提高堤防混凝土护砌施工速度和工程质量的可行措施

陈　权，王克国

技术论坛

(黑龙江省三江工程建设管理局，哈尔滨 150081)



提高堤防混凝土护砌施工速度和工程质量的可行措施

陈权，王克国

技术论坛

(黑龙江省三江工程建设管理局，哈尔滨 150081)

摘要：嫩江治理工程于2015年9月20日开工，混凝土工程设计总量68 万 m3。其中，预制混凝土铰接块、生态连锁板块、堤后混凝土框格共计11.25 万 m3。工程建设战线长，工程量大，工期短，现场质量控制难。文章总结和分析2014年应急度汛工程现浇混凝土护坡施工中存在的问题和建设难度，结合嫩江治理工程建设任务和寒冷气候特点，为确保工程能够按期优质完成任务,提出混凝土护坡采用干硬性混凝土、工厂化生产、机械化铺装的施工措施方案。

关键词：嫩江治理；堤防工程干硬性混凝土护砌；工厂化生产；机械化铺装

1方案背景

1.1基本情况

嫩江治理工程于2015年9月20日开工，混凝土工程设计总量68 万 m3。其中，预制铰接块护坡5.20 万 m3,生态连锁板块2.59 万 m3,堤后混凝土框格草皮护坡3.46 万 m3。工程建设特点：战线长，工程量大，工期短，现场质量控制难。

1.2存在问题

2014年应急度汛工程坡面护砌设计以现浇混凝土护坡为主，现浇混凝土护坡受我省寒冷气温影响，施工期有限(有效工期150～170 d)。三江工程工期紧，任务重，特别是嫩江治理工程2015年开工较晚，按期完成施工任务非常艰难；而且现浇混凝土施工工序复杂，砂石骨料控制、几何尺寸控制、施工过程控制、后期养生控制等都需要严格把关，管控困难，建设管理难度大，难以保证工程质量。

1.3方案提出

在工程建设工期紧、任务重的前提下，结合2014年应急度汛工程现浇混凝土施工中存在的诸多问题，为确保工程优质高效完成任务，三江局组织专家进行专题调研，结合我省气候特点，混凝土工程施工有效期短，确定采取工厂化生产线生产，混凝土采用干硬性混凝土，配合机械化施工。经在嫩干立陡山堤防段进行试验研究，确定了方案的可行性。

2护坡混凝土施工主体方案研究

2.1专题研究，确定科研课题

混凝土护坡主体方案确定后，三江局成立课题研究小组，由局业务处室、设计单位、检测单位、监理单位和施工单位抽调专人，围绕如何提高质量并加快施工建设速度，从保证设计指标、优化结构和施工工艺确定课题研究方向。经多次现场跟踪调研，破解实施过程中的难点。

2.2现状调研

2014年应急度汛工程中混凝土护坡板为37 万 m3，其中现浇板为33 万 m3,预制块为4 万 m3，施工工期为2014年5月至2015年7月。黑龙江省现浇混凝土施工有效工期150～170 d，如常规施工，按期完成施工任务难度很大。现浇混凝土护坡施工还是传统施工工艺，存在如下问题：①原材料控制难，三江工程战线长，工程量大，施工作业面多，原材料使用管控难度大；②施工过程控制难，由于在坡面施工，垫层厚度、支模、验仓、振捣、压光都需要严格控制，否则直接影响工程质量；③后期养护难，混凝土后期养护直接影响混凝土强度；四是外观质量控制难，施工作业面多，作业人员素质良莠不齐，导致现浇混凝土外观整体效果远不如预制混凝土板美观、规整。

3方案可行性分析

3.1技术保障措施

经过多方面论证，最后同设计部门研定预制块混凝土采用干硬性混凝土。干硬性混凝土特点是水灰比变化较小，胀缩率小，既保证混凝土强度又提高了混凝土抗冻性能。通过在厂家随机取样，做成试验模块，委托省水科院进行试验，试验成果抗冻等级达到F200，满足设计要求。在指标满足的条件下，进行批量生产，在预制块达到期龄后，施工单位自检和监理单位平行检测按照检测计划要求按批次进行检测。其中自检13个批次，合格率100%，平行检2个批次，合格率100%，均满足设计要求。经抽检单位进行现场机械取芯试验，检测值均达到设计标准。工厂化生产的产品几何尺寸标准，外观规整，比现浇混凝土护坡有明显优势。

3.2工厂化生产保障供应措施

经济发展水平以及国家在不同时期所采取财政政策的不同均对国债发行的规模有着非常重要的影响。同时，在不同金融市场发展时期，国债发行规模也有所不同，流通中货币量供过于求时，为了避免过度通胀，中央银行多采用扩大国债发行规模的方式来进行货币的回笼；经济萧条，货币供应偏紧时，央行也多采用购入国债的方式来增大流通中的货币量。除此之外，一国的国债管理水平、居民应债能力以及金融市场状况也都对国家的国债规模有着不同程度的影响。

工厂化生产打破传统现场人工预制做法，主要体现6个优势：①生产效率提高。工厂生产线流水作业，尺寸75cm×50cm,单块混凝土体积为0.056 m3,平均每天生产5000块，产品可满足供应需求；而人工预制生产需要现场有足够面积流转场地，100套模具，2.5倍的底模，一模10块，15个工人需要1 d的时间才能浇出1000块，而且需要拆模、倒运置放，常规人工养护至少15 d才能到达铺设强度。②产品质量可控。产品采用干硬性混凝土一次性压制成型，蒸汽养护，强度有保证，外观尺寸标准；而人工预制模具在使用过程中容易变形，导致混凝土块尺寸不规整，在预制倒运过程中，损耗大，破损率高，人工养护不及时直接导致强度降低。③延长施工工期，通过工厂化生产，蒸汽养护，冬季也能正常生产，克服季节对混凝土施工限制，延长了有效工期；④便于控制管理。厂家只需配置一个监管人员即可，便于业主和监理单位控制管理，缓解管理人员不足的压力。⑤缓解用工压力。我省有效施工期约7—8个月，其中春秋两个忙季约2个月，闹民工荒，技术工人更是缺少。⑥降低运输破损率。工厂化生产产品采用托盘包装，生产运输规范，破损率低。

