混凝土联锁块软体排在潮汐河道防护工程中的应用.pdf

混凝土联锁块软体排在潮汐河道 防护工程中的应用 王亚莉 ，邹国语，李保红 ( 湖北大禹水利水 电建设有限责任公司，武汉4 3 0 0 6 1 ) 【 摘要】 本文以混凝土连锁块软体排在木兰溪潮汐河道中的成功应用为例， 介绍了该施工技术的施工过程和技 术要点， 分析 了其与传 统的抛石护底 方案相比所具有的 良好工程效益 ， 以期为 以后 类似工程施工提供借鉴。 【 关键词】 混凝土联锁块；潮汐河道；防护技术 中图分类号 ： T V 5 2 文献标志码 ： A 文章编号 ： 1 0 0 5 - 4 7 7 4 ( 2 0 1 5 ) 0 1 1 0 0 1 2 - 0 3 Ap pl i c a t i o n o f Co nc r e t e I nt e r l o c k i ng Bl o c k S o f t M a t t r e s s i n Ti d a l Ri v e r P r o t e c t i o n P r o j e c t W ANG Ya - l i ，Z 0U Gu o y u，L I B a o h o n g ( H u b e i D a y u W a t e r R e s o u r c e s a n d H y d r o p o w e r C o n s t r u c t i o n C o ， L t d ，W u h a n 4 3 0 0 6 1 ， C h i n a ) Ab s t r a c t ：I n t h e p a p e r ，c o n c r e t e i n t e r l o c k i n g b l o c k s o ft ma t t r e s s i s s u c c e s s f u l l y a p p l i e d i n Mu l a n t i d a l r i v e r ，w h i c h i s a do p t e d a s a n e xa mp l e Co n s t r uc t i o n p r o c e s s a n d t e c h ni c a l k e y s o f t h e c o n s t ruc t i o n t e c h no l o g y a r e i nt r o d u ce d I t i s a n a l y z e d t h a t t h e s o ft m a t t r e s s h a s g o o d p r o j e c t b e n e fi t s c o m p a r e d w i t h t r a d i t i o n a l r i p r a p b o t t o m p r o t e c t i o n p l a n ，t h e r e b y p r o v i d i n g r e f e r e n c e f o r c o n s t r u c t i o n o f s i mi l a r p r o j e c t s i n t h e f u t u r e Ke y wo r d s ：c o n c r e t e i n t e r l o c k i n g b l o c k s ；t i d a l r i v e r ；p r o t e c t i o n t e c h n o l o g y 1 工程概况 可供选择： 采用传统的抛石护底方案 ； 采用软体排 木兰溪位于东南沿海 ， 是 福建“ 五 江一溪 ” 重 要河 流之一， 也是闽中最大的河流。其发源于仙游县西苑 乡， 由西向东横贯仙游县和莆田市区经兴化湾注入东 海 ， 全长 1 0 5 k m， 流域面积超过 1 7 3 2 k m 。木兰溪河道 从木兰陂至三江 口人海段为感潮河道， 平均 比降为 0 4 5 e ， 潮水为半 日潮型 。根据多年资料， 由于洪水 期水流速度超过 4 m s ， 因此， 无论是潮水还是洪水， 都 会对河道造成严重 冲刷 。 2河道防护方案选择 为 了减少潮水 和洪水对 河道 的冲刷 ， 有两种 方 案 - 1 2 护底方 案 ， 即采 用混凝 土联锁块软体 排对河 道底部进 行压护 ， 不但解决 了河道底部被水 流冲刷 破坏 的问题 ， 而且能适应河道淤泥质土极容易发生变形的情况。经 过综合 比较 ， 选 用第二 种方案 。