王 鑫 趙 珺

（浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院 杭州 310002）

1 工程概況

環(huán)太湖公路及環(huán)湖沿路大堤加固工程(浙江段)為Ⅰ等工程，是集交通、水利、旅游于一體的綜合性工程。公路全長(zhǎng)約50km，環(huán)湖沿路大堤加固段全長(zhǎng)49.2km，沿線新建橋梁22 座，其中特大橋1 座，大型橋梁6 座；涉及節(jié)制閘改建18 座，涵閘改建10 座。工程于2008年12月底開工建設(shè)，工期3年。環(huán)湖大堤現(xiàn)狀堤前擋墻已建成十多年，經(jīng)歷多年的風(fēng)浪考驗(yàn)，部分擋墻已產(chǎn)生下沉、外傾。在近幾年的防汛搶險(xiǎn)中，直立擋墻外全線均作了拋石加固，頂高程與原擋墻持平，頂寬約1m，迎水側(cè)邊坡約1:1.5～1:2。此外還局部拋了二級(jí)拋石平臺(tái)，平臺(tái)頂高程約1.76m，平臺(tái)寬約10m。從現(xiàn)場(chǎng)看，部分風(fēng)口段因風(fēng)浪大，加固的拋石已被風(fēng)浪卷走。因此，每年都要在擋墻前不間斷的加拋塊石并維護(hù)。

2 大堤抗風(fēng)浪穩(wěn)定性分析

2.1 現(xiàn)狀斷面復(fù)核計(jì)算成果

經(jīng)復(fù)核計(jì)算，現(xiàn)狀擋墻的墻底應(yīng)力、抗滑和抗傾安全系數(shù)不能完全滿足規(guī)范要求?，F(xiàn)狀不計(jì)拋石影響，堤前直立擋墻在設(shè)計(jì)工況下，抗傾安全系數(shù)可滿足規(guī)范要求；不計(jì)波浪和波峰工況抗滑穩(wěn)定能滿足安全要求。但計(jì)及波浪影響后，在波谷情況下抗滑穩(wěn)定則不能滿足規(guī)范要求，而且安全系數(shù)較小，同時(shí)擋墻前后趾地基應(yīng)力不均勻系數(shù)不滿足規(guī)范要求。

波峰作用時(shí)，直立擋墻承受波浪推力作用，大部分堤段墻后土壓力轉(zhuǎn)化為靜止或被動(dòng)土壓力，前趾處壓應(yīng)力減小，甚至出現(xiàn)拉應(yīng)力，地基應(yīng)力不均勻性較大；波谷作用時(shí)，墻前水位降低，擋墻前趾應(yīng)力增加、后趾應(yīng)力減小，甚至出現(xiàn)拉應(yīng)力，墻底應(yīng)力的不均勻系數(shù)不能滿足安全要求。堤前擋墻穩(wěn)定與否直接關(guān)系到大堤及環(huán)太湖公路的安危，故必須對(duì)其進(jìn)行加固處理。

2.2 斷面物理模型試驗(yàn)成果

為更科學(xué)的驗(yàn)證擋墻抗風(fēng)浪效果，對(duì)現(xiàn)狀斷面及設(shè)計(jì)加固斷面進(jìn)行了水槽波浪模型試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)論為：現(xiàn)狀堤前擋墻基礎(chǔ)埋置深度較淺，在百年一遇洪水位及波浪組合作用下，水流挾帶空氣爬上大堤混凝土護(hù)面斜坡或沖擊掏刷防浪墻齒腳，擋墻前產(chǎn)生劇烈的水體紊動(dòng)，擋墻基礎(chǔ)產(chǎn)生明顯的下陷、下沉，擋墻前傾失穩(wěn)并產(chǎn)生不同程度的漿砌塊石塌陷現(xiàn)象，需采取加固措施。設(shè)計(jì)采用的五鉸格網(wǎng)方案能滿足穩(wěn)定與堤頂越浪控制要求，施工時(shí)應(yīng)采用整體鋪裝，以提高其抗風(fēng)浪能力，擋墻前采用拋石防護(hù)時(shí)，表面兩層單體拋石重量必須大于100kg。

