浆砌片石施工技术在河道整治工程中的应用分析

龚虎，何嘉齐，蔡春龙，周召龙

（中建五局土木工程有限公司，湖北 随州 441300）

0 引言

跨越河道的桥梁施工会对河道环境产生一定破坏，甚至影响河道防汛或生态功能。因此，整治被破坏的部分河道、恢复河道环境及防汛排洪能力是工程施工后期的必要工作。

河道整治的主要对象是河堤边坡以及河床，浆砌片石堤防是河道治理应用最为广泛的施工技术。浆砌石堤防[1-2]作为河道整治的主要工程措施，对提高河道排洪及抗冲刷能力具有良好的效果。莫巨威[3]探讨了浆砌石挡墙的施工质量控制措施。刘贝等[4]结合工程实例，采用水下抛石施工工艺进行坡脚加固施工，提出抛石位置、数量、厚度是控制护坡施工质量的要点。

传统的河道整治以清淤疏浚为主，采用清挖机械清理河道中的废碴、淤积泥沙及其他障碍物，使河道恢复流水通畅。王晓英等[5]分析了河道清淤疏浚施工中存在的常见问题，并提出了完善清淤作业的具体措施。连祎等[6]分析总结了河道清淤及淤泥处理技术，并对河道清淤行业发展方向进行了展望。闫淑勇[7]、苏凌毅[8]总结了河道治理各个施工工序的相关经验并加以推广。

浆砌片石施工技术在河道治理中的应用以护坡及堤防工程为主，而采用浆砌片石施工技术治理河床的工程案例相对较少。采用浆砌片石施工技术进行河道整治具有良好的效果和经济效益，且符合河道环境的生态修复理念，其关键技术措施可推广应用于同类工程之中。

1 工程概况

湖北省广水市多肉艺术小镇建设项目应山北桥横跨应山河，桥梁全长106m、幅宽35m，主体结构为8 墩柱、3跨现浇混凝土连续箱梁。在应山北桥的建设期间，河道筑岛围堰施工、桥梁群桩基础施工、桥梁箱梁浇筑前支架施工破环了原有河道的河床结构，在夏季汛期之后，局部河道淤积堵塞，河道防汛排洪能力被严重削弱。根据桥梁工程施工图设计要求，在桥梁主体结构施工完成后，需对桥址上游50m、下游100m 范围河道进行整治施工，恢复河道原有的排水环境和防汛排洪能力，河道环境整治施工主要采用浆砌片石施工技术。

2 浆砌片石施工技术在河道整治工程中的应用

2.1 河道整治施工主要工艺流程

根据应山北桥施工场地条件，换填片石就近取材且价格优廉，选用浆砌片石施工技术对部分河道进行整治。首先挖除遭到施工破坏的河床淤积物，然后进行浆砌片石换填施工。河道整治的主要施工工艺流程为测量放线、河道围堰分幅引流、河道抽水及河道清理、河床清淤疏浚、河床浆砌片石换填、原河床与浆砌片石河床衔接处理及洒水养护。

2.2 河道围堰引流施工

河道整治施工在冬季枯水期进行，广水市冬期干燥少雨，此时应山河水流量较小，有利于河道围堰施工。首先进行测量放线，确定河道整治的范围及挖方换填标高。应山河河道宽106m，借助两台大型挖掘机同时配合作业，采用透水性较差的黏性土堆砌拦水土埂，拦水土埂宽2m、高1.5m，将河道分南北两个半幅进行引流，为河床清淤及浆砌片石换填施工提供工作面，河道围堰引流施工如图1所示。

图1 河道分幅围堰引流

2.3 河道清淤疏浚施工

在河道分幅围堰引流施工完成后，使用3 台大功率抽水机不间断抽排围堰中的积水，为河道清淤疏浚提供干燥的作业面。河道清淤疏浚施工采用大型挖掘机进行，主要挖除河道中的全部杂草、垃圾、废碴及其他障碍物。以原有河床面为基准面，向下挖除已被破坏的河床、淤积泥沙等杂物，开挖深度为河床底部设计标高以下0.6m，每开挖500m2用GPS复核开挖深度。若河床开挖深度超过0.6m 时仍为淤泥或软弱土层，应继续挖除软弱河床至质地坚硬的土层，确保浆砌片石换填河床砌筑面稳定，整体性良好。

