钱塘江临江古海塘维修养护若干技术问题探讨

2014-01-08陈振华

城市道桥与防洪 2014年9期

贺俊，陈振华

(浙江省钱塘江管理局勘测设计院，浙江杭州310016)

0 引言

钱塘江河口是世界闻名的强潮河口，汹涌澎湃的钱江涌潮是早已享誉中外的自然奇景，雄伟壮观的钱塘江海塘则是抗御洪潮的海上长城。历代朝政十分重视海塘的安危，动用大量人力财力固堤御潮[1]。筑塘技术从土塘、柴塘发展到石囤木柜塘，终因涌潮、台风暴潮、洪水、江道变迁等自然条件复杂，海塘屡建屡毁，直到1542年黄光升创筑“五纵五横鱼鳞式”石塘至清乾隆末，历时250 a修建鱼鳞式和丁由式等海塘才使得塘岸基本稳定[2]。

长达280 km的钱塘江明清古海塘，如今因江道变迁和治江围垦，大部分已退居二线，但仍有约40 km成为上世纪90年代末标准海塘结构的重要组成部分，坚守在防洪御潮第一线。由于年代久远，古海塘表观、塘基、塘身、护坦等部位不可避免地存在各类缺陷与隐患。为了更好地研究分析缺陷隐患和破坏机理，提出合适的保护措施，同时深入挖掘与提炼古海塘的历史、文化、工程技术价值，由浙江省钱塘江管理局作为牵头单位，浙江大学、浙江省钱塘江管理局勘测设计院作为合作单位，向水利部申请了公益性行业专项经费，历时3a，通过历史资料分析、现场勘查、离散元等数学模型分析、物理模型分析、工程现场试验等科研手段，根据古海塘各部位的不同隐患情况，总结出了一系列针对性较强的古海塘保护措施。

陈毛良[3]等曾编制了《钱塘江海塘工程维修养护技术规程》，但该规程对临江古海塘部分涉及很少，基本没有对古海塘维修养护技术作出规定，其他文献也未有提及古海塘维修养护方面。本文基于古海塘保护对策与施工关键技术现场试验取得的成果上，展开了对古海塘维修养护的检查手段、技术状况评定体系、维修养护方法、质量检验和信息化管理等若干技术问题的探讨。

1 古海塘检查

为了保证古海塘的正常运行状态，需加强对古海塘各部位的检查，以便及时系统地掌握古海塘运行的动态数据，发现缺陷与隐患、相关环境的变化，以及可能导致古海塘损坏的原因，从而有针对性地开展古海塘维修养护工作。古海塘检查分为经常检查和定期检查[4]。

1.1 古海塘经常检查

经常检查应由经过培训的海塘管理人员承担，一般每月不得少于一次，汛期应加强检查频率。采用目测及简单工具进行测量，检查内容包括：

（l）古海塘整体外观是否整洁，有无杂物堆积，杂草蔓生。

（2）塘顶条石是否排列整齐，有无裂缝、断裂、高低不平；塘背土体有无天落洞、圬工是否低于塘顶、下部挂空、存在纵向裂缝。

（3）塘身迎潮面是否凸鼓、整体外倾、下沉、有竖向贯穿裂缝；条石是否有风化、断裂、掉角、抽失；灰缝是否脱落，条石间是否有较大空洞。

（4）塘基是否有流土、冒砂现象；护塘墙是否移位、缺失；塘基木桩是否外露、上部挂空。

（5）护坦条石是否挂空、下沉、缺失；坦水排桩桩头是否腐坏、断裂；排桩是否有土体流失。

检查时需填写“古海塘经常检查记录表”，登记所检查项目的缺损类型，估计缺损范围及养护工作量。

1.2 古海塘定期检查

定期检查一般安排在每年汛前、汛后，如发现某塘段明显达到二类或三类技术状况时，应立即安排一次定期检查。检查包括目测观察、小孔径取芯钻孔探查。相对普通混凝土取芯机有两大改进：一是定制或铣细钻杆的接杆，要求比钻头外径小10%，二是增加一种“特制的底座”，以增加钻深孔时钻机的稳定性、避免在古海塘迎潮面上预钻膨胀螺丝孔。特制的底座由特制膨胀螺栓、滑轨固定座、滑动固定板、钻机固定滑动底板、行走轨道、钻机底板支撑架组成（实用新型专利号201310032183.0，“用于钻细长孔的岩芯钻机底座装置”）。监测应委托专业单位进行，包括变形观测、水位观测、涌潮观测等项目，按相关规范布监测点并提交成果报告。检查时需填写“古海塘定期检查记录表”，记录缺损状况并评定古海塘的技术状况。

