龔虎，何嘉齊，蔡春龍，周召龍

（中建五局土木工程有限公司，湖北 隨州 441300）

0 引言

跨越河道的橋梁施工會(huì)對(duì)河道環(huán)境產(chǎn)生一定破壞，甚至影響河道防汛或生態(tài)功能。因此，整治被破壞的部分河道、恢復(fù)河道環(huán)境及防汛排洪能力是工程施工后期的必要工作。

河道整治的主要對(duì)象是河堤邊坡以及河床，漿砌片石堤防是河道治理應(yīng)用最為廣泛的施工技術(shù)。漿砌石堤防[1-2]作為河道整治的主要工程措施，對(duì)提高河道排洪及抗沖刷能力具有良好的效果。莫巨威[3]探討了漿砌石擋墻的施工質(zhì)量控制措施。劉貝等[4]結(jié)合工程實(shí)例，采用水下拋石施工工藝進(jìn)行坡腳加固施工，提出拋石位置、數(shù)量、厚度是控制護(hù)坡施工質(zhì)量的要點(diǎn)。

傳統(tǒng)的河道整治以清淤疏浚為主，采用清挖機(jī)械清理河道中的廢碴、淤積泥沙及其他障礙物，使河道恢復(fù)流水通暢。王曉英等[5]分析了河道清淤疏浚施工中存在的常見(jiàn)問(wèn)題，并提出了完善清淤作業(yè)的具體措施。連祎等[6]分析總結(jié)了河道清淤及淤泥處理技術(shù)，并對(duì)河道清淤行業(yè)發(fā)展方向進(jìn)行了展望。閆淑勇[7]、蘇凌毅[8]總結(jié)了河道治理各個(gè)施工工序的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)并加以推廣。

漿砌片石施工技術(shù)在河道治理中的應(yīng)用以護(hù)坡及堤防工程為主，而采用漿砌片石施工技術(shù)治理河床的工程案例相對(duì)較少。采用漿砌片石施工技術(shù)進(jìn)行河道整治具有良好的效果和經(jīng)濟(jì)效益，且符合河道環(huán)境的生態(tài)修復(fù)理念，其關(guān)鍵技術(shù)措施可推廣應(yīng)用于同類(lèi)工程之中。

1 工程概況

湖北省廣水市多肉藝術(shù)小鎮(zhèn)建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)山北橋橫跨應(yīng)山河，橋梁全長(zhǎng)106m、幅寬35m，主體結(jié)構(gòu)為8 墩柱、3跨現(xiàn)澆混凝土連續(xù)箱梁。在應(yīng)山北橋的建設(shè)期間，河道筑島圍堰施工、橋梁群樁基礎(chǔ)施工、橋梁箱梁澆筑前支架施工破環(huán)了原有河道的河床結(jié)構(gòu)，在夏季汛期之后，局部河道淤積堵塞，河道防汛排洪能力被嚴(yán)重削弱。根據(jù)橋梁工程施工圖設(shè)計(jì)要求，在橋梁主體結(jié)構(gòu)施工完成后，需對(duì)橋址上游50m、下游100m 范圍河道進(jìn)行整治施工，恢復(fù)河道原有的排水環(huán)境和防汛排洪能力，河道環(huán)境整治施工主要采用漿砌片石施工技術(shù)。

2 漿砌片石施工技術(shù)在河道整治工程中的應(yīng)用

2.1 河道整治施工主要工藝流程

根據(jù)應(yīng)山北橋施工場(chǎng)地條件，換填片石就近取材且價(jià)格優(yōu)廉，選用漿砌片石施工技術(shù)對(duì)部分河道進(jìn)行整治。首先挖除遭到施工破壞的河床淤積物，然后進(jìn)行漿砌片石換填施工。河道整治的主要施工工藝流程為測(cè)量放線、河道圍堰分幅引流、河道抽水及河道清理、河床清淤疏浚、河床漿砌片石換填、原河床與漿砌片石河床銜接處理及灑水養(yǎng)護(hù)。

