混凝土连锁块软体排在木兰溪防洪工程中的应用.pdf

2 0 1 1年第 3期 混凝土连锁块软体排在木兰溪 防洪工程 中的应用 黄金志 ( 莆田市水利局，福建 莆田3 5 1 1 0 0 ) 摘要 ：该文通过分析混凝土连锁块软体排在莆田市木 兰溪防洪工程 中的应用 ，提 出河道主槽护 底型式的选择、施工、管护过程的措施对策，供参考。 关键词：混凝土连锁块软体排 ；木 兰溪防洪工程 ；河道主槽 中图分类号 ~ T V 8 5 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 2— 3 0 1 1 ( 2 0 1 1 ) 0 3- 0 0 4 7— 0 2 1 木兰溪防洪工程概况 木兰溪位于福建省东南沿海，是福建 “ 五江一 溪”重要河流之一 ，也是 闽中最大的河 流。它发源 于仙游县西苑乡，横贯莆田市中、南部 ，至涵江区 三江口注入兴化湾。干流全长 1 6 8 k m，流域面积超 过 1 7 3 2 k m ，为全省 8 条主要水系之一。 治理木兰溪下游防洪工程 自上世纪五十年代以 来，先后进行过 5次规划，1 次初步设计。工程共 分4期建设，其中黄厝至港利段堤防及河道工程为 第一期，木兰陂至黄厝段堤防及河道工程为第二期， 港利至三江口段堤防加高工程为第三期，濑溪至木 兰陂段堤防工程为第四期。目前，一、二期工程已 经完工，三期荔涵段 ( 南洋：港利 一宁海桥段；北 洋：张镇 ～ 涵坝段)工程正在组织实施。 木兰溪下游河 口段属海、陆相河口，是近千年 来由河口淤积延伸 ( 或称海岸上升)形成的；下游 地势平坦，为海陆交互相和滨海相地貌，地形总体 西高东低；下游河道为蜿蜒型河段，曲折发育，港 叉密集，弯道纵向变形，主要表现在凹岸深槽和过 渡段浅滩在年内发生互相交替的冲淤变化，枯水期 过渡段浅滩冲刷 ，凹岸深槽淤积，洪水期则与之 相反 。 2 混凝土连锁块软体排简介 昆 凝土连锁块软体排是利用土工积物缝接成一 定尺寸的排布，在排布上绞接混凝土预制板块作为 压重而形成的一种防冲结构，也是土工合成材料在 收稿 日期 ：2 O l 1 — 0 8—1 5 江河岸坡、丁坝护底 ( 护脚 )中常用的一种结构 形式 。 预制混凝土联锁块软体排排布采用机织布与无 纺布复合，利用无纺布的短纤维毛绒直接紧贴河床， 可以起到固沙排水作用，面层机织布起到加筋提高 强度及隔离排水作用。压载用的混凝土预制块由于 厚度小，对水流干扰小。排布及压载混凝土用丙纶 绳绑扎成整体，形成软体排，可适应滩面的冲刷变 形， ‘ 起到基础的防冲护底作用。 混凝土连锁块软体排所采用的大量土工织物存 在老化 问题 ，到 目前 为止 ，尚没有有效 的方法从根 本上加以解决 。 3 混凝土连锁块软体排在木兰溪防洪工程中 的应用 3 ． 1 河道主槽护底型式比较 根据工程地形地质条件及国内现有的防冲护底 材料特点，木兰溪防洪工程主槽护底型式采用以下 两种型式进行比较：C 预制混凝土联锁块软体排和 格宾网装块石。从投资看，每延米投资两者相差不 多。从技术层面看，两者均是柔性结构，可适应坡 面变形。但格宾网箱较重，水下施工困难，需在岸 上用大吨位的吊机吊放或铺放船辅助沉放，且网箱 与土工布间如何形成整体、如何沉放、块体间如何 搭接等技术问题需进一步完善，且 目前我省尚未有 实践经验验证其防冲效果。木兰溪防洪一期、二期 工程主槽均采用 c 预制 昆 凝土联锁块软体排护底， 其对河床变形的适应能力、防冲护底效果已得到充 分验证 ，且具有 较成熟 的建设、施工 和管理 经验。 一 47 2 0 1 1年第 3期 因此，木兰溪防洪工程三期荔涵段主槽仍推荐采用 c 预制混凝土联锁块软体排护底方案。 3 ． 2设计要 点 根据设计河道的潮水位情况确定软体排顶面高 程。设 3 m平 台后按 1 ： 5放坡至设计底 面高程 ，河 道底部按设计高程开挖。土工布及混凝土联锁块在 沉排船内绑扎牢固，定位船定位后沉放。混凝土块 每块大小为 0 ． 4 m 0 ． 4 m 0 ． 1 6 m，用 西l 6丙纶绳 串好 ，预制成 2 ． 9 1 3 "1 2 ． 9 1 ／ 1 的联锁块 ，联锁块间再 采用 (1 ) 1 6 丙纶绳绑扎连结成整体 ，将混凝土 “ 小块 连成大块、大块连成排” 。