3 堤前加固處理方案

3.1 五鉸格網(wǎng)加固處理方案

設(shè)計(jì)考慮到本工程的重要性，為確保消浪效果及鎮(zhèn)壓拋石加固后不被風(fēng)浪卷走，減少占用太湖庫(kù)容，提高堤前擋墻的抗風(fēng)浪能力，確保路堤結(jié)合后大堤迎水側(cè)的抗滑穩(wěn)定，結(jié)合模型試驗(yàn)成果，采用五鉸格網(wǎng)進(jìn)行堤前加固，見(jiàn)圖1。

金屬格網(wǎng)采用PVC 包覆合金鋼絲做成網(wǎng)箱，將普通拋石置于網(wǎng)箱之中，網(wǎng)箱與網(wǎng)箱之間采用同質(zhì)材料綁扎做可靠連接，使得表層的拋石體形成一個(gè)整體。金屬格網(wǎng)已比較普遍的應(yīng)用于護(hù)坡加固和擋墻修建等永久工程中，江蘇、浙江都有較廣泛的應(yīng)用。其主要指標(biāo)如下：

（1）拋石指標(biāo)。要求石料新鮮完整，濕抗壓強(qiáng)度大于40MPa，軟化系數(shù)大于0.8，單塊重量20～1000kg，級(jí)配曲線要求連續(xù)光滑，單塊重量大于70kg 的塊石比例大于60%。

（2）五鉸格網(wǎng)指標(biāo)。網(wǎng)目：100 mm×120mm，允許公差±5%，鉸制部分長(zhǎng)度不得小于50mm。五鉸格網(wǎng)采用包覆PVC+鋅—5%鋁—混合稀土合金鍍層鋼絲制造。

（3）網(wǎng)箱、網(wǎng)墊內(nèi)填石指標(biāo)。填石要求干凈、耐久性好、不易碎、無(wú)風(fēng)化跡象，級(jí)配良好。填石容重應(yīng)達(dá)到1.7t/m3。填石要有棱角以便互鎖，比重應(yīng)大于2.4t/m3。濕抗壓強(qiáng)度大于40MPa，軟化系數(shù)大于0.8。

填石尺寸一般應(yīng)介于1.5～2.0D(D 值為扭鉸中心線距)之間，以防止填石從網(wǎng)目中掉出。允許不超過(guò)15%的填石粒徑小于100mm，但其不得用于網(wǎng)箱、網(wǎng)墊外露面。

包覆PVC+鋅—5%鋁—混合稀土合金鍍層鋼絲應(yīng)符合EN 10244－2和BS1052 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，同時(shí)執(zhí)行GB/T20492—2006 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

鋼絲技術(shù)要求如下：

鋼絲直徑：網(wǎng)絲φ 2.7/3.7mm；邊絲φ 3.4/4.4mm；扎絲φ2.2/3.2mm；抗拉強(qiáng)度400～500MPa；延伸率不得小于12%。

區(qū)域認(rèn)知是高中學(xué)生學(xué)習(xí)地理的重要載體，以本地區(qū)域認(rèn)知為前提開展高中地理教學(xué)，在幫助學(xué)生進(jìn)行具體區(qū)域下學(xué)習(xí)地理知識(shí)的同時(shí)，更是將地理知識(shí)與區(qū)域發(fā)展有機(jī)聯(lián)系起來(lái)。因此，密切聯(lián)系區(qū)域認(rèn)知，以本土化或本地區(qū)域?yàn)榘咐瑢?duì)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)知識(shí)進(jìn)行有效互動(dòng)，是提高高中地理教學(xué)效果的較好手段。一方面學(xué)生在熟悉的素材中進(jìn)行教學(xué)互動(dòng)，可以更大膽發(fā)表自己的認(rèn)識(shí)；另一方面，地理知識(shí)滲透到教學(xué)互動(dòng)中，更有助于學(xué)生理解掌握。

鋅層重量：網(wǎng)絲φ2.7mm 不得小于245g/m2；邊絲φ3.4mm 不得小于265g/ m2；扎絲φ2.2mm不得小于230g/ m2。

鍍鋅層的附著力：把鋼絲圍繞4倍直徑的圓軸纏6 圈，用尖針刮擦涂層，不會(huì)剝落或產(chǎn)生裂縫。

包覆的PVC 材料應(yīng)符合ASTM A 975—97 標(biāo)準(zhǔn)，抗拉強(qiáng)度≥20MPa，延伸率≥180%，厚度0.38～0.50mm。