2.2 河道圍堰引流施工

河道整治施工在冬季枯水期進(jìn)行，廣水市冬期干燥少雨，此時(shí)應(yīng)山河水流量較小，有利于河道圍堰施工。首先進(jìn)行測(cè)量放線，確定河道整治的范圍及挖方換填標(biāo)高。應(yīng)山河河道寬106m，借助兩臺(tái)大型挖掘機(jī)同時(shí)配合作業(yè)，采用透水性較差的黏性土堆砌攔水土埂，攔水土埂寬2m、高1.5m，將河道分南北兩個(gè)半幅進(jìn)行引流，為河床清淤及漿砌片石換填施工提供工作面，河道圍堰引流施工如圖1所示。

圖1 河道分幅圍堰引流

2.3 河道清淤疏浚施工

在河道分幅圍堰引流施工完成后，使用3 臺(tái)大功率抽水機(jī)不間斷抽排圍堰中的積水，為河道清淤疏浚提供干燥的作業(yè)面。河道清淤疏浚施工采用大型挖掘機(jī)進(jìn)行，主要挖除河道中的全部雜草、垃圾、廢碴及其他障礙物。以原有河床面為基準(zhǔn)面，向下挖除已被破壞的河床、淤積泥沙等雜物，開(kāi)挖深度為河床底部設(shè)計(jì)標(biāo)高以下0.6m，每開(kāi)挖500m2用GPS復(fù)核開(kāi)挖深度。若河床開(kāi)挖深度超過(guò)0.6m 時(shí)仍為淤泥或軟弱土層，應(yīng)繼續(xù)挖除軟弱河床至質(zhì)地堅(jiān)硬的土層，確保漿砌片石換填河床砌筑面穩(wěn)定，整體性良好。

2.4 漿砌片石換填施工

在漿砌片石河床砌筑施工前應(yīng)對(duì)原河道縱向坡度進(jìn)行測(cè)量放線，確保換填后的漿砌片石河床縱向坡度與原河床一致，使新舊河床銜接協(xié)調(diào)，水流順暢。

漿砌片石砌筑采用坐漿法且分兩層進(jìn)行砌筑，砌筑砂漿為現(xiàn)場(chǎng)拌制的M7.5水泥砂漿。片石材料就近取自當(dāng)?shù)夭墒瘓?chǎng)，其形狀呈長(zhǎng)條形或方塊形，厚度約20～30cm、寬度約20～30cm、長(zhǎng)度約30～60cm，上下表面較為平整，具有良好的砌筑造型可塑性。

漿砌片石河床換填施工分南北兩幅進(jìn)行，每半幅均分為50m 長(zhǎng)、53m 寬的三塊進(jìn)行砌筑，從上游至下游依次平行施工。當(dāng)上區(qū)一塊河床第一層漿砌片石處于養(yǎng)護(hù)期時(shí)，應(yīng)隨即以同樣的施工工藝對(duì)下一區(qū)塊進(jìn)行第一層漿砌片石換填施工，并根據(jù)區(qū)塊砌筑順序進(jìn)行第二層漿砌片石施工，其平行施工工期計(jì)劃如表1所示。

表1 漿砌片石分幅分塊平行施工工期計(jì)劃表

以北岸右幅河道150m 長(zhǎng)、53m 寬的換填區(qū)域?yàn)樵囼?yàn)段，對(duì)整治河道中漿砌片石換填施工關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行分析。

在第一層漿砌片石砌筑過(guò)程中，應(yīng)持續(xù)抽干換填區(qū)域積水，為漿砌片石施工提供干燥的工作面。首先在河床底部攤鋪10cm 厚級(jí)配碎石墊層，為水泥砂漿提供附著面。然后在10cm 厚級(jí)配碎石墊層上攤鋪5cm 厚M7.5 水泥砂漿，借助挖掘機(jī)將片石攤鋪于底層坐漿之上，并由工人調(diào)整片石排列方式與平整度，將過(guò)大的孔洞用尺寸合適的片石進(jìn)行填補(bǔ)，首層片石砌筑厚度控制在25cm 左右。最后用M7.5 水泥砂漿進(jìn)行勾縫，使水泥砂漿充滿相鄰塊石之間的孔洞及縫隙，將漿砌片石粘結(jié)成為一個(gè)整體，施工過(guò)程如圖2所示。

