装配式嵌合锚固梁混凝土预制联锁块护坡施工技术

倪西海 刘丹 刘悦

生态联锁式护坡因具有较高的整体稳定性和耐久性，且可起到保护河道生态环境的作用，近年来，在中小河流的治理工程中得到了广泛应用。但现有预制联锁块在生产和铺装过程中，均难以达到理想的施工效果，已不能满足当今水利工程护坡需要。在传统联锁式护坡体系基础上，研发了一种新型装配式嵌合锚固梁混凝土预制联锁块护坡施工技术，该技术可大幅提高联锁块铺装效率及绿化效果，对护坡施工具有参考意义。

护坡； 装配式； 嵌合锚固梁； 预制联锁块

TV545 A

［定稿日期］2022-05-09

［作者简介］倪西海（1981—），男，本科，高级工程师，从事水利工程咨询、设计、施工及项目管理工作。

生态联锁式护坡是一种集护坡、生态恢复、装饰为一体的新型联锁式预制混凝土块铺面系统。近年来，生态联锁式护坡在中小河流的治理工程中得到了广泛应用［1-3］。但现有预制联锁块在生产和铺装过程中，均难以达到理想的施工效率，且易出现稳定性、整体性、耐久性差，抗风浪及抗冲刷能力低的问题［4］，同时形成的护坡坡面生态绿化率也较差，特别是变水位区的水土容易流失，已不能满足当今水利工程护坡需要［5］。

因此目前亟需研发一种装配式嵌合锚固梁混凝土预制联锁块护坡施工技术，满足生产、铺装施工效率高，绿化效果好的目的。本文通过现场预制块试验研究、安装体系比选，提出了装配式嵌合锚固梁混凝土预制联锁块护坡施工技术，并通过多个项目验证，取得较好的经济、社会效益，可为预制联锁块护坡施工提供一定的技术借鉴。

1 工程背景

金溪航电枢纽为嘉陵江航运综合开发16个梯级中的第9个梯级，距南充市55 km，上游与已经建成发电的新镇电站尾水相接，下游与已开工建设的马回航电枢纽工程相连。该工程是以发电、航运开发为主，兼顾灌溉和旅游综合利用的水利枢纽工程。水库正常蓄水位280 m，电站总装机容量84 MW，保证出力23.5 MW，年发电量3.854亿kW·h。过坝通航吨位2×500 t，渠化航道24 km。枢纽工程主要建筑物有左岸河床式电站厂房，中间泄洪冲沙闸，右岸船闸以及左右岸挡水坝段，坝顶全长657.18 m，最大闸坝高39 m。

本工程本项目包括金溪航电枢纽破坏区域从上游至下游约690 m内的坑洞修复、裂缝修复、坡脚修复、护坡下部和护脚垮塌修复、检查通道修复、坡脚及坡面维护等。现场施工如图1所示。

2 装配式嵌合锚固梁混凝土预制联锁块护坡施工技术

2.1 主要技术原理

预制联锁块生产原理：通过试验确定符合C20强度要求的低用水量，合理水灰比的干硬性配合比，拌制的混凝土［6］，采用改造定制的液压、气动系统的联锁块挤压机，利用振动、挤压原理，达到挤压密实混凝土的目的。

预制联锁块铺设原理：预制联锁块采用型钢梯移运装置铺设，从顶部将预制联锁块分区放置在移运板中隔板间，使其自由下滑至底卸板处，通过人工规整后，再铺设至锚固梁内；下部施工区完工后，可通过提升牵引绳且同步拆卸顶部移运板后继续施工，达到高效、安全的目的。

预制联锁块护坡原理：联锁块与附近的砖块及锚固梁横梁连接［7］，形成稳定的整体，并且，在联锁块的中央孔中压灌植生混凝土及种植土同步土工植生封盖临时固定，确保植物的生长，提高护坡的耐久性和稳定性。

装配式嵌合锚固梁混凝土预制联锁块护坡施工原理如图2所示。

2.2 施工工艺及操作要点

施工工艺如图3所示。

2.2.1 施工准备

（1）熟悉施工图纸，对照图纸查勘所有节点位置，对可能影响施工的建（构）筑物进行彻底清理并制定、实施可靠的安全防护措施。

（2）编制详细的施工方案和施工进度计划。

（3）施工设备、材料进场，搭建临时设施和安装、调试设备，水电接通到位，并配备发电机组备用。

（4）按设计坡比进行坡面削坡，土层夯实平整，清理坡面的浮石、杂物等，便于坡面施工；水下部分进行围堰施工，并清除基层的淤泥和杂质。

（5）在指定区域搭设预制联锁块定型化模具［8］，如图4、图5所示，并通过试验确定符合C20强度要求的低用水量，合理水灰比的干硬性配合比，拌制出的混凝土，利用改造定制的气压辅助系统生产联锁块。预制联锁块验收合格后运至施工现场合理堆放。

