王 飛,張宏偉,王彭國
(山西省水利建筑工程局集團有限公司,山西 太原 030006)
汾河百公里中游示范區(qū)介休段生態(tài)治理工程,起于朱家堡已建濕地(河道中心線樁號Z60+622.10),終于西堡村汾河橋下游100m處(河道中心線樁號Z82+864.61),治理長度22.2km。
汾河百公里中游示范區(qū)介休段生態(tài)治理工程主要任務,是在滿足治理段20年一遇設防標準前提下,通過堤防生態(tài)化改造工程、灘槽整治工程、景觀綠化工程等,改善河道生態(tài)環(huán)境,讓汾河風光美起來。工程建設內(nèi)容主要包括水利工程和景觀綠化工程兩部分。水利工程包括堤防生態(tài)化改造工程、灘槽整治工程等。景觀綠化工程包括現(xiàn)有堤外濕地提質(zhì)、新建堤外濕地、堤外防護林帶及堤坡綠化、灘地綠化、跨河橋梁美化。
預制生態(tài)混凝土框(以下簡稱“生態(tài)框”)為預制鋼筋混凝土結構,規(guī)格為1.08m×1.08m×0.5m(長×寬×高),壁厚8cm,混凝土強度等級為C40,抗凍等級F150,鋼筋采用HPB300,鋼筋混凝土保護層厚度≥30mm。原材料要符合《水利水電工程合理使用年限及耐久性設計規(guī)范》(SL654-2014)相關要求。
坡腳與格網(wǎng)石籠側連接處及坡頂水平壓頂臨河側的生態(tài)框需連續(xù)鋪設,生態(tài)框之間采用“<”型扁鋼連接件、由螺栓固定連成整體,其余生態(tài)框按梅花型間隔鋪設,每兩塊生態(tài)框之間均采用螺栓配件連接,端部空開部位采用同質(zhì)預制鋼筋混凝土連接件圍合。螺栓及扁鋼連接件采用防腐、環(huán)保材料。
生態(tài)框采用吊裝方式準確就位,嚴禁就位后拖動平移,以防破壞其下的土工布。
在生態(tài)框內(nèi)側四周鋪設反濾土工布,并與框體四周可靠連接,避免框內(nèi)填土時脫落。土工布規(guī)格為SNG-PET-15-6,框內(nèi)填土須人工分層填筑,填土高出框頂面5~10cm,壓實系數(shù)≥0.8。坡腳生態(tài)框與格網(wǎng)石籠之間鋪設的反濾土工布應與生態(tài)框及網(wǎng)箱可靠連接。
生態(tài)框需在專業(yè)技術人員指導下施工。
土方開挖時,根據(jù)現(xiàn)場交通條件及施工現(xiàn)場實際情況,在開挖區(qū)設置挖掘機1臺,將堤坡表面土方按照設計坡度要求削坡,先預留50~60cm的余土,在坡面設置挖掘機進行水邊作業(yè)、松木樁防護施工及基槽開挖,土工布鋪設、拋石施工等工序,待基礎拋石成型后開始齒槽格網(wǎng)石砌筑,然后將預留土方及施工碎石挖除,經(jīng)現(xiàn)場測量控制開挖至設計建基面預留20cm進行人工配合施工,防止傷及坡面,坡面施工結構見圖1。
圖1 生態(tài)框施工坡面結構圖
松木樁施工選用挖掘機或專業(yè)打樁機錘打,施工流程如下:平整場地→放線→樁機就位→木樁定位→錘擊成樁。
松木樁施工注意事項:(1)樁體施打應嚴格按照施工圖紙進行施工;(2)施工期間的樁體不得形成梯形狀及八字狀;(3)樁體錘擊誤差超過規(guī)范標準時,需進行拔樁二次復打,確保成型樁體一個面、一條線;(4)成樁質(zhì)量檢查包括樁身垂直度、樁頂標高、樁身質(zhì)量,并應符合設計要求。
基礎采用1m厚拋石填充飽滿,保證基礎的密實度及穩(wěn)固性。齒槽格網(wǎng)石籠采用4.0m×1.0m×0.5m規(guī)格,網(wǎng)片采用專業(yè)廠家生產(chǎn)的機編六邊形網(wǎng),網(wǎng)絲采用熱鍍鋅-5%鋁合金鋼絲,鋼絲的抗拉強度350~500MPa,伸長率≥12%,網(wǎng)箱網(wǎng)孔100mm×120mm,網(wǎng)絲絲徑2.7mm,邊絲絲徑3.4mm。扎絲絲徑均為φ2.2mm,網(wǎng)絲鍍層重量為絲徑2.7≥275g,絲徑3.4≥320g,絲徑2.2≥250g。
網(wǎng)箱組裝放置:
(1)網(wǎng)箱鋪設前,基面應平整;放置前先組裝各箱體單元結構;即沿網(wǎng)箱長度方向每1.0m設一道間隔網(wǎng),間隔網(wǎng)須四邊與網(wǎng)箱箱體綁扎,綁扎間距≤20cm。