圖2 漿砌片石換填施工

每日完成一定區(qū)域漿砌片石砌筑時(shí)，應(yīng)統(tǒng)計(jì)當(dāng)日砌筑量并做好標(biāo)記，待勾縫水泥砂漿初凝后應(yīng)隨即灑水浸潤(rùn)并覆蓋養(yǎng)護(hù)毯養(yǎng)護(hù)，養(yǎng)護(hù)期為7 天。養(yǎng)護(hù)期間施工車(chē)輛與機(jī)械不得在漿砌片石面行走，確保漿砌片石強(qiáng)度達(dá)到要求。

在上一區(qū)塊河床第一層漿砌片石養(yǎng)護(hù)期滿后，對(duì)第一層漿砌片石河床進(jìn)行灑水浸潤(rùn)12h，準(zhǔn)備第二層漿砌片石施工。首先應(yīng)采用GPS 復(fù)核第一層換填河床標(biāo)高，根據(jù)設(shè)計(jì)河床標(biāo)高確定第二層漿砌片石標(biāo)高，打好標(biāo)高控制樁并放線。然后在底層漿砌片石表面攤鋪3cm厚的M7.5水泥砂漿，通過(guò)人工排列片石保證砌筑面平整、片石下部坐漿飽滿。在砌筑過(guò)程中，應(yīng)使第二層片石砌縫與第一層砌縫錯(cuò)開(kāi)，并且相鄰片石側(cè)邊砌縫應(yīng)注滿水泥砂漿。在二層漿砌片石砌筑完成后，應(yīng)用水泥砂漿對(duì)片石河床表面砌縫進(jìn)行灌縫密實(shí)，加強(qiáng)漿砌片石河床整體性，提高換填河床的施工質(zhì)量。

當(dāng)南岸半幅河道換填施工完成且養(yǎng)護(hù)期滿后，應(yīng)及時(shí)清理?yè)Q填河床面的廢碴，確保河道開(kāi)放后水流通暢。當(dāng)南岸半幅河道開(kāi)放后，北岸半幅河道按相同工藝流程進(jìn)行施工。

河床整治施工結(jié)束后，應(yīng)用漿砌片石施工技術(shù)修復(fù)原河道護(hù)坡，增強(qiáng)使新舊河岸護(hù)坡的整體性。河床整治及河岸護(hù)坡修復(fù)施工完成后，方可開(kāi)放河道。

2.5 漿砌片石與原有河床銜接施工

整治后的漿砌片石河床與原有河床銜接部位相比較為薄弱，在水流作用下易產(chǎn)生沖刷破壞，因此新?lián)Q填漿砌片石河床與原河床銜接部位的加固至關(guān)重要。

在漿砌片石河床上游設(shè)計(jì)一種如圖3 所示的楔形超長(zhǎng)延伸漿砌片石銜接段，防止河水沖刷破壞已換填的片石河床。楔形漿砌片石延伸段深入第一層漿砌片石河床底部以下0.3m，河水沖刷坡面與水平面成30°夾角，沖刷坡面用M7.5 水泥砂漿抹平。楔形坡面能夠有效緩沖流水沖刷對(duì)換填漿砌片石河床的破壞，延長(zhǎng)漿砌片石換填河床的使用壽命。

圖3 上游漿砌片石與原河床的銜接施工

在漿砌片石河床下游，設(shè)計(jì)一種如圖4 所示的“Z”形漿砌片石銜接段，在漿砌片石河床銜接處用薄片石砌筑0.5m寬、0.15cm 厚的跌水石，減弱水流對(duì)原有河床的沖刷作用。以漿砌片石河床下游斷面為基準(zhǔn)，挖除下游3m 范圍內(nèi)0.25m 深度的泥沙，攤鋪0.25m 厚的卵石層，加固原有河床表面，緩沖流水沖刷對(duì)原河床的破壞。

在漿砌片石河床與原有河床銜接處理中，針對(duì)水流對(duì)銜接部位沖刷破壞，實(shí)施相應(yīng)的預(yù)防措施，可有效防止河道整治后的次生破壞，延長(zhǎng)漿砌片石河床壽命，提升河道整治效果。

3 河道整治工程漿砌片石施工技術(shù)關(guān)鍵措施

在河道整治工程中，為了提高河床整治效果及施工質(zhì)量、降低施工成本，通過(guò)分析施工過(guò)程中的技術(shù)關(guān)鍵措施，對(duì)河道整治工程中漿砌片石施工經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行如下總結(jié)。