2.4 浆砌片石换填施工

在浆砌片石河床砌筑施工前应对原河道纵向坡度进行测量放线，确保换填后的浆砌片石河床纵向坡度与原河床一致，使新旧河床衔接协调，水流顺畅。

浆砌片石砌筑采用坐浆法且分两层进行砌筑，砌筑砂浆为现场拌制的M7.5水泥砂浆。片石材料就近取自当地采石场，其形状呈长条形或方块形，厚度约20～30cm、宽度约20～30cm、长度约30～60cm，上下表面较为平整，具有良好的砌筑造型可塑性。

浆砌片石河床换填施工分南北两幅进行，每半幅均分为50m 长、53m 宽的三块进行砌筑，从上游至下游依次平行施工。当上区一块河床第一层浆砌片石处于养护期时，应随即以同样的施工工艺对下一区块进行第一层浆砌片石换填施工，并根据区块砌筑顺序进行第二层浆砌片石施工，其平行施工工期计划如表1所示。

表1 浆砌片石分幅分块平行施工工期计划表

以北岸右幅河道150m 长、53m 宽的换填区域为试验段，对整治河道中浆砌片石换填施工关键技术进行分析。

在第一层浆砌片石砌筑过程中，应持续抽干换填区域积水，为浆砌片石施工提供干燥的工作面。首先在河床底部摊铺10cm 厚级配碎石垫层，为水泥砂浆提供附着面。然后在10cm 厚级配碎石垫层上摊铺5cm 厚M7.5 水泥砂浆，借助挖掘机将片石摊铺于底层坐浆之上，并由工人调整片石排列方式与平整度，将过大的孔洞用尺寸合适的片石进行填补，首层片石砌筑厚度控制在25cm 左右。最后用M7.5 水泥砂浆进行勾缝，使水泥砂浆充满相邻块石之间的孔洞及缝隙，将浆砌片石粘结成为一个整体，施工过程如图2所示。

图2 浆砌片石换填施工

每日完成一定区域浆砌片石砌筑时，应统计当日砌筑量并做好标记，待勾缝水泥砂浆初凝后应随即洒水浸润并覆盖养护毯养护，养护期为7 天。养护期间施工车辆与机械不得在浆砌片石面行走，确保浆砌片石强度达到要求。

在上一区块河床第一层浆砌片石养护期满后，对第一层浆砌片石河床进行洒水浸润12h，准备第二层浆砌片石施工。首先应采用GPS 复核第一层换填河床标高，根据设计河床标高确定第二层浆砌片石标高，打好标高控制桩并放线。然后在底层浆砌片石表面摊铺3cm厚的M7.5水泥砂浆，通过人工排列片石保证砌筑面平整、片石下部坐浆饱满。在砌筑过程中，应使第二层片石砌缝与第一层砌缝错开，并且相邻片石侧边砌缝应注满水泥砂浆。在二层浆砌片石砌筑完成后，应用水泥砂浆对片石河床表面砌缝进行灌缝密实，加强浆砌片石河床整体性，提高换填河床的施工质量。

当南岸半幅河道换填施工完成且养护期满后，应及时清理换填河床面的废碴，确保河道开放后水流通畅。当南岸半幅河道开放后，北岸半幅河道按相同工艺流程进行施工。

河床整治施工结束后，应用浆砌片石施工技术修复原河道护坡，增强使新旧河岸护坡的整体性。河床整治及河岸护坡修复施工完成后，方可开放河道。

2.5 浆砌片石与原有河床衔接施工

整治后的浆砌片石河床与原有河床衔接部位相比较为薄弱，在水流作用下易产生冲刷破坏，因此新换填浆砌片石河床与原河床衔接部位的加固至关重要。

在浆砌片石河床上游设计一种如图3 所示的楔形超长延伸浆砌片石衔接段，防止河水冲刷破坏已换填的片石河床。楔形浆砌片石延伸段深入第一层浆砌片石河床底部以下0.3m，河水冲刷坡面与水平面成30°夹角，冲刷坡面用M7.5 水泥砂浆抹平。楔形坡面能够有效缓冲流水冲刷对换填浆砌片石河床的破坏，延长浆砌片石换填河床的使用寿命。