(2)把組合后的單元結構放于施工地點,并采用φ2.2mm同質(zhì)鍍層鋼絲雙股以上將相鄰箱體連接起來,綁扎間距≤20cm,應先角端后中間。
(3)石料及填筑
網(wǎng)箱中填料的中值粒徑150~300mm,施工可結合當?shù)厥瞎闆r適當調(diào)整,但最小粒徑不應小于網(wǎng)材最小孔目尺寸,最大粒徑不應大于網(wǎng)箱厚度,且需滿足中值粒徑要求。
填充石料必須密實、堅硬、新鮮、抗風化,表層不能風化、帶土,不得采用泥巖、頁巖、泥灰?guī)r、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖等泥質(zhì)含量較高的巖石。
網(wǎng)箱內(nèi)各箱格須同時均勻投料,每層填筑厚度20~30cm,并以機械或人工整平。
填充石料如有縫隙,須以小石料填塞,外部裸露部位的石料須以人工砌壘、擺放整齊,以求美觀。
須在各網(wǎng)箱高度25cm左右處設直徑2.2mm水平拉筋,拉筋須垂直格網(wǎng)石籠長度方向布設,并與箱體綁扎,間距30~40cm。
填料結束后,網(wǎng)箱需加蓋密封,箱蓋與箱體間需用直徑2.2mm同質(zhì)鍍層鋼絲雙股系好,封蓋綁扎間距≤20cm。
(4)石籠砌筑
格網(wǎng)石籠須錯縫砌筑。順水流方向上、下兩層石籠之間的搭接長度≥1.0m;坡面單層石籠鋪設時,順坡向的上、下層石籠錯縫長度≥1.0m,以免形成順坡向的通縫。格網(wǎng)石籠砌筑需橫平豎直,保證與生態(tài)框鏈接部位平順銜接,如有空隙采用塊石填充。
為防止生態(tài)框底部水土流失及地下水滲入,坡面整體鋪筑土工布,土工布疊加的方向是順水流方向壓蓋在下一塊的上面,疊加幅寬為15cm以上;在生態(tài)框鋪設前測量鋪筑高程線,進行高程測放、定位、掛線;采用15t液壓吊車進行施工作業(yè),起重作業(yè)前,起重車司機必須檢查設備各個裝置是否正常,鋼纜、制動器、液壓裝置和安全裝置是否完好齊全、靈敏可靠,嚴禁起重各工作部件帶病運行。起重車司機必須與指揮人員密切配合,服從信號指揮,一定要做好手勢、信號、鳴笛、吹哨子等準備工作。生態(tài)框在大面鋪筑時采用間隔法,底邊及收邊時采用連續(xù)鋪設,保證鋪筑質(zhì)量要達到橫平豎直一條線,既要保證外部美觀又要保證質(zhì)量合格,見圖2。
圖2 生態(tài)框吊裝鋪筑
生態(tài)框采用兩種鏈接方式:一是采用M10鏈接螺栓,主要用于兩個框體頂角緊密部位,兩頂端加設橡膠墊片及5mm厚鍍鋅鋼板緊密固定;二是采用L型鍍鋅鋼板雙螺栓鏈接,螺栓型號M10,同樣兩端加設橡膠墊片及5mm厚鍍鋅鋼板緊密固定,主要用于間隔鋪部位對相鄰兩個框體的緊密鏈接,防止變形、滑落,使生態(tài)框鏈接成為一個整體。
框內(nèi)土工布采用KS液體膠粘接,防止框內(nèi)回填土的流失,為保證后期綠化土方的飽和,框內(nèi)回填土采用削坡開挖土,經(jīng)過翻曬,人工將里面的草根剔除,挖掘機將土方倒入框內(nèi),人工攤鋪后采用蛙式打夯機進行夯實,夯實時分層打夯,采用連環(huán)套打法,先進行框內(nèi)邊角由外向內(nèi)夯實,確保壓實度符合設計要求。框內(nèi)回填土待夯實完成后,在表面再回填10cm厚覆土,經(jīng)過一段時間和雨水浸泡后再將框邊線清理出來,從而達到密實效果。
汾河百公里中游示范區(qū)介休段生態(tài)治理工程(第一標段)實施完成至今已滿1年,經(jīng)歷了1個汛期,成型段運行平穩(wěn),13號、14號庫區(qū)發(fā)揮了較好的防洪效益。由于框格空間小,內(nèi)部填土壓實困難,部分框格內(nèi)的回填土存在流失現(xiàn)象,汛期后進行了回填維修,目前已進入穩(wěn)定形態(tài)。
采用生態(tài)框格進行河道岸坡防護,具有施工速度快、工藝簡單、便捷、造價低、生態(tài)性好等特點,特別是對工期緊、施工面寬曠的工程具有更大的實用性。此次以汾河百公里中游示范區(qū)介休段生態(tài)治理工程(第一標段)堤坡防護為實例,論證了生態(tài)框格防護在水利工程岸坡防護中可以起到很好效應。