劉 冰,馬 紀,吳 鏑
(1.內(nèi)蒙古引綽濟遼供水有限責任公司文得根樞紐分公司,內(nèi)蒙古興安盟137600;2. 中水東北勘測設計研究有限責任公司,吉林長春130021;3.內(nèi)蒙古北拓工程材料有限公司,內(nèi)蒙古呼和浩特010000)
引綽濟遼工程是水利部立項的172 項節(jié)水供水重大水利工程也是內(nèi)蒙古十二五規(guī)劃水利重點工程項目。工程建成后,對內(nèi)蒙古自治區(qū)東部地區(qū)乃至自治區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展具有重大意義。溢洪道作為引綽濟遼工程主要建筑物承擔了水庫泄洪重要任務,其最大泄量8060 m3/s。溢洪道邊坡破壞對泄洪建筑物危害嚴重,相應邊坡級別為1級。土質(zhì)邊坡最大高度為32 m,分布于泄槽中部,開挖邊坡1.00∶1.75。經(jīng)計算,邊坡深層抗滑穩(wěn)定滿足規(guī)范要求。由于邊坡土質(zhì)由粉土、低液限粘土和含礫粘土組成,含有大量粒徑小于0.075 mm的細小顆粒,此種顆粒極易被坡面水流帶走造成水土流失甚至邊坡失穩(wěn),因此需要采取系統(tǒng)防護措施進行水土保持。
引綽濟遼工程溢洪道土質(zhì)高邊坡采用了蜂格護坡系統(tǒng)表面防護措施。該系統(tǒng)由蜂格網(wǎng)、專用錨釬、限位件、組間連接件、格室填料及草種等基本組件構(gòu)成。
蜂格網(wǎng)是由一組相同長條形的高分子納米合金片材經(jīng)超聲波焊接而成蜂巢三維六邊形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),所用片材表面有三維網(wǎng)狀花紋和圓孔陣列。蜂格網(wǎng)在運輸裝卸時呈疊合狀態(tài),敷設時展開。展開后蜂格網(wǎng)六邊形格室的短邊為(45±5)mm、長邊為(150±7.5)mm,格室公稱面積320 cm2。蜂格網(wǎng)格室高度100 mm,透水孔直徑7 mm,組間連接孔直徑10 mm,片材厚度1.5 mm。專用錨釬為HRB400級直徑14 mm普通帶肋鋼筋與限位件結(jié)合使用,錨釬長度500 mm。限位件由FGP高分子合金材料按固定形狀塑成,類似帽狀設有夾持臂,具有牢固卡緊專用錨釬并夾持蜂格網(wǎng)片材的能力。組間連接件為FGP高分子合金子母螺絲,用于連接兩張蜂格網(wǎng)形成整體。格室填料采用溢洪道開挖的含有有機質(zhì)的低液限粘土。根據(jù)工程所在地的植被特點,采用當?shù)匾子谏L的羊草和披堿草草種。
蜂格護坡系統(tǒng)所用材料均無毒、無味、無有害物質(zhì)淅出。片材、限位件和連接組件具有抗高低溫、抗老化、抗蠕變、抗凍脹能力。材料技術指標見表1。
1)坡基面平整。溢洪道邊坡按設計斷面開挖成穩(wěn)定邊坡,坡面應平整、堅實,人工修坡至無局部突出或凹陷,坡面平整度高可避免蜂格網(wǎng)(格室)產(chǎn)生應力集中,焊點開裂,垮塌等;清除待防護坡面已有的植被,開挖清理后的坡表面應無雜物、根系、大石塊、垃圾等;規(guī)模較大的護坡工程,應分塊削坡,邊坡穩(wěn)定性較差段,宜分段先行施工。
表1 蜂格護坡系統(tǒng)所用材料主要技術指標
2)敷設土工墊層。邊坡防護工程中需要反濾功能時,可采用無紡土工織物敷設在壓實后的坡面上;需要排水功能時,可采用無紡土工織物或復合排水材料和結(jié)構(gòu)(排水溝、排水管等)。
土工織物反濾層或排水體施工包含以下工序:平整碾壓場地、織物備料、鋪設、回填和表面防護。鋪設應符合下列要求:鋪放平順,松緊適度,不得繃拉過緊,織物應與土面密貼,不留空隙;相鄰織物塊可采用搭接或焊接,一般可用搭接,在工作期間織物可能發(fā)生較大位移處應縫接或焊接,平地搭接寬度不應小于300 mm,不平整地面或者極軟、松散土應不小于500 mm,水下鋪設還應適當加寬;坡面上鋪設應自下而上進行,坡頂、坡腳應以錨固溝或其他可靠方式固定,防止其滑動,坡面上應設防滑釘,并應隨鋪隨加壓重;鋪設應在干燥和暖的天氣進行,織物鋪好后,應避免受日光直接照射,應隨鋪隨壓,或及時采取保護措施。
3)蜂格網(wǎng)(格室)的安裝。安裝前應將兩組或多組蜂格網(wǎng)(格室)片材的端部連接加長(加寬)成為整體,沿坡面設計邊沿放線或使用放樣工具確定格室展開的位置。通常按12 人一組,按每邊4人同時將蜂格網(wǎng)向外拉拽,保證所有網(wǎng)格均展開并尺寸一致;格室縱向張拉角度不宜小于90°。格室片材展開后應張緊拉直。蜂格網(wǎng)鋪設完成后,按設計位置將螺紋錨釬釘入坡體定位。
4)填料回填。按設計要求選擇填料種類、混配比例。坡面投放填料時,應按從上到下漸次填充填料的順序施工;平面投放填料時,應按從外周向內(nèi),或從一邊向?qū)吰酵频捻樞颉?/p>
5)綠化與管護。以選擇當?shù)刈o坡草種為原則,按設計要求選擇種類與數(shù)量,綠化與管護設計應符合現(xiàn)行國家標準GB/T16453.2《水土保持綜合治理技術規(guī)范荒地治理技術》和GB51018《水土保持工程設計規(guī)范》的有關規(guī)定。
土工格室經(jīng)過近40年的發(fā)展與進步,該材料技術已在50 多個國家和地區(qū)成功應用近40年,得到業(yè)界的普遍認可。但在我國該技術的應用尚剛剛開始,一是我國仍在使用的相關產(chǎn)品已不能滿足工程長期性應用需要的高密度聚乙烯/聚丙烯單一材料,材料性能方面的缺欠明顯;二是我國相關加工工藝和產(chǎn)品標準已明顯落后于國外,不適應工程設計與應用的要求,標準滯后問題突出;三是我國尚沒有關于土工格室設計與施工的技術規(guī)范,仍處于起步探索階段。
蜂格護坡系統(tǒng)是在學習國際先進技術結(jié)合我國具體實踐,在傳統(tǒng)土工格室基礎上提高與完善并針對護坡形成的一整套系統(tǒng)技術,包括材料技術、產(chǎn)品技術、工程設計技術與施工技術,確保了在設計年限內(nèi)與設計條件下,工程具有符合設計要求的安全性、可靠性和耐久性。