閆 玲，趙寶連

(牡丹江市水務(wù)科學(xué)研究院，黑龍江 牡丹江 157000)

1 工程概況

寧安市護(hù)岸位于黑龍江省寧安市南的夾心島，牡丹江在島兩側(cè)流過。夾心島村 85戶，人口 352人，全島面積1.1 km2，耕地0.85 km2，護(hù)岸工程總長2.1 km。

2 水文氣象

牡丹江為松花江第二大支流，發(fā)源于長白山牡丹嶺，全長725 km。河道平均比降1.39‰，流域總面積37 600 km2。市區(qū)段江道長度20 km，比降0.5‰，行洪寬度300～400 m，主槽寬80～150 m。

市區(qū)多年平均降水量536.5 mm，多年平均氣溫3.5℃，最高氣溫37.5℃，最低氣溫-35.1℃，最大凍深1.8 m。

3 江段地形地貌及地質(zhì)

寧安市護(hù)岸位于牡丹江中游段，距寧安市市政府1 km。城區(qū)地形呈東南高、西北低。地面坡度2% ～10%，海拔高程為246～253 m。牡丹江由東南向西北橫穿市區(qū)，市區(qū)形成依山傍水、得天獨厚、風(fēng)景優(yōu)美的自然環(huán)境。

寧安市城區(qū)屬于剝蝕丘陵與山間河谷平原地貌，可劃分為河漫灘地，一級階地、二級階地和剝蝕丘陵。

岸邊上部為低液限粉土，厚度較穩(wěn)定，滲透系數(shù)1.02×10-4cm/s～1.48×10-6cm/s一般厚 0.7～4.5 m。10+100～11+000段為牡丹江古河床，黏土厚度較薄為0.7～0.8 m，中部夾級配不良細(xì)砂透鏡體黃色稍密，厚0.4～3 m。成份以石英長石為主，下部為級配良好礫石，密實～中密，礫石磨園度較好，厚1.5～3.5 m，成份為花崗閃長巖類巖石，基巖為細(xì)砂巖。

4 護(hù)岸工程設(shè)計

4.1 護(hù)岸結(jié)構(gòu)形式選擇

由于夾心島四面環(huán)水，島上作物全部為蔬菜大棚，蔬菜大棚多數(shù)靠近江岸，江岸邊坡均在1.1左右，牡丹江主河道也靠近岸邊，要保護(hù)耕地及蔬菜大棚的安全，必須修建護(hù)岸工程。

目前傳統(tǒng)的護(hù)坡工程有:混凝土護(hù)坡、漿砌石護(hù)坡、干砌石護(hù)坡等結(jié)構(gòu)形式，由于主流靠近河岸，無倫采用何種結(jié)構(gòu)形式護(hù)岸，基礎(chǔ)施工時都需要打圍堰方能施工。夾心島沿岸下河床質(zhì)為粗粒砂及卵石，河床坡度緩，穩(wěn)定性好，滿足承載力要求，為加快施工進(jìn)度，節(jié)約資金，本次設(shè)計經(jīng)多方案比選，采用生態(tài)格網(wǎng)石龍結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

4.2 堤岸沖刷深度計算

選擇CS02、CS07這2個斷面進(jìn)行計算，CS02、CS07斷面水流平行于岸坡，計算公式為:

式中:hb為局部沖刷深度，從水面起算，m，;hp為沖刷處的水深，以近似設(shè)計水位最大深度代替，m;Vcp為平均流速;V允為河床上允許不沖流速;n一般取1/4。計算結(jié)果見表1。

表1 護(hù)岸固腳處沖刷深度表 m

4.3 護(hù)岸穩(wěn)定計算

護(hù)岸的結(jié)構(gòu)型式為有鎮(zhèn)腳的坡式護(hù)岸，穩(wěn)定計算包括計算在自重及外荷作用下發(fā)生通過堤與地基整體剪切破壞的穩(wěn)定性和計算鎮(zhèn)腳的穩(wěn)定，包括抗滑穩(wěn)定和抗傾覆穩(wěn)定，計算時要考慮最大沖刷深度的影響。

整體穩(wěn)定計算公式為:

鎮(zhèn)腳穩(wěn)定計算公式為:

式中:v，φ為填土的重度和內(nèi)磨擦角;δ為土與墻背磨擦角;β為填土表面與水平線坡角;k為主動土壓力系數(shù);q為均布荷載;h0為外荷代土高度;H為墻背填土高度，m。

計算結(jié)果見表2。

表2 鎮(zhèn)腳穩(wěn)定計算表

根據(jù)以上計算確定護(hù)岸的結(jié)構(gòu)，新建護(hù)岸采用生態(tài)格網(wǎng)石籠，格網(wǎng)石籠在水下3.0 m，河床下1.5 m，格網(wǎng)石籠寬5 m。

5 護(hù)岸工程水下施工

5.1 施工石料

5.1.1 石料

塊石料必須質(zhì)地堅硬、新鮮、完整，塊石厚度宜＞20 cm，長厚比≤3，不得使用有尖角或薄邊的石料，石料飽和極限抗壓強(qiáng)度＞40 Mpa，軟化系數(shù)應(yīng)＞0.85。塊石供應(yīng)先經(jīng)試驗，確定其符合設(shè)計及規(guī)范要求，經(jīng)監(jiān)理確認(rèn)合格后，方可選用。杜絕風(fēng)化石、水解、碎石等不合格的石料。