PVC 包覆的鍍鋅鋼絲須經(jīng)2000h 鹽霧試驗(yàn)檢測(cè)，其腐蝕率不得大于30g/m2。

網(wǎng)箱抗壓強(qiáng)度不小于4500kPa。

圖1 五鉸格網(wǎng)方案典型斷面圖

為了摸索施工經(jīng)驗(yàn)，在長(zhǎng)興段進(jìn)行了20m 的五鉸格網(wǎng)試驗(yàn)段施工。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索，發(fā)現(xiàn)五鉸格網(wǎng)方案施工存在一些問(wèn)題：

（1）五鉸格網(wǎng)拋石水下施工部分難度較大且質(zhì)量難以控制；

（3）實(shí)際施工中由于運(yùn)輸、堆放、施工等原因，五鉸格網(wǎng)外包的PVC 存在較多破損現(xiàn)象，包覆的內(nèi)部鋼絲外露，影響了材料的耐久性，導(dǎo)致工程的使用年限降低。

3.2 大拋石加固處理方案

鑒于試驗(yàn)段施工中暴露出的問(wèn)題，設(shè)計(jì)提出大拋石方案替代五鉸格網(wǎng)方案,見(jiàn)圖2。考慮到取消五鉸格網(wǎng)以后，表層塊石均為單一塊石，整體性較差，結(jié)合物理試驗(yàn)的結(jié)論，須適當(dāng)加大斷面尺寸，設(shè)置2 層以上不小于100kg 的塊石，拋石平臺(tái)寬度加寬為3.5m，頂高程3.16m，迎水面邊坡1:2。

圖2 大拋石方案典型斷面圖

4 方案比選

表1 列出了五鉸格網(wǎng)與大拋石加固處理方案的優(yōu)缺點(diǎn)及可比性投資。

表1 方案可比性投資及優(yōu)缺點(diǎn)比較表

比較結(jié)果表明：

（1）造價(jià)方面。從可比性投資比較可得出，大拋石方案比五鉸格網(wǎng)方案每延米可節(jié)約投資247 元，長(zhǎng)興段全線優(yōu)化后可節(jié)約工程投資近500萬(wàn)元。

（2）石材方面。長(zhǎng)興當(dāng)?shù)厥馁Y源較豐富，拋石粒徑較大，大部分能滿足波浪模型試驗(yàn)提出的拋石塊保持自身穩(wěn)定要求所需重量大于100kg的要求，而用作五鉸格網(wǎng)內(nèi)填充的小石料數(shù)量相對(duì)較少。

（3）施工質(zhì)量及進(jìn)度方面。本工程為省重點(diǎn)工程，質(zhì)量要求高、進(jìn)度要求緊，而施工單位欠缺五鉸格網(wǎng)拋石水下施工經(jīng)驗(yàn)，施工質(zhì)量及監(jiān)督較難控制，施工進(jìn)度較緩慢，不能滿足工程總體質(zhì)量、進(jìn)度要求。

（4）管理方面。五鉸格網(wǎng)施工完成后可能存在防火、防盜等問(wèn)題，給后期管理帶來(lái)不便。

綜合比較后，確定采用大拋石方案作為環(huán)湖大堤長(zhǎng)興段堤前加固處理的推薦方案。

5 結(jié)語(yǔ)

環(huán)湖大堤長(zhǎng)興段堤前加固處理目前已經(jīng)完工，實(shí)際施工采用了大拋石方案，根據(jù)地形、地質(zhì)及風(fēng)口段的分布情況，在堤前形成一級(jí)拋石平臺(tái)斷面和二級(jí)拋石平臺(tái)斷面，加快了施工進(jìn)度，減少了后期人為破壞和防盜等憂慮，節(jié)省了工程投資，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 王鑫，樓加仙.環(huán)太湖公路及環(huán)湖沿路大堤加固工程（浙江長(zhǎng)興段）堤前加固方案局部調(diào)整專題報(bào)告，2010.

2 河海大學(xué).浙江環(huán)太湖大堤加固工程斷面模型波浪試驗(yàn)報(bào)告.2008