河道治理景观植生预铸块河堤施工工艺研究

王俊福 洪炳涛

摘 要：安宁市沙河水环境综合整治工程河道景观植生预铸块采用尺寸625×700×550mm，强度C30混凝土预铸块，左右岸均为4层砌筑安装。最底层安装于C20强度的河堤基础素混凝土上，每层边线递增轴偏距24.4cm，最上层顶安装顶盖板预铸块。最底层预铸块与基础混凝土需要M10砂浆填充连接，往上依次将凸凹槽相连接、互卡密合。为确保景观植生预铸块河堤外观质量及河堤结构稳定性能够满足设计及相关规范要求，对河道治理景观植生预铸块河堤进行施工工艺研究。

关键词：水环境;综合整治;景观;植生预铸块

一、研究背景

近年来，水环境保护问题愈受关注，但对于当下飞速发展的社会经济以及不断提升的居民生活水平，良好的、生态的水环境依然得不到满足，水环境的保护作为人类发展进步的保障，也是提高生活品质与城市品位的重要途径。传统的河道护坡形式通常采用浆砌石护坡、干砌石护坡、粉煤灰泥土护坡及现浇混凝土护坡等，这些形式的护坡在防洪、结构稳定及水土保持方面具有一定的作用，但是这些护坡工程的造价均相对较高，施工难度较大、有些护坡形式还需要水下施工，且维护工作难度较大。更加重要的是它们在不同程度上，对景观、环境和生态均产生了不良的影响，造成了水体与陆地环境的恶化，破坏了原有平衡，甚至严重威胁着人们赖以生产、生活的生态环境。

河道治理景观植生预铸块河堤作为岩土工程与环境工程相结合的产物，它兼顾了防护与环境两方面的功效，是一种很有效的护坡、固坡手段。植生预铸块不仅仅用于生态河道的河堤建设，还可应用于道路边坡保护工程、崩塌和失稳等边坡治理防护工程。而植生预铸块又因施工速度快、景观美化、结构牢固、节省工程投资等特点将会被广泛运用，本工程为河道治理，虽然已经经过了部分裁弯取直优化，但由于河道紧邻城镇村庄，受地形影响弯道较多，而弯道的预铸块安装也给河道施工带来了诸多困难，采用常规的安装方法，外观质量及结构稳定性都无法保证，为避免生态河道植生预铸块安装质量带来的负面影响，本工程针对弧线段（转弯段）的植生预铸块砌筑安装施工工艺精心研究，以降低工程施工成本，保证施工质量和进度，为企业和项目创造更多的利润。

二、工程概况

安宁市沙河水环境综合整治工程（桩号K0+000～K2+234段）范围内施工内容为河堤拆改扩建、生态护坡加高，农用桥、人行桥改扩建。

本工程K0+689.00～K1+303.58 段对两岸河堤进行改建，新建河道段为景观植生预铸块河堤。景观植生预铸块采用尺寸625×700×550mm，强度C30混凝土预铸块，左右岸均为4层砌筑安装。最底层安装于C20强度的河堤基础素混凝土上，每层边线递增轴偏距24.4cm，最上层顶安装顶盖板预铸块。最底层预铸块与基础混凝土需要M10砂浆填充连接，往上依次将凸凹槽相连接、互卡密合。

按照预铸块砌筑安装的常规方式，通常是从某一点开始单向的将第一层砌筑安装就位，再依次一层一层往上安装。这种方式在直线段的施工应用上的确能够最大程度的保证施工质量，但对于工期要求较紧的项目却不能保证施工进度的最优化;而在弧线段（转弯段）的施工应用上，该方法不仅无法保证施工质量，也无法保证施工进度及成本，由于植生预铸块每层轴距递增24.4cm，在直线段时各层的周长都是一致的，但弧线段的植生预铸块各层的轴距不一，使得圆弧半径不一，周长自然不一。设某段弧线段河道的圆弧半径为20m，预铸块长度62.5cm，4层安装，则每安装一层单块植生预铸块的位置偏差≈0.75cm（各层单块平均偏差值），到第四层的单块位置偏差相较第一层就达到了2.21cm，圆弧半径越小则单块预铸块的偏差越大。若河道弧度较小，弧长较短的话稍微调整处理即可，但若弧长稍大，则累加的偏差便会使得安装位置越来越不准确、直至无法匹配凹凸槽，使安裝工作无法进行，面临大面积的调整返工，此方法施工使质量、进度及成本都难以保证。