2 古海塘技术状况评定

古海塘检查责任人根据古海塘检查资料，通过经常检查和定期检查，对古海塘各部位技术状况进行综合分析，评定古海塘的技术状况等级，提出各类古海塘的养护维修措施。

古海塘一般评定从三个部位评价，评定等级分三类：一类进行日常养护，二类进行一般维修，三类进行维修加固[5]，分类标准按表1《古海塘技术状况评定标准》执行。

3 古海塘养护与维修加固

3.1 日常养护

日常养护是为了贯彻“预防为主、防治结合”的方针，根据《古海塘技术状况评定标准》确定为一类的古海塘，进行的预防性养护，具有经常性、延续性和及时性特点[6]。受损部位经日常养护后，其标准不低于原结构设计标准，并做好新老结构的结合。同时需做好日常维修养护记录，并编制定期报表，资料应完整详细，按照工程档案管理规定及时归档，以备查考[7]。日常养护的内容及相应养护措施见表2所列。

3.2 一般维修

一般维修是针对技术状况为二类的古海塘，应当委托具有相应资质的设计单位进行，施工单位要做好一般维修记录，并编制定期报表，资料应完整详细，按照工程档案管理规定及时归档，以备查考。竣工后，应保持原有的永久性控制监测点，并重新监测一次，监测点应牢固可靠，按永久性测量标志设定[8]。一般维修的内容及相应养护措施见表3所列。

表1 古海塘技术状况评定标准表

3.3 维修加固

维修加固是针对技术状况为三类的古海塘，应引入竞争机制，推行招投标制度、工程监理和合同管理制度。同时，应委托具有相应资质的单位进行设计、施工和监理，完善工程项目的报批、审查制度和实时检查制度。对技术难度较大的工程项目，应组织专家进行技术论证，确保养护维修加固工程合理性、科学性、前瞻性。维修加固的内容及相应养护措施见表4所列。

4 养护维修质量的检查与验收

4.1 一般规定

古海塘养护维修加固工程质量检查与验收包括：日常养护、一般维修、维修加固。施工前应进行材料的性能检验，检验合格后方可进行施工，现场使用的材料应按设计和施工要求进行抽样检验[9]。

日常养护检查与验收要求：养护单位应对日常养护质量进行自查，并建立自查技术档案，将自查结果报管理单位备案，管理单位应进行质量抽检。

一般维修工程检查与验收要求：

（l）养护单位、管理单位的质量管理人员应对施工过程尤其是隐蔽部分进行检查和验收。

（2）养护单位、管理单位应对工程外观质量及整体恢复程度提出验收意见。

（3）一般维修竣工资料应及时验收归档。

维修加固工程检查与验收要求：

（1）工程竣工后，施工单位应按设计文件和维修加固指南验收标准进行自检，作出质量自评，并组织初验。

（2）监理单位应对工程质量作出监理评价，设计单位应对工程质量按设计要求作出评价。

表2 日常养护的内容及措施一览表

表3 一般维修的内容及措施一览表

表4 维修加固的内容及措施一览表

（3）管理单位接到施工单位申请办理正式验收的报告后，应及时组织竣工验收及进行质量评定，并报有关单位备案。

（4）如工程未达到验收标准，管理单位应提出整改意见，由施工单位及时整改，达到标准再行复验。

（5）当工程内容符合设计文件、工程质量符合验收标准、竣工文件齐全完整时，管理单位应及时办理交验手续。

4.2 验收资料

古海塘养护维修加固工程验收资料应包含下列内容：

（l）委托任务书及修补加固过程有关协议文件；

（2）原结构设计文件、维修加固设计文件和设计变更文件；

（3）各种维修加固材料出厂质量证明文件和现场检验文件；

（4）施工组织设计及施工记录；

（5）经确认的各道工序施工检查记录；

（6）施工图纸和竣工报告；

（7）维护管理建议。

4.3 养修措施质量的主要检验项目及方法

古海塘养护维修加固针对各种隐患缺陷采用了不同的施工措施，各养修措施质量的主要检验项目及方法见表5所列。

表5 各养修措施质量的主要检验项目及方法一览表

5 信息化管理

基于监测记录资料、调查资料、维修加固资料等基础数据上，利用先进的地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、计算机网络、通讯、多媒体、数据库等技术，建立古海塘安全运行管理系统，实现古海塘综合信息查询、GIS 地理信息查询与定位、基础信息储存与管理、巡查管理、工程建设管理、视频监控、统计分析等功能一体化平台[9]。该系统是一个平台，四大模块。

（l）安全管理，包括古海塘网格化管理、古海塘监测数据及各类数据曲线分析、古海塘重要区域视频监控。

（2）移动应用，包括古海塘巡查管理，将巡查信息、安全隐患等通过手机等智能终端设备，随时随地输入数据库，同时可将重要信息和预警信息，通过系统界面、短信等方式，第一时间传达到工作人员。

（3）日常办公，包括古海塘概况、水位潮汐信息、日常事务、任务管理，旨在通过管理平台直接给下属工作人员下达工作指令，以提高工作效率[10]。

（4）工程管理，包括历史资料、设计竣工图纸、文档管理、在建工程进度情况等。