弧形钢板缓慢滑入水中。铺排船缓退5m~10m后,进行定位固定,通过卷扬机继续沉放,保证预制块与疏浚边坡结合紧密。当预制块排体下滑斜度约80°时,继续后退铺排。后退铺排需先去除固定措施,通过驱动或锚缆控制继续缓退5m~10m后重新定位固定船体,继续沉放,直至达到设计铺沉要求。
沉排顺序应遵照下列原则:1)垂直水流方向由岸边逐渐向河心铺沉;2)顺水流向由下游依次向上游铺沉。分段施工,应做好水下排体连接,必要时应安排潜水员实施水下施工,确保排体之间有效连接。
4.结论
综上所述,结合引江济淮工程(安徽段)江淮沟通段J011-2(河渠)标分析了水下联锁式软排护坡铺设施工技术。采用水下联锁式软排护坡铺设施工技术,可利用铺排船或普通船只改装来完成水下软排护坡铺设。在兼顾进度和成本下,可以降低对水运工程干扰,可为类似水下防护工程施工提供指导。
引用文献
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