3.3机械化施工，提高安装效率，降低成本。

目前，水利工程混凝土预制块施工一直为人工铺设，这就局限了预制块的设计尺寸。立陡山堤防混凝土预制块设计尺寸为750×500×150 mm，重量为135kg，达到人工铺设的极限。随着水利工程技术不断发展，大尺寸预制块将被应用到工程实际中。大尺寸混凝土预制块具有稳定性好、外观美、成本低、施工效率高等优点，达到现浇混凝土护坡性能要求。但要用传统人工铺设施工，无法搬运，难以达到铺设要求。工厂生产的预制块最大尺寸达1200 mm×1000 mm×150 mm，设计不配钢筋情况下重量达432kg，人工铺设不可能实现。所以，研制现代化混凝土预制块运输及铺设装置势在必行。根据护坡工程中混凝土预制块施工特点，经过大量文献检索和市场调研，与真空设备厂商进行沟通，成功研制混凝土预制块智能吸取设备，通过与相关机械配合达到机械化施工作业效果，有效提高了施工效率。

3.4实际效果

嫩干应急度汛工程肇源县立陡山堤防0+000～1+500段混凝土预制板护坡施工已于2015年7月施工完成，效果良好。工厂化生产保证了施工质量，混凝土强度全部超过设计标准，几何尺寸规整，外观整体效果美观；机械化施工提高施工效率，确保施工工期。嫩干西北岔堤防3 万 m3生态板块在吉林省德惠市厂家定制生产，2015年9月已经施工完成，质量优良。

图1　立陡山堤防预制块护坡

图2　西北岔堤防生态连锁块

4推广应用

根据嫩江治理工程建设任务，嫩江处详细编制施工实施方案。一是调查嫩江沿线混凝土预制块生产厂家，详细了解生产规模及生产能力；二是组织人员测算产品造价，对产品生产过程、运距及人工铺设等进行造价分析，测算混凝土预制块单价为700—900元/ m3。根据工程任务分部特点，同施工单位确定两种施工方案，供应距离适宜，运输方便，由厂家定制生产；运距远、运输难度大，由施工单位自建生产线自行生产。

图3　嫩干四标连锁板块

目前嫩干第四标段混凝土连锁铰接块已经在厂家定制生产20万块。现经铺设施工，施工过程便于控制，质量优良，外观效果良好，损耗率低，铺装效率高。通过厂家的生产过程和现场施工演示，施工单位进行了横向对比，工厂化生产体现出了明显优势。现在嫩干2标、4标、5标都已经和厂家签订混凝土铰接块及框格生产合同，订购量11743 m3,采用工厂化定制生产，来保证混凝土产品生产的质量和工期。其它标段也正在同厂家洽谈或自建生产线。

4.2混凝土生态块施工

嫩江治理工程生态连锁块2.59 万 m3,施工单位已经同齐齐哈尔市、吉林省德惠市厂家签订生产合同。

4.3混凝土框格护坡施工

已同设计部门研定，堤后现浇混凝土框格护坡施工变更为干硬性预制混凝土框格施工。并同施工单位确定施工方案，由施工单位同厂家签订生产合同，工厂化生产，现嫩干4标、5标、11标等标段已经和施工单位签订生产合同。

4.4干硬性混凝土路面施工

嫩干四标准备在富裕牧场堤防采用干硬性混凝土路面施工，采用滑模式摊铺机械施工技术，提高生产效率。干硬性混凝土提高路面抗折强度，增加道路使用年限，保证施工质量。

实践证明，嫩干工程采用的混凝土护砌产品工厂化生产在黑龙江高寒地区堤防施工中的应用，既保证了混凝土本身的强度和抗冻性能，又加快了施工工期和提高了施工质量，能够确保三江治理工程如期保质完成全部任务。

参考文献：

[1]龙江水院.黑龙江省嫩江干流堤防应急度汛工程可研报告[R].哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2015.

[2]刘玉年.中华人民共和国水利部SL260—2014.堤防工程施工规范[S].北京：中国水利水电出版社，2014.

[3]陈改新.SL352—2006水工混凝土试验规程[S].北京：中国水利水电出版社，2006.

文章编号：1007-7596(2016)04-0157-03

[收稿日期]2016-03-06

[作者简介]陈权(1965-)，男，黑龙江齐齐哈尔人，研究员级高级工程师；现任黑龙江省三江工程建设管理局副局长，兼嫩江工程建设处处长。曾获齐齐哈尔市首届青年科技奖；中国水利工程建设优质大禹奖；齐齐哈尔市优秀中青年专家称号；黑龙江省水利优秀青年学科带头人；建国六十周年黑龙江省水利英模奖；黑龙江省人民政府千亿斤粮食生产优秀科技工作者称号；2013年获省科技进步二等奖。2014年主持的嫩江干流堤防应急度汛工程建设工地获水利部全国文明工地称号。王克国(1976-)，男，黑龙江宾县人，高级工程师。

中图分类号：TV544+.92

文献标识码：B