软体排基布采用排水性 能良 好又具有较高抗拉强度的机织布与无纺布复合 后的复合布。软体排固排采用混凝土框格梁，即结 合主槽护坡 ，在主槽坡顶及坡脚 处各设 1根 0 。 4 F I I 0 ． 6 m的混凝 土顶梁及底梁 ，沿主槽轴线方向每 7 ． 5 m设 l根坡面混凝土梁 ，与顶梁 及底梁连成框 架，底梁处每0 ． 5 m预留1 根丙纶绳与软体排连接。 3 ． 3 施 工要 点 混凝土连锁块软体排在混凝土预制场集中预制 成连锁单元，由汽车吊装 5 t 载重汽车运至铺排地 点附近的岸边 。浅滩部 分用汽 车 吊直 接起 吊沉放 ， 深水区域先用汽车吊吊至专用沉放船上，待潮位合 适时，再用船运至铺排地点沉放，潜水员辅助就位。 由于大部分预制混凝土块长期浸泡在潮水中，混凝 土预制过程中应严格控制水灰比、标号却密实度， 以尽可能延长工程的使用寿命。 混凝土连锁块软体排护底施工工序多，涉及不 同的施工地点和机械设备。为方便施工，软体排铺 设应尽量选择在流速低、风浪小的时段进行。由于 软体排基底多为淤泥质土，清基后难以长时间保持 边坡稳定，软体排施工应从河道下游往上游推行， 并与基底开挖同步，即开挖完一块软体排位置后， 即进行软体排铺设。施工前，在铺设地点径向对应 的岸边设 置测 量控制桩 ，以确 保软 体排 铺设 准确 就位 。 土工织物最大的弱点是老化问题 ，到 目前为止 ， 尚无有效方法从根本上解决该问题 ，唯一的办法是 掩盖。因此，在潮水位变幅范围内的预制混凝土联 锁块软体排，局部露出水面部分 ，混凝土块体间空 隙用 c ， 素混凝土塞填，以掩盖丙纶绳。 3 ． 4 管护对 策 根据地质钻探资料，南北洋平原多为海陆交互 相地层及滨海相沉积层覆盖。全新统海陆交互相沉 积可分为上下两部分，上部由粉质粘土 ( 层厚一般 48 为 1 ～ 2 m) 、淤泥 ( 层厚一 般为 3～9 m) 、淤泥质 粉质粘土层 ( 层厚一般为 2～ 5 ． 2 m)组成 ；下部 由 泥质 中细砂、淤泥夹砂 和含砂淤泥组成。沿木兰溪 两岸，发育有更新世和全新世冲积层、冲洪积层， 分别构成河流的Ⅱ级与 I 级堆积阶地。因此，在已 建工程的管护过程中，应按照规范要求进行沉降及 位移观测 ，随时掌握工程运行动态。 3 ． 5应 用效果评 定 鉴于木兰溪防洪工程所处地段 的天然软土地基 复杂，建设单位于2 0 0 0年 4 月委托江苏河海工程技 术总公司对堤基沉降量、沉降速率、深层土层压缩 量、孔隙水压力变化及新开河床边坡的变形和深层 水平位移等进行观测，历时近4年。 观测结果显示：已建的一期工程最大沉降量达 1 ． 6 9 m，最小沉降量达 0 ． 2 9 m，各断面沉降量大小 与其所处的地层紧密联系。沉降量大的发生断面， 相应的淤泥层 也较厚 ( 在 2 ． 6—8 ． 0 m) 。沉降量超 过 1 m的断面，淤泥层厚度基本在 5 m以上。沉降 量最大断面的淤泥类土层厚度超过 1 0 m 。而沉降量 小的发生断面，一般地下有 5 m左右的砂质层。观 测结果还显示：一期工程历经近 4年的施工期后， 填土地基沉降变形已趋于稳定，地基主固结沉降阶 段已基本完成。堤基打排水板的堤段施工期沉降量 为沉降稳定 时沉降量 的 8 2 ． 3 ％ ( 工后 沉降尚余 1 7 ． 7 ％) ，堤基未打排水板的堤段施工期沉降量仅 为沉 降稳 定 时沉 降 量 的 4 6 ． 2 ％( 工后 沉 降 尚 余 5 3 ． 8 ％) 。 由于混凝土预制块软体排厚度小，对水流干扰 小，排布及压载混凝土用丙纶绳绑扎成整体，形成 软体排，可适应滩面冲刷变形。已建木兰溪防洪一、 二期工程护坡均未出现异常情况，据此推断混凝土 预制块软体排在主槽防护中正在发挥预期的作用。 4结语 通过分析预制混凝土联锁块软体排的特点及在 莆 田市木兰溪 防洪工程 中的应用情况 ，对 主河槽护 底使用混凝土联锁块软体排的效果作出评价，并对 已建 ( 设计)预制混凝土联锁块软体排在施工、管 护方面提出建议，供参考。 参考文献 [ 1 ] 林国举 ．木兰陂水利志[ M] ． 北京：方志出版 社 ，1 9 9 7 ． 作者简介：黄金 志( 1 9 6 4一) ，男，福建莆 田 人 ，工程师，从事水利工程规划、设计与管理工作。