而本项目涉及弯道较多，且弧长均比较长，经试验无法通过调整单块间隙的处理方法进行弧线段的预铸块砌筑安装。为确保景观植生预铸块河堤外观及结构质量能够满足设计及相关规范要求，查阅相关工程资料，获取类似工程相关工程经验，提出对景观植生预铸块河堤施工工艺的研究，主要考虑更改安装顺序及加设现浇过渡带的方式。

三、施工工艺

1、主要施工流程

材料准备→土工布搭接垫底→第一层预铸块安装→砂浆封底连接混凝土河堤基础→第一层预铸块填鹅卵石→土工布贴紧预铸块背面→堤背土方分层回填→第二层预铸块安装→第二层预铸块填鹅卵石→土工布贴紧预铸块背面→堤背土方分层回填→步骤循环依次往上安装、回填（其中1至3层预铸块填鹅卵石，第4层预铸块填种植土）→顶层预铸块安装压顶盖板。

2、材料准备

植生预铸块由预制混凝土厂家厂内预制后运送至施工现场。施工单位选定预制混凝土厂家后，按照设计要求的尺寸进行模具定制生产，根据设计要求的强度C30混凝土进行预铸块的预制生产， C30混凝土组成原材料（水泥、细骨料、粗骨料）分别到预制厂取样检测，检测结果均满足规范要求，每批次预铸块均做28天龄期抗压强度试块。生产完成的预铸块放置于厂家养护，进场前由施工单位对预铸块的外观质量及规格尺寸进行自检，且经过回弹仪自检达到设计强度80%后方能进场，由监理工程师现场进行外观质量、尺寸、强度的检查验收，验收通过后方可进行安装砌筑。

3、安装顺序及现浇过渡带

对于河道景观植生预铸块河堤的安装顺序，无论是直线段还是弧线段，均采用中间为起点向上下游两端同时安装的顺序进行。这种安装顺序不仅保证了工期进度，还能最大程度上减少在弧线段预铸块安装的偏差问题，以同样的弧度及弧长的转弯部位相比较，该安装顺序的累计偏差为单向安装的一半，此时通过调整单块间间隙的方式亦能解决大部分弧长较短转弯段的预铸块安装问题。

而当弧长较长，即使通过调整安装顺序将累计偏差减半、再通过调整单块间间隙也无法保证预铸块间凹凸卡槽契合、影响外观及结构稳定时，则需要在累计偏差已无法调整的位置现浇一个过渡带（过渡带尺寸与植生预铸块同高同宽，长度则不大于预铸块），迎水面采用同样的花纹模板，以达到外观一致的效果。

4、植生预铸块吊装

预铸块的安装采用人工配合挖掘机进行吊装。土方回填采用手扶自行式振动碾进行碾压夯实，局部较窄位置和结合部位采用立式打夯机进行夯实。

（1）吊具和提升方式选择

1）由于合成纤维扁平吊装带（以下简称扁平吊带）具有使用方便，起重平稳，不伤被吊物体表面，重量轻、柔软、耐磨、耐腐蚀，安全系数高，寿命长，不导电无触电危险等优点，是钢丝绳和链条等索具的替代品，对于景观植生预铸块的吊装首选扁平吊带。

2）吊装机械选择8吨汽车吊，由于景观植生预铸块的吊孔位于其质量中心线上，吊孔顶端距预铸块顶面26.5cm，距底面28.5cm，扁平吊带穿入吊孔后，调整两端长度使其形成对称挂汔车吊钩内，呈现为吊蓝式提升。

