混凝土箱型生态砌块在河道岸坡整治中的应用

2021-03-11

工程技术研究 2021年3期

歙县水利局，安徽黄山 245200

1 工程概况

歙县练江紫阳桥至浦口段治理工程的等级为Ⅳ等，主要建筑物为4级，临时建筑物为4级，治理河道长度为5.24km。根据《歙县城市总体规划（2011—2030）》《安徽省灾后水利薄弱环节建设性治理实施方案项目清单》《歙县城市防洪工程可行性研究报告》《黄山水文手册》《安徽省防洪薄弱环节建设项目歙县练江紫阳桥至浦口段中小河流治理工程勘察报告》，设计防洪标准采用20年一遇，紫阳桥以上属于城区，乡村段维持河道现有防洪标准。歙县练江紫阳桥至浦口段治理工程结合城乡规划和两岸地形，采用混凝土箱型生态护岸，使练江成为自然生态、亲水的景观河道，有效改善沿河地区的自然人文景观，促进南部城区的开发和发展，获得了良好的社会、经济与环境效益。

2 混凝土箱型砌块护岸的定义

混凝土箱型砌块护岸是指既能维持河岸水土相对稳定，又能使河水与土壤相互渗透，兼顾防洪、景观、生态等功能的河道护岸形式。混凝土箱型砌块护岸采用植物与土木相结合的方式，水生动植物可吸附、吸收、消解污染物，起到调节河道水质的作用，对改善河道生态环境具有积极作用。

3 混凝土箱型砌块的特征及作用

（1）具有经济、实用、美观的特征。混凝土箱型砌块的填充材料是石料，一般当地的石材就能满足施工需要，具有就地取材、施工方便等特点。石料不仅能够对岸堤、河床起到良好的保护作用，并且可以控制水土流失，防止水速过快、冲击对岸堤造成的破坏，预防洪水决堤等灾害的发生。通过改变砌块的铺砌方式及颜色变化，使成片的整体水生植物与周围的规划相统一，把每一个护岸工程打造成为景观工程。（2）混凝土箱型砌块在生态护岸中的作用。混凝土箱型砌块挡墙具有多孔性的特征，填充石材之间具有大小不一的缝隙，不仅能够满足植物的生长，还能够满足一些鱼类和两栖动物的栖息，混凝土箱型砌块挡墙均为台阶状，台阶高度不高于0.5m，这一特性使河与岸之间形成较为完整的生态体系，施工完成后能够立刻在岸坡上形成一个隔水的结构体。

混凝土箱型砌块与传统的混凝土浆砌石砌石挡墙效果比较如表1所示。

表1 混凝土箱型砌块与传统的混凝土浆砌石砌石挡墙效果比较

4 混凝土箱型砌块的功能

（1）具有较强的透水性。混凝土箱笼内填充的石料为松散体，存在较多的孔隙，能够充分保证河道潜水与河流水体之间的水分交换和调节功能，即使内部块石发生了位移，内部结构也会及时调整，同时达到新的平衡。（2）具有较好的稳定性。混凝土箱型砌块挡墙具有透水性，加上自身的排水性，故当地下水超过相关的指标后可以让多余的水通过渗透的方式及时从结构缝隙中排出去，这样能够在一定程度上减小孔隙内水流的压力，同时提升整个结构的安全性能，从而保证岸坡的稳定性。（3）具有较好的生态性。通过细部设计，达到块状分割、横向到边、竖向到底的设计效果，形成一幅优美的画卷，使人们进一步顺应自然、回归自然，促进人与自然的和谐发展。（4）简单方便的施工操作。按设计要求进行工厂化生产制作出混凝土箱型石笼成品，施工现场仅需组装定型、填充石料，操作方便，特别是受气候因素干扰小、适用于机械化施工。