5.1.2 生態(tài)格網(wǎng)質(zhì)量檢查、計量與組裝

1)生態(tài)格網(wǎng)的檢查:生態(tài)格網(wǎng)到達(dá)工地指定地點后，在監(jiān)理單位監(jiān)理工程師在場的情況下，對生態(tài)格網(wǎng)尺寸(含網(wǎng)目)核查，對檢查合格的生態(tài)格網(wǎng)進(jìn)行計量。施工中監(jiān)理工程師和項目部質(zhì)檢人員可隨機(jī)抽樣測量。

2)生態(tài)格網(wǎng)結(jié)構(gòu)組裝:按照生態(tài)格網(wǎng)技術(shù)說明進(jìn)行格網(wǎng)結(jié)構(gòu)組裝，生態(tài)格網(wǎng)組裝同陸地施工。

3)吊裝生態(tài)格網(wǎng)的用具安裝，在裝填前要對吊裝用具進(jìn)行安裝，安裝時要求各吊環(huán)分布均勻，避免吊裝時局部受力過大。對組裝完畢的生態(tài)格網(wǎng)進(jìn)行填裝石料，采用機(jī)械填裝，填裝完畢進(jìn)行封蓋，等待吊裝。

5.2 施工技術(shù)要求

1)施工隊伍進(jìn)入現(xiàn)場后，要先了解施工條件及周圍環(huán)境，在全面仔細(xì)閱讀設(shè)計圖紙的基礎(chǔ)上開始施工，并合理安排好各項工作的施工順序，避免施工干擾，做好施工筆記。

2)根據(jù)施工作業(yè)區(qū)域?qū)κ┕^(qū)段劃分，水下吊裝施工的關(guān)鍵是合理劃分施工區(qū)段，根據(jù)工程施工的經(jīng)驗，結(jié)合當(dāng)?shù)厮牡刭|(zhì)資料具體情況分析，可將施工區(qū)段劃分為10 m(垂直水流方向)×20 m(順?biāo)鞣较?的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格，每個標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格再分為上、下兩個半?yún)^(qū)進(jìn)行作業(yè)，不足10 m寬度的吊裝區(qū)可劃分為定寬的區(qū)段進(jìn)行施工，根據(jù)設(shè)計圖紙每個區(qū)域的厚度以及施工前水下地形測量成果，計算出每個網(wǎng)格應(yīng)吊裝生態(tài)格網(wǎng)的數(shù)量，編制施工檔位圖。

3)在吊裝區(qū)附近的岸邊，根據(jù)建設(shè)單位提供的控制點，采用前方交會或后方交會的方法在岸上測設(shè)一點，由此點放出施工基線。根據(jù)測設(shè)的已知點設(shè)立一條平行于吊裝區(qū)長度方向正基線。在基線上根據(jù)各施工區(qū)段的長度劃分放出各基線樁。由基線樁上測設(shè)出各斷面方向樁，方向樁應(yīng)垂直于吊裝區(qū)長度方向。

測量放樣放出的基線樁與方向樁應(yīng)與定位吊車通視良好。利用測設(shè)點作控制點，采用極坐標(biāo)法放出基線樁和方向樁。

4)施工吊車定位的方法為:①吊車選用:設(shè)備狀況良好，并配有專業(yè)操作人員。②吊車定位準(zhǔn)確、牢固。③生態(tài)格網(wǎng)在吊裝到水底過程中，因水流的沖刷帶動作用，生態(tài)格網(wǎng)會移動，因此在吊裝前要計算出生態(tài)格網(wǎng)在水流的作用下，所移動的距離，確保吊裝投位標(biāo)的準(zhǔn)確。具體實施時，可根據(jù)現(xiàn)場實驗參考確定最后的設(shè)計值。④吊車根據(jù)計算參數(shù)，先將定位吊車移至要吊裝投的斷面，測出流速和水深，計算出沖距(漂距)，利用經(jīng)緯儀進(jìn)行精確定位。

5)施工應(yīng)安排在汛前、汛后的枯水季節(jié)進(jìn)行，并應(yīng)做好防汛準(zhǔn)備。根據(jù)吊裝擺放須均勻的原則，吊車位應(yīng)互相錯開，以保證吊裝生態(tài)格網(wǎng)擺放均勻。根據(jù)所確定的標(biāo)準(zhǔn)車型及有效吊裝寬度將吊裝生態(tài)格網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格的半?yún)^(qū)5 m×5 m的網(wǎng)格條形區(qū)域進(jìn)行吊裝，每個吊車依次錯開，從而保證吊裝投均勻，且無空檔。吊裝生態(tài)格網(wǎng)在標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格中，應(yīng)安要求依次進(jìn)行，保證生態(tài)格網(wǎng)入水后落至指定區(qū)域，從而達(dá)到吊裝均勻的目的。

水下吊裝生態(tài)格網(wǎng)工程結(jié)束后，測量人員可采用GPS系統(tǒng)對吊裝區(qū)域及相鄰的部分水域進(jìn)行水下地形測量，并繪制水下地形圖，將吊裝前吊裝后的水下地形圖進(jìn)行對比，確定吊裝成果。

[1] 水利部東北勘測設(shè)計研究院.SL211-98水工建筑物抗凍設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，1998.

[2] 江蘇省水利勘測設(shè)計研究院.SL379-2007水工擋土墻設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國水利水電出版社，2007.

[3] 牡丹江市水利勘測設(shè)計院.黑龍江省寧安市夾心島護(hù)岸施工設(shè)計報告[R].牡丹江:牡丹江市水利勘測設(shè)計院，1997.