3）经计算，缝制织带部件极限工作荷载1t和2t两种型号的扁平吊带，长度分别为2m和3m的共4种扁平吊带，极限工作荷载均大于景观植生预铸块的重量580KG，为确保安全、降低风险系数，选择缝制织带部件极限工作荷载2t、长度为3m的扁平吊带作为本工程景观植生预铸块的吊具。

（2）植生预铸块吊装

1）卸货吊装

①景观植生预铸块使用运输车辆由预制厂运送到施工现场后，进行卸货吊装，其吊装流程为：安置汽车吊→放置扁平吊带→起吊→就位→释放扁平吊带。

②在生预铸块堆放区，预先使用挖掘机或压路机对地面进行整平、碾压，确保堆放区平整密实，便于汽车吊顺利支设。

③汽车吊安置完毕后，检查吊具是否完好无损、安全可用，然后垂直升臂并水平旋转至货车车箱内，在距预铸块顶0.5～1.0m的上空停住，作业人员将扁平吊带穿入预铸块吊孔内，调整吊带端部长度使其左右对称，再将吊带挂入吊钓受力中心位置。吊装指挥人员发出起吊信号后，缓缓垂直升臂至高于货箱顶2米，之后水平旋转吊臂到堆放区上空，再缓缓垂直降臂，當预制块接近堆放位置时，由操作工人扶正，小心安放于堆放跺上，确保凸凹槽相扣，放置稳定不倾覆，然后释放吊带。

2）安装吊装

①在C20混凝土基座浇筑且养生期满后进行植生预铸块安装，其安装流程：安置汽车吊→放置扁平吊带→起吊→就位→调整位置→释放扁平吊带。

②在植生预铸块安装区域内床上，选择一块平整密实的地面安置汽车吊。

③汽车吊安置完毕之后，检查吊具是否完好无损、安全可用，然后垂直升臂并水平旋转至预铸块堆放垛，在距预铸块顶0.5～1.0m的上空停住，作业人员将扁平吊带穿入预铸块吊孔内，调整吊带端部长度使其左右对称，再将吊带挂入吊钓受力中心位置。吊装指挥人员发出起吊信号后，缓缓垂直升臂至高于堆放垛顶2米，之后水平旋转吊臂到河堤砌筑区上空，再缓缓垂直降臂，当预制块接近砌筑位置时，由操作工人扶正，小心安放， 调整排放线位和高度，一一对齐并固定预铸块后释放吊带、锁紧接合处零件。

④安放植生预铸块，放置时也须互卡密合、凹凸槽榫连接，块与块间不得有太大间隙。

⑤预铸块在常遇洪水位以下，填充材料为鹅卵石（5～15cm），需填满（≤5cm）;

⑥预铸块在常遇洪水位以上，填充材料为种植土，需填满（≤3cm）， 种植土配合比为红土：沙土：腐殖土=7：2：1， 土壤混合复合肥， 重量为土壤的万分之五，并混播草籽，高羊茅：狗牙根：早熟禾=4：3：3。

四、总结分析

河道治理景观植生预铸块河堤施工工艺研究，解决了生态河堤弧线段景观植生预铸块安装施工效率低、外观质量差及结构稳定性不佳等问题，降低了质量控制难度大的风险，减少了整体河堤线形调整甚至返工的投入损失，提高了河道治理景观植生预铸块河堤的施工效率，降低了施工成本，改变了该类工程传统施工工艺的调整难度大、施工效率低、质量难以保证的现状。诠释了新施工工艺运用的经济、高效和高质量等诸多优点，为类似生态河堤、生态护坡工程积累了宝贵的经验。

参考文献

[1]王志强：关于河道治理与水环境保护的思考《基层建设》2019年第12期;

[2]刘继楠，孙丽媛：浅谈生态护坡在防洪工程中的运用《民营科技》2010年第12期;

[3]于长海，苏彧，崔颖：论现代河道护坡形式的发展《工程与建设》2007年第21卷第5期。