混凝 土联 锁块 软体排 是利用土工织物缝接成一定尺寸的排布( 也称基布) ， 在排布上覆盖用丙纶绳绞接的混凝土预制板块， 作为 一 种可适应基础变形 、 类似排体状的结构。 3 联锁块软体排施工工艺 联锁块软体排防护施工分为两部分： 联锁块的制 王 亚莉等 混凝土联锁 块软体排 在潮汐河道防护工程 中的应用 作和联锁块的铺筑成排。 3 1 施 工流程 首先将制作好的检查合格后的预制联锁块用吊运 设备装入驳壳船运至放排船处， 通过其船头和船尾两 端桁架 上 的电动葫 芦 吊运安 装在 已经铺好 的基布上 ； 再用 5 0 6 0 c m长的丙纶绳将排体间、 排与基布绑扎牢 固， 将放排船的后退基布和排体一起缓缓沉入河道底 部。当潮水退落后将出露在水面外的连锁块间的杂物 清理干净 ， 而后 用与联 锁块 同样 强度标 号 的混 凝土灌 入缝 隙 ， 形成完整 的软体排结构 。 工艺流程： 联锁块制作一联锁块吊运一联锁块间 绑扎一联锁块沉入一排间水下绑扎一灌缝。 3 2 施工技术 特点 3 2 1 联锁块 的制作 混凝土联锁块制作是将拌制好的混凝土装入已经 架设 好 的并植入 连锁材 料丙纶 绳 的钢模 具 内 ， 经过振 捣 、 收面 、 养生 、 脱模 ， 制成合格 的联锁块 6其施 工工艺 流程除了增加植入丙纶绳外， 其他与普通混凝土预制 块 制作一 样。 a 模具及 丙 纶绳 的植 入 。首 先将 模 具 固定 在预 制场地 ， 单块预制块尺寸为 4 0 c m 4 0 c m1 6 c m( 长 宽 高) ， 块间距为 l O c m， 每一套模具尺寸为 1 9 m 2 ： 4 m( 长 宽) 。模具及隔板底侧均开有约 1 6 c m 8 毡 m( 宽 高 ) 的马蹄形 槽 口， 便 于将 4 ) 1 6的丙纶绳 穿 入模具 内。一套 模具 一次 可生产 由 2 0块 预 制块 联锁 组成的一片联锁块体， 预制成型的联锁块如下图所示。 C 2 5 混凝土预制块4 0 4 0 1 6 r F ， 、 、 厂 厂 广 L 二 _ _ J L _ _ J L _ _ J L _ 二 J L _ J 厂 厂 厂 厂 厂 L -J L _J L _J L _J L ) 厂 厂 厂 厂 厂 L _ _ J L _ _ J L - _ J L - 一 J L _ _ J 厂 厂 厂 厂 厂 L _ _ J L J L _ _ J L _ _ J L 一 ， 1 6 1 li e丙l 绳 预 制成型混凝土联锁块单片示意 图 在模 具拼装 前 ， 要求 将模具 内壁 的混凝 土残 留物 清理干净 ， 模具 外框固定牢固后不能有 大的变形 内部 隔板支撑间距均匀。为了防止模具在混凝土装入后出 现 变形 ， 模具 外壁需 用丝 杆螺母 固定 。单块 预制 块 内 丙 纶绳 十字交叉 打结 ， 丙纶 绳 的走线 缠绕方法 见左下 方示 意图。 b 联锁块预制。检查模具安装和丙纶植入缠绕 符合要求后 ， 将拌制 好 的 C 2 5混凝 土通过 混凝土 运输 车 运至预 制现场并 浇入模具 内， 用倒 钩插入混凝 土 内 提起丙纶绳 ， 使得丙纶绳处于预制块 的中部 ， 并 用插入 式振捣棒将混凝土振捣密实， 直至混凝土表面不再泛 泡为止 ， 用刮板 收光混凝土表 面。 C 联锁块 的脱模及 吊运 。根 据施工经 验 ， 一般 在 浇筑混凝 土后 3 4小 时 内即可脱 模。脱 模 时 间不 能 太早 ， 防止损伤预制块的棱角； 也不能太迟， 太迟则不 易脱模 。同时脱模时间与季节有关 ， 一般夏 季早 一点 ， 春秋季可适 当迟一点 。 脱模后的预制块还需要在场地养生 1 4 d左右， 待 混凝土强 度达到设计 强度 的 7 0 以上时 ， 即可用 吊运 机械将其 吊起 集 中堆放 。堆放 地不 能暴露 在 阳光 下 ， 必要时加以覆盖遮阳布 ， 堆层高度不超过 1 0层。 d 联锁块的养生。由于预制块体积较小， 水分很 容易蒸发 ， 因此须及时洒水养生， 保证混凝土质量。该 项 目地处沿海 ， 受海风影 响 ， 夏 季需在 收面 后 2 h内开 始洒水 ， 春秋两 季在 收面后 3 h 左 右开 始洒水 ， 冬季 预 制养生初次洒水的时间要适当延长。洒水采用喷雾器 均匀湿润喷洒 ， 保持混凝土表面 的湿润 ， 必要 时覆 盖养 生膜 ， 一般每天至少洒水 4次 。 e 质量检查。从脱模开始直至养生结束， 须对预 制块 的质量进行检查 。