2.2.2 坡脚预制桩施工

（1）坡脚预制桩施工流程：放桩位线—布设桩点—桩机就位—桩就位—校正垂直度—打桩—测量桩顶标高—移钻机，重复以上工序。

（2）在打桩地区附近应设有水准点，数量不宜少于2个，其位置应不受打桩的影响。

（3）打桩前应在桩的相邻两侧弹出中心线和每1 m的标高线，同时在桩架上设置固定标尺，在送桩管或桩顶上面画出每100 mm的标高线。

（4）桩的起吊、定位，一般利用桩架附设的起重钩吊桩，或配备起重机送桩就位。

2.2.3 坡面清理、修整

（1）上述施工完成后，对坡面进行清理，并重新修正，为后续坡面基层施工做好准备。修整至坡底时，在坡脚预制桩上堆放石笼加固。

（2）河堤边坡修整后，首先在河堤边坡上依次铺设营养型土工布、垫层和客土找平层，其次客土找平层施工完后，对坡面装配式锚固梁安装位置进行定位放线。

2.2.4 装配式锚固梁安装

根据放线位置安装装配式锚固梁，装配式锚固梁起到划分区块的作用；安装时相邻4块锚固梁端部围合孔内安装锁脚松木桩（或钢管或预制钢筋混凝土桩）固定，并灌注微膨胀砂浆封闭顶紧，如图6所示。

2.2.5 型钢梯架设、调试

预制联锁块采用型钢梯移运装置铺设，型钢梯主要由带收放式搁置腿钢管框架、可拆卸式移運板及牵引绳组成；可拆卸式移运板架设在两侧L形限位板上，且设置有中隔板（起到分区作用）；移运板底部还设置底卸板，用于联锁块铺设前人工校位，亦有保证施工安全的作用，具体结构如图7所示。

2.2.6 预制联锁块铺设

（1）坡面上的联锁块铺设前，应根据测量人员放的坡脚线及坡顶线，进行加密控制，使铺设部位形成纵横斜控制线，便于质量控制。

（2）从施工便道向下运送预制块时采用型钢梯的方式，在型钢梯上往工作面下滑，功效可以比人工搬运提高，也避免了扰动反滤层。

（3）联锁块铺设时，以一层与一层错缝锁结方式铺砌，且装配式锚固梁内的预制联锁块与其横梁咬合嵌固连接，如图8所示；施工时，自下而上进行鋪筑，做到表面平整，砌缝紧密，整齐有序，预制块底部应垫平填实，严禁架空［9］。

（4）联锁块铺设成型后，按单元进行外观质量、平整度以及缝宽检查，满足设计和施工规范要求。

2.2.7 植生混凝土压灌

（1）为避免坡面不均匀沉降，压灌植生型生态混凝土前需在坡面铺设50 mm厚砂砾石垫层，垫层应均匀并保持干燥。

（2）严格按照配比要求（强度等级C15以上；混凝土密度 1 800～2 100 kg/m3；混凝土孔隙率不小于 25%。）现场搅拌、制备并浇筑植生混凝土。

（3）浇筑前清扫框格，植生混凝土浇筑厚度控制在150 mm。由于植生混凝土坍落度较低，采用泵送的方式效果并不好，宜采用机械倾倒，人工摊铺的作业方式。

2.2.8 预拌种植土灌注

（1）待植生混凝土达到一定强度后，在植生混凝土结构上铺设种植土。

（2）将水、种子、特殊有机质资材以及特殊发育基础材料按序加入搅拌设备中，经充分搅拌后，通过专用注入机械压送注入到种植土上。

2.2.9 土工植生封盖及钢丝网安装

为防止草种被生禽破坏，采用土工植生封盖粘贴临时固定，且在变水位区域顶覆固定钢丝网防水土流失，提升坡面绿化率及植耐久性。

2.2.10 浇筑混凝土护顶

上述施工完成后，在坡顶开挖一定深度的地基土，浇筑混凝土形成混凝土压顶，作为护顶结构［10］。

3 结束语

本文相关技术已成功应用于本单位多个护坡项目中，取得了良好的经济技术效益：

（1）本技术将坡面通过装配式锚固梁划分区块，且装配式锚固梁内的预制联锁块与其横梁咬合嵌固连接，坡面稳定性突出。

（2）预制联锁块采用定型模具固定架生产及型钢梯移运装置铺设，大幅提高预制联锁块的生产效率和施工效率。

（3）预制联锁块空腔内压灌植生混凝土并灌注预拌种植土，并采用土工植生封盖粘贴临时固定，且在变水位区域顶覆固定钢丝网防水土流失，提升坡面绿化率及植耐久性。

参考文献

［1］ 刘文斌.生态护坡在城市河道堤岸防洪整治工程中的应用［J］.价值工程，2019，38（34）：145-148.

［2］ 刘健，齐泊良，胡南琦，等.船行波作用下联锁混凝土块护坡面层稳定性分析［J］.水资源与水工程学报，2016，27（6）：179-185+189.

［3］ 邵琪，沈建霞，钟华林，等.一种用于护岸的混凝土三维生态联锁块［J］.水运工程，2017（2）：89-93.

［4］ 齐泊良. 联锁混凝土块在护岸结构中的应用研究［D］.山东大学，2017.

［5］ 刘颖.北沙河（苏家屯段）河道综合治理及护坡方案优选［J］.黑龙江水利科技，2018，46（1）：130-132+154.

［6］ 孙勇，万守朋.超强联锁块生态护坡在河坡整治工程中的应用［J］.江西建材，2015（21）：132+135.

［7］ 延凤茹，贾永芳.水泥联锁块在水土保持工程中的应用［J］.河北水利，2009（11）：29.

［8］ 刘磊.生态混凝土联锁块衬砌的设计与应用［J］.内蒙古水利，2020（8）：69-70.

［9］ 贾士强，贾宏星.东平湖新湖围坝堤防护坡建设方案研究［J］.山东水利，2018（11）：41-42.

［10］ 宋江波， 联锁砼块体在京杭运河航道护坡结构中的应用研究［R］. 山东省，山东省交通运输厅京杭运河工程建设办公室，2016-12-09.