图3 上游浆砌片石与原河床的衔接施工

在浆砌片石河床下游，设计一种如图4 所示的“Z”形浆砌片石衔接段，在浆砌片石河床衔接处用薄片石砌筑0.5m宽、0.15cm 厚的跌水石，减弱水流对原有河床的冲刷作用。以浆砌片石河床下游断面为基准，挖除下游3m 范围内0.25m 深度的泥沙，摊铺0.25m 厚的卵石层，加固原有河床表面，缓冲流水冲刷对原河床的破坏。

在浆砌片石河床与原有河床衔接处理中，针对水流对衔接部位冲刷破坏，实施相应的预防措施，可有效防止河道整治后的次生破坏，延长浆砌片石河床寿命，提升河道整治效果。

3 河道整治工程浆砌片石施工技术关键措施

在河道整治工程中，为了提高河床整治效果及施工质量、降低施工成本，通过分析施工过程中的技术关键措施，对河道整治工程中浆砌片石施工经验进行如下总结。

①河道整治施工应在干燥少雨的秋冬季节进行，此时河道处于枯水期，水流量较小，有利于对河道进行分幅引流、筑岛围堰施工。

②换填片石材料的尺寸应进行合理控制，以便工人搬动和调整。片石厚度约20～30cm、长约20～30cm 为宜，必要时需配置破除机，获得一些小块片石，用于填塞封堵孔洞。

③浆砌片石河床应分层砌筑，水泥砂浆坐浆砌筑能够增强相邻片石的粘结力，有利于增强换填河床的整体性，提高浆砌片石河床的耐久性。

④在浆砌片石砌筑过程中，建议以50m 长的半幅河道为单位，从上游至下游依次分块施工。二层片石砌筑施工应错开首层浆砌片石最低养护期，此时可在不同工作面同时进行浆砌片石施工，提高施工效率。

⑤浆砌片石河床与原河床衔接部位相比较为薄弱，在汛期洪水的冲刷下可能破坏片石河床底部，所以需设置延伸至换填片石河床底部以下0.3m 的30°迎水斜坡面或河床面卵石缓冲层以减弱河水对浆砌片石河床的冲刷破坏。

本工程采用浆砌片石施工技术进行河床整治，取得了良好的整治效果，其技术经验可在类似工程中加以应用和推广。

4 浆砌片石换填河道的生态优势分析

随着“绿水青山就是金山银山”理念不断贯彻落实，河道治理工程案例十分常见，应用浆砌片石施工技术整治河道与混凝土硬化河道的方法相比更具生态优势。

采用混凝土对淤积河道硬化换填后，严重影响河道地下水与河岸生态水系统交流，甚至导致河岸水生植物结构单一，水、陆植被的连续性也可能遭到破坏，进而影响河道及河岸生态系统的生物多样性。混凝土硬化河渠可能造成河渠周围生物多样性降低、河渠水体发臭且自我净化能力降低，因此混凝土硬化河道的整治方法已被淘汰。

而浆砌片石换填河床主材取自天然采石场，天然石材与原有河道自然环境具有较好的相容性。浆砌片石河床所用石材具有良好的透水性，使水生态系统与陆地生态系统之间交流顺畅，对河道水生态系统的健康影响较小，符合河道生态修复的理念。因此，浆砌片石施工技术在河道整治工程中的应用具有更大的生态优势，在河道整治工程实践中更具指导性。

5 结语

与传统的清淤疏浚河道整治方法相比，浆砌片石换填河床的方法更具优势。首先，浆砌片石材料就近取材，可节省施工成本；其次，仅清淤疏浚整治方法治标不治本，可能在短期再次淤积堵塞，反复整治需耗费更多成本，而浆砌片石河道整治后具有长期防汛排洪能力；最后，浆砌片石换填河道在生态修复方面更具优势，是现今河道整治工程的首选方法。

总之，浆砌片石施工技术在河道整治工程中的应用具有节约成本、修复河道环境效果良好等优点。通过实际工程案例分析浆砌片石施工全过程，总结了河道整治工程中浆砌片石施工技术措施，为类似河道整治工程提供技术参考。