长江 12.5m 深水航道工程新型生态联锁块排十字块预制及施工工艺

阮学成，徐加峰，郭云飞，张志波，杨东林

（1.中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032；2.中交一航局第二工程有限公司，山东 青岛 266071）

长江 12.5m 深水航道工程新型生态联锁块排十字块预制及施工工艺

阮学成1，徐加峰2，郭云飞2，张志波2，杨东林2

（1.中交第三航务工程勘察设计院有限公司，上海 200032；2.中交一航局第二工程有限公司，山东 青岛 266071）

长江南京以下 12.5 m 深水航道建设一期工程 通州沙Ⅱ标段 T11+650—T12+685 段，滩面高程-0.5～1.0 m 之间，在该区域存在 1 块面积约为 100 万 m2的滩面区，作为生态排试验段。生态联锁块排采用土工格栅铺底，上面铺设混凝土十字块的结构形式。采用干硬性混凝土压制生态排十字联锁块，预制工艺成熟，预制速度快，混凝土块体质量好，生态排取得良好的护滩与生态保护效果。

深水航道；生态联锁块排；干硬性混凝土；预制

1 工程概况

长江南京以下 12.5m 深水航道一期工程通州沙Ⅱ标段 T11+650—T12+685 段滩面高程约-0.5～1.0m 之间，在该区域存在 1 块面积约为 100 万 m2的滩面区，此区段作为长江深水航道生态试验段。该区段位于长江深水航道整治工程冲刷最严重的狼山沙左缘区域，施工环境复杂，施工难度较大，尤其高滩段冲刷严重，生态保护要求高。设计采用生态联锁块排对该区域进行生态保护。

生态联锁块排主要采用土工格栅铺底，上面铺设混凝土十字块的结构形式。面临长江汛期将至，所需十字型联锁块数量 72 000 块，工期紧，任务量大。

生态联锁块排的结构形式分生态保护区和生态修复区两种结构形式。

1.1 生态保护区结构形式

生态保护区分为侧面防护和滩面防护两部分。侧面防护：芦苇生长区的边界与被冲刷滩面间存在明显的冲刷痕迹，有 0.5~1.0m 的高差，采用自然修坡的方法将其修整为缓于 1∶3 的自然坡，再铺上联锁块生态排进行防护。滩面防护：为防止滩面冲刷，同时给芦苇留出生长空间，设计采用大网格的土工格栅护滩，格栅网格 10 cm 见方，采用防老化的聚酯高分子，格栅上采用“十”字型混凝土块进行压护。

1.2 生态修复区结构形式

在生态软体排上种植培育好的芦苇，生态软体排排体与普通排体之间搭接不少于 10m，并用网装块石压护。

2 生态十字联锁块预制的工程特点

经过分析调研预制块的各种生产工艺、方案设计与试制，决定采用干硬性混凝土压制生态十字联锁块这一水上构件预制新工艺。由此引进混凝土砌块成型机。该十字联锁块的生产工艺有如下特点。

1）结构形式新

国内的河流滩面生态修复工程技术尚处于起步阶段，目前没有相关经验可以借鉴，本工程的生态联锁块排作为国内长江内河首次使用，施工意义重大。采用土工格栅加生态十字联锁块进行生态护滩是工程创新。

2）施工工艺复杂

因构件尺寸相对较小，形状复杂，中间开孔，预制施工工艺相对较复杂，质量保证难度大。

3）工期紧，施工组织难度大

芦苇最佳生长期在每年的4月下旬至5月下旬，总量 72 000 块十字块需在 1 个半月内完成生产与铺设施工，工期紧，施工组织难度大。

3 机制干硬性混凝土配合比设计

每方混凝土中的砂石用量采用绝对体积法计算，经计算、适配及现场成型试件的外观质量，确定最佳配合比如表1。

表1 混凝土配合比Table1 Concretem ix proportion

4 十字连锁块预制

4.1 预制块钢模板制作

模板采用钢材制作成一体化模具，单块混凝土 方 量 0.012 696m3， 单 块 重 量 29.6 kg。 十 字 块尺寸如图1所示。

图1 十字块尺寸 （单位：mm）Fig.1 Crossblock size （mm）

4.2 生产工艺流程

生产工艺流程如图2所示。

图2 生产工艺流程图Fig.2 Production process flow chart

4.3 工艺过程

生产时，原材料分别由水泥仓、砂石仓按一定比例输送到储料仓，经提升斗送至搅拌机，根据需要设定加水比例和搅拌时间进行搅拌。搅拌完成后，自动开关卸料舱门，同时启动混凝土输送机，将拌好物料送到混凝土贮料斗，即完成1个搅拌周期，该程序由 PLC 一个子系统完成。

混凝土输送机将物料送至成型机料仓，在料仓口接料的加料小车根据设定的加料时间作往返直线运动，将物料加速泻入模框内，同时启动振动电机，作振动泻料；到设定时间，加料小车退回，同时压头降下将物料压下 3~5mm，升压头，加面料小车送面料，将面料铺满模箱；加面料小车退回，压头降下，压至物料的同时振动电机启动，对模箱内物料作加压振动；到达预制块高度时，所有振动停止，压头上移5mm，紧接模框上升到上限，将成品从模框中挤出，即完成1个生产周期。该程序用 PLC 另一子系统控制，实现全自动运转。