5 施工全过程控制

（1）原材料控制。要选择正规厂家生产的箱笼，使用前先检查箱笼的质量，包括进货单、合格证、检测报告等。混凝土箱型砌块挡墙回填材料要干净、耐久性好、不易碎、无风化迹象，骨料粒径控制在12～25cm，连续级配。（2）施工工艺。河道护岸工程主要施工顺序如下：测量放样→土方开挖、清基→基础处理施工→混凝土箱型砌块挡墙施工→墙前后回填覆土→堤防填筑→种草→竣工验收。（3）施工过程控制。首先开挖基础，浇筑混凝土垫层，经联合验收合格后，准备箱型砌块安装施工，将施工作业面杂物清理干净，排干建基面上的积水。为防止制品背部回填材料流入制品内，应在制品的背面铺设土工布。填土砌块前面开口部需铺设土工布以防土壤流失。砌体工程应选在基础验收及结合面处理检验合格后施工，砌石的基本要求是平整、稳定、密实和错缝。此次箱型挡墙尺寸为2000mm×1000mm×500mm，采用混凝土生产的预制箱型砌块，混凝土强度等级为C25。箱型砌块之间顺缝安装，用镀锌螺栓横向连接，上下连接用高强度抗老化注塑连接件连接，一层一层形成一个稳定的坡面。在填料施工过程中要保证分层同时填料，严禁单个箱体一次投满，影响其他箱体的填充效果及整体效果。每次投料厚度为30cm，并用钢钎进行捣实，通过振动的方式使其充分将填料孔隙密实，箱体填料不饱满禁止进行上层箱体填筑，避免影响上层箱体的稳定性，导致整体箱体出现下滑现象。箱型石笼砌块之间的缝隙需要混凝土铺缝并用鹅卵石镶面（粒径为3～8cm），防止土壤流失。在正常蓄水位以上的箱型砌块，每层箱型砌块施工完毕后开展覆土工作，填充并压实整个箱型砌块孔隙，同时栽培水生植物，养护管理。（4）植被栽种。植被栽种是整个生态护坡工程的最后一个环节，植被应选择具有抵抗洪水淹没冲蚀的能力，还要具有根系比较发达且具有较强繁殖能力的水生植物，植被栽种主要在坡面和最顶层箱型混凝土箱型砌块的平面上，在上面覆盖工程开挖较好土质的表土，分两层铺设，每层不大于30cm，铺设以后采用小型施工工程机械进行压实，不方便机械压实的坡面可以用人工夯实。种植土铺设完毕以后，在上面播撒草籽，及时洒水施肥，提高草籽的成活率。（5）施工监测。为保证工程安全施工，在施工过程中必须进行必要观测，指导工程施工。具体观测内容如下：①堤基沉降观测。堤基设沉降板进行施工期堤基沉降观测。沉降板的埋设要求每300m设一观测断面，每个断面埋设2个沉降板。②在施工过程中根据设计和施工需要，对有关堤防进行现场十字板试验，以分析堤基强度的增长过程和堤坝的稳定性。③观测工程红线以外10m内的房子及其他建筑物位移、变形情况。

6 施工过程中应注意的问题

第一，基础面的开挖应符合设计要求，每一道工序必须自检，抽检验收合格后方可进行下一道工序。第二，要选择正规的生产厂家的箱型石笼，箱型石笼进入施工现场，施工单位先检查箱型石笼的质量，包括合格证、力学性能检测报告等，同时还要取样送到检测单位进行质量检测，监理单位抽检送到检测单位质量复核。第三，施工前，要对砌块的形状和尺寸进行检验，确保形状规则、尺寸统一。第四，箱型石笼之间要严格按照设计要求进行搭接，上下层搭接，严禁同缝。填充石料达到箱体饱满并保持坡面平整美观，为下一层箱型石笼施工做好准备。第五，箱型挡墙在弯曲段施工时，连接部的开口在30mm以下时用连接螺栓连接，开口超过30mm以上时用混凝土浇筑。第六，箱型挡墙与障碍物结合处，应尽可能不移动制品，使之与障碍物自然结合，间隙用混凝土浇筑。第七，采用不同型号、厚度砌体砌筑，即摆砌一块辅助砌块，沿墙纵向摆砌一块主砌块，每个节段（10m）挡墙首层砌块铺设完成后，检查砌体做纵向平直度和平面水平度，要求该两方向的尺寸偏差均应不大于2cm。第八，植被栽种。应选择根系比较发达的植物，具有良好的抗涝性能。第九，施工前掌握相应堤段地下埋设的有关管道、通信、电缆等设施，以便及早采取措施。