脱模至养生期间主要检查 预制 块的外观质量， 比如： 有无蜂窝麻面、 缺棱少角、 外观尺 寸不满足 要求 等 问题 。一般 要 求其 外 观尺 寸偏 差 为 5 c m， 超过该标准视为外观质量不合格。养生结束 投入 使用前 除 了正 常的混凝 土试件取样 检查外 ， 还 需 要在实体预制块上钻孔取芯检验其实际抗压强度， 并 1 3 一 水利建设与管理 兰生 与设 计 强 度 C 2 5进 行 比 较。 抽 查 预 制 块 一 般 每 5 0 0 0 m 取一组试样 ， 达不到抗 压强度要 求 的视 为不合 格 ， 作废 品处理 。报废 的方式是割断丙纶绳 ， 并运离 出 场废弃 。 3 2 2 联锁块 的铺筑成排 a 联锁块 的运输 。联 锁块制作 完成 2 8 d后 ， 即可 通过 吊装 机械将 预制块 吊入驳壳船 ， 运至放排 船 的端 部 。放排船属于专用特殊 的船只 ， 船体长度 2 0 m， 一侧 船舷制作成放倒 的门板 状 ， 向水 中倾 斜约 l 5 。 ， 另一侧 船舷固定电动机， 带动裹有基布的卷筒 ， 船体两端架设 装有两台电动葫芦的桁架， 便于吊运联锁块上船。 b 联锁块 的铺 筑 。在 河两 岸对 应位 置 处分 别设 置垂直河道的锚固桩， 配置两道钢索 ， 将放排船平行穿 引固定， 船体顺河道方向， 允许其沿着钢索垂直河道滑 移。由于放排船本身没有动力， 当涨潮时在潮水 的高 水位状况下， 用岸上的牵引设备把放排船拉至放排部 位的端部， 将单片联锁块吊放在放排船的基布上 ， 而后 用 5 0 6 0 c m长的短截丙纶绳将软体排和基布绑扎在 一 起。同时单片联锁块间也绑扎在一起， 绑扎应牢固， 不得漏绑， 这样就形成了一个类似竹排状柔软的整体 结构 。 退潮时放排船在钢索的约束下倒退着向河道中心 移动， 同时卷筒转动绑扎有联锁块的基布随着放排船 的移动缓缓沉入水底， 即形成一幅软体排。单次软体 排 幅宽度为 1 8 m， 一个潮水期可 以放置 5 0 0 m 。 c 幅间水下绑扎。在成排结束后对相邻两幅排 体进行绑扎， 在潮水完全退落后仅有河水流动的最低 水位情况下， 对露出水面的部分直接进行人工绑扎 ， 水 下 的部分 由潜水员潜入水中绑 扎。 d 联锁块间混凝土灌缝。混凝土联锁块间由于 有 1 0 c m宽的空隙， 土工材料丙纶绳和基布在潮水退落 后会暴露在空 气 中， 需清理干 净空隙 间杂物后， 用 2 5 M P a 的混凝土灌注空隙， 将这些土工材料包裹或覆 盖在混凝土下 ， 避免受 到阳光 的暴 晒 ， 以防土工材料 老 化变质。灌缝需要注意将空隙灌注饱满， 不得出现土 1 4 工材料外露的现象， 灌缝混凝土顶面与预制块面应平 顺 ， 不得有较大 的起伏 ， 避免人为增加过流阻力。 4 T程效 益 a 缩 短工期 。利用 放排 船放 置混 凝 土联 锁块 施 工速度快 ， 可以在短时间内完成较多的工程量。该项 目软体排工程量 1 3万 m ， 采用传统的人工法预制 ， 原 计划工期 9个月， 实际施工时间为 6 5个月 ， 比计划缩 短 了两个多月 。由于在施工 中发现 由于混凝土联 锁块 预制生产供应不足导致放排船等待耽误了不少时间， 若大型项 目的软体排护底工程采用机械化生产混凝土 联锁块 ， 如 ： 采用振 动挤 压成型 法机械 化生 产等措 施 ， 可加快 预制速度 ， 能进一步缩短工期 。 b 质量可靠。采用混凝土联锁块软体排处理河 道护底技术 ， 其施工质量 自始至终都可以掌控， 无论是 预制还是铺筑 ， 其质量状况可以随时得到检验， 而且精 确。比起采用传统的护底方法对施工质量进行控制 ， 该方法更 为可靠 。 C 节约投资。该技术的成功应用， 保护了木兰溪 河道在潮水冲刷下河底的安全， 为木兰溪两岸的城镇 建筑安全提供 了保证。同时由于该技术施工简单 、 辅 助设施少， 节约了大量的建设资本的投入。 d 社会效益佳。混凝土联锁块软体排护底技术 是对传统的抛石护底 、 石笼护底等措施的发展， 减少了 石材用量 ， 保护了当地的生态环境 ， 避免了资源的浪 费。由于其施工 速度快 ， 为水利 工程河 道护 底开 辟 了 新的途径 ， 尤其是对重要水利工程河道防汛度汛能快 速起到保障作用。 5结语 混凝土联锁块软体排制作工艺简单 、 施工速度快 、 建设成本低 ， 是潮汐河道护底的一种非常实用的方法。 同时由于该技术避免了传统河道护底需要大量木材、 石材的方式 ， 故大量节约了资源， 也符合建设节约型 、 生态型社会的方针政策， 在水利工程建设领域有很好 的发展前景 。A