整个 PLC 程序设定后既可实现全自动运转，又可使各个子系统独自循环。

所压制砌块在半成品区单层堆放，压制完成12 h 后开始洒水养护，24 h 后转移至成品区，5至 8 层堆放洒水养护至强度达到出运要求 20MPa以上。

4.4 设备配置及参数

① 油 泵 公 称 排 量 63 m l/r； ② 油 缸 直 径φ80 mm；③托板尺寸：竹板 QT6-15 型 850mm ×680mm ×（ 20/25 ）mm ； ④ 成 型 周 期 15~25 s；⑤振动形式：台振，瞬间激振力可达 100 kN；⑥装机功率：振动电机 7.5 kW×2，油泵电机 15 kW，送板机 1.1 kW，送砖机 1.1 kW，输送带 1.5 kW，振动器 0.5 kW。

5 生态十字块排铺设

生态十字块排采用人工铺设。先进行清表，清除滩面突出物，再铺设土工格栅，格栅铺设好之后再铺砌十字块。本工程生态修复区土工格栅十字压载块排铺设后基本未对原有芦苇区域造成破坏，目前芦苇已经重新生长，经过一个生长期后芦苇能够恢复到原有状态（见图 3）。

图3 铺设完成后效果Fig.3 The finished paveeffect

6 工效分析

6.1 与普通预制工艺对比及工效分析

十字块由成套混凝土机械生产线一步成型，操作简单，所需场地小，每施工班组仅需 4 人，8 h工作时间内每班组生产 1 800~2 000 块。此干硬性混凝土强度上升快，成型后 48 h 内强度到达 16~ 18MPa，同比强度上升效率提高 200%，有效提高生产效率，节省堆放场地。

6.2 预制生产成本分析

在满足本工程施工进度要求前提下大大节省了人工费用，较之同方量普通工艺联锁块生产所需人工 22 人，节省人工 18 人，无需倒运混凝土工装设备，混凝土耗损率 0.015%，普通联锁块耗损率达 0.2%，原材料更能有效利用。

6.3 预制质量分析

联锁块一次性冲压成型，机械化生产，块体尺寸固定，表观质量优良，无蜂窝麻面，无气泡。安装方便，有利于后期芦苇种植等环境保护措施实施。

7 推广应用前景

该工艺与普通配合比现浇联锁块相比大大降低生产成本，安装便利，在水运工程中对生态区修复作用良好，能有效防止岸堤冲刷，为植被生长提供稳定环境，在后期长江内河整治中值得推广。

[1]JTS 257—2008，水运工程质量 检验标准[S]. JTS 257—2008，Standard forquality inspection of portand waterway engineering construction[S].

[2]JTS202—2011，水运工程混凝土施工规范[S]. JTS 202—2011，Specifications for concrete construction of port and waterway engineering[S].

[3] 中交第一航务工程勘察设计院有限公司，中交第二航务工程勘察设计院有限公司.长江南京以下 12.5m 深水航道一期工程施工图[R].2012. CCCC First Harbor Consultants Co.，Ltd.，CCCC Second Harbor Consultants Co.，Ltd.Construction drawingof the phaseⅠprojectof 12.5m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

[4] 中交一航局第二工程有限公司.长江南京以下 12.5m 深水航道一期工程通州沙整治建筑物工程施工组织设计[R].2012. No.2 Eng.Co.，Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.，Ltd. Organization plan of Tongzhousha regulation structure engineering construction of thephaseⅠprojectof12.5m deep-waternavigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

Precasting and construction technology for the cross block of new-type eco-interlocking block-mattress in project of 12.5m deep-water navigation channel in the Yangtze River

RUANXue-cheng1,XU Jia-feng2,GUOYun-fei2,ZHANGZhi-bo2,YANGDong-lin2
（1.CCCCThird Harbor Consultants Co.,Ltd.,Shanghai200032,China;
2.No.2Eng.Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong266071,China）

From T11+650 to T12+685 of the second Tongzhousha section of phaseⅠprojectof 12.5m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River,the beach elevation is between-0.5 and 1.0m.This area had about 1 000 000m2of beach face,whichwasused as a testsection ofecologicalmattress.Theeco-interlocking block-mattressmainly uses the geogrid for bed,and the concrete cross block is paved above it.The hard concrete is used for pressing into the cross block of ecointerlockingblock-mattress,the precast technology ismature,the precast speed isquick,the concrete blocks have good quality, and theecologicalmattress can obtain good beach protection and ecologicalprotection.

deep channel;eco-interlocking block-mattress;dry concrete;precasting

U615

B

2095-7874（2014）08-0047-03

10.7640/zggw js201408013

2014-01-16

阮学成 （1971 — ），男，福建宁德市人，高级工程师，建筑工程专业。E-mail：ndrxc@126.com