①河道整治施工應(yīng)在干燥少雨的秋冬季節(jié)進(jìn)行，此時(shí)河道處于枯水期，水流量較小，有利于對(duì)河道進(jìn)行分幅引流、筑島圍堰施工。

②換填片石材料的尺寸應(yīng)進(jìn)行合理控制，以便工人搬動(dòng)和調(diào)整。片石厚度約20～30cm、長(zhǎng)約20～30cm 為宜，必要時(shí)需配置破除機(jī)，獲得一些小塊片石，用于填塞封堵孔洞。

③漿砌片石河床應(yīng)分層砌筑，水泥砂漿坐漿砌筑能夠增強(qiáng)相鄰片石的粘結(jié)力，有利于增強(qiáng)換填河床的整體性，提高漿砌片石河床的耐久性。

④在漿砌片石砌筑過(guò)程中，建議以50m 長(zhǎng)的半幅河道為單位，從上游至下游依次分塊施工。二層片石砌筑施工應(yīng)錯(cuò)開(kāi)首層漿砌片石最低養(yǎng)護(hù)期，此時(shí)可在不同工作面同時(shí)進(jìn)行漿砌片石施工，提高施工效率。

⑤漿砌片石河床與原河床銜接部位相比較為薄弱，在汛期洪水的沖刷下可能破壞片石河床底部，所以需設(shè)置延伸至換填片石河床底部以下0.3m 的30°迎水斜坡面或河床面卵石緩沖層以減弱河水對(duì)漿砌片石河床的沖刷破壞。

本工程采用漿砌片石施工技術(shù)進(jìn)行河床整治，取得了良好的整治效果，其技術(shù)經(jīng)驗(yàn)可在類(lèi)似工程中加以應(yīng)用和推廣。

4 漿砌片石換填河道的生態(tài)優(yōu)勢(shì)分析

隨著“綠水青山就是金山銀山”理念不斷貫徹落實(shí)，河道治理工程案例十分常見(jiàn)，應(yīng)用漿砌片石施工技術(shù)整治河道與混凝土硬化河道的方法相比更具生態(tài)優(yōu)勢(shì)。

采用混凝土對(duì)淤積河道硬化換填后，嚴(yán)重影響河道地下水與河岸生態(tài)水系統(tǒng)交流，甚至導(dǎo)致河岸水生植物結(jié)構(gòu)單一，水、陸植被的連續(xù)性也可能遭到破壞，進(jìn)而影響河道及河岸生態(tài)系統(tǒng)的生物多樣性?；炷劣不忧赡茉斐珊忧?chē)锒鄻有越档?、河渠水體發(fā)臭且自我凈化能力降低，因此混凝土硬化河道的整治方法已被淘汰。

而漿砌片石換填河床主材取自天然采石場(chǎng)，天然石材與原有河道自然環(huán)境具有較好的相容性。漿砌片石河床所用石材具有良好的透水性，使水生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)之間交流順暢，對(duì)河道水生態(tài)系統(tǒng)的健康影響較小，符合河道生態(tài)修復(fù)的理念。因此，漿砌片石施工技術(shù)在河道整治工程中的應(yīng)用具有更大的生態(tài)優(yōu)勢(shì)，在河道整治工程實(shí)踐中更具指導(dǎo)性。

5 結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)的清淤疏浚河道整治方法相比，漿砌片石換填河床的方法更具優(yōu)勢(shì)。首先，漿砌片石材料就近取材，可節(jié)省施工成本；其次，僅清淤疏浚整治方法治標(biāo)不治本，可能在短期再次淤積堵塞，反復(fù)整治需耗費(fèi)更多成本，而漿砌片石河道整治后具有長(zhǎng)期防汛排洪能力；最后，漿砌片石換填河道在生態(tài)修復(fù)方面更具優(yōu)勢(shì)，是現(xiàn)今河道整治工程的首選方法。

總之，漿砌片石施工技術(shù)在河道整治工程中的應(yīng)用具有節(jié)約成本、修復(fù)河道環(huán)境效果良好等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)實(shí)際工程案例分析漿砌片石施工全過(guò)程，總結(jié)了河道整治工程中漿砌片石施工技術(shù)措施，為類(lèi)似河道整治工程提供技術(shù)參考。