方 哲
(遼寧省阜新市阜新蒙古族自治縣水利事務服務中心,遼寧 阜新 123100)
招束溝河拉各拉村險段治理工程位于阜蒙縣招束溝鎮(zhèn)東北部拉各拉村,工程位置在招束河段。
招束溝河發(fā)源于阜蒙縣招束溝鎮(zhèn)花臺營子村西大板,流經招束溝鄉(xiāng)境內花臺村、上招村、下招村、拉各拉村四個行政村,在拉各拉村匯入二道河。招束溝河總長21 km,流域面積86.3 km2?,F狀河寬在10 m~35 m,最大安全泄量101 m3/s~896 m3/s,多年平均徑流量為0.0418 億m3/s。流域人口0.601 萬人,耕地面積為4.3 萬畝,流域地處半干旱大陸性溫帶季風氣候區(qū),多年平均降水量475 mm,多集中在7 月~9 月,占全年降水量的70%。年平均日照總時數為2881 h,多年平均氣溫7.2℃,以7 月份平均氣溫最高25.7℃;以1 月最低,平均氣溫-12.8℃。年無霜期150 d左右,結凍時間為11 月上旬~次年4 月上旬。
因河道治理段上下游沒有歷史洪水資料,洪水重現期按保護對象確定洪標準,此河段保護人口為500 人(<20 萬人),保護耕地1000 畝(<30 萬畝)。根據《防洪標準》(GB 50201-94),堤防等級為Ⅴ級,洪水標準為10 a~20 a 一遇,根據本工程實際情況,取洪水標準為10 a 一遇。擬建設河段場區(qū)地基巖土均存在滲透問題,可能由此產生壩基滲透變形,無產生接觸沖刷和流失現象的可能性。巖土滲透系數中細砂為0.6 m/s~4.3 m/s,粗砂為3.3 m/s,礫砂13.2 m/s。
本著滿足防洪標準要求、減少占地賠償、有利于施工及未來與上下游護岸銜接等因素,結合實際情況確定護岸建設規(guī)模及護岸結構形式。本工程采用石籠護岸,石籠護岸工程布置共2 處,石籠護岸長450 m,高度1.0 m~2.0 m,設計坡比1∶1.5。將現有河岸填削成1∶1.5 坡,石籠護岸坡比為1∶1.5,石籠厚為0.4 m。由于岸邊坎高不等,石籠護岸高1.0 m~2.0 m,按照《堤防工程設計規(guī)范》(GB 50286-2013)的要求,結合招束溝河最大流速及工程實際情況,石籠網塊石粒徑不小于20 cm,采用鐵絲石籠護砌,石籠構件部件示意圖及石籠網格機械翻邊和絞邊示意圖見圖1~圖2[1]。下鋪設土工布,兩端各長出1.0 m。坡腳為石籠護腳,護腳基礎深1.5 m,寬0.6 m,石籠網格為棱形,塊石粒徑不小于20 cm。招束溝河拉各拉村險段治理工程護岸工程石籠技術參數設計見表1。
表1 石籠技術參數
鋼絲抗張拉強度在400 N/mm2~600 N/mm2,未經編織的鋼絲延伸率≥12%,經編制加工的鋼絲成品延伸率≥7%。
圖1 石籠構件部件圖
圖2 石籠網格機械翻邊和絞邊示意圖
為確保護坡頂部能與灘面平順銜接,防止招束溝河洪水期形成超過造床流量的水流掏刷護坡,阻止灘面河水入侵破壞坡面,應將石籠護岸向外延長至少1.5 m,并在其上安放深1.0 m、寬0.6 m 的漿砌石塊壓住無紡布。對于石籠水上護岸低于枯水位的部分,應按照1.0 m×1.0 m 尺寸進行溝槽錨固,通過毛石將無紡布壓入溝槽內。
上述處理后河床遇造床流量的沖刷深度最大可達0.50 m??梢姡绱说淖o坡底部錨固結構與深泓線相距較遠,滿足沖刷深度要求。
招束溝河拉各拉村險段治理工程石籠護岸施工工藝流程為基礎開挖→石籠組裝→石籠定位連接→卵石裝填→石籠封蓋→石籠護砌。
2.3.1 基礎開挖
本工程采用石籠網箱基礎挖掘機機械開挖,在基底預留18 cm 厚進行人工開挖整平與夯實,待基礎地基密實度、平整度、地基承載力以及輪廓線尺寸、基礎深度等達設計要求,進行無紡布的人工鋪設?,F場鋪設無紡布時,必須確保地基平整,無雜物,無紡布平順、緊貼地面鋪設,避免松緊過度、張拉受力、薄厚不均、褶皺折疊等現象,對劃破等破損處及時修補。
2.3.2 石籠組裝施工
將石籠鋼絲成捆運輸至施工場地后,將其放置于平整場地按設計圖組裝,避免鋼絲表面PVC 涂層受到損壞。將組裝好的石籠運送至施工作業(yè)面,并按石籠設計位置將其依次就位,排與排之間的石籠布置時錯開1/2 籠體安裝,安裝完畢后填充石料,并注意避免對中間格網造成擠壓,固定好石籠外側,防止籠體變形。填充卵石料時,主要采用平均粒徑20 cm~25 cm 的鵝卵石填料人工填充,分層填放。一次投料填充高度應在30 cm以內,人工振搗密實后再進行其余部分投料填充。石籠籠體填料過程中,應控制好籠體高度與平整度,確保符合設計要求后,加蓋網蓋,并按設計要求進行網蓋的綁扎。
2.3.3 石籠護岸施工
石籠護岸先進行基礎開挖及削坡,開挖面要平整,按設計尺寸?;A開挖完成后進行石籠砌筑,網格鋼絲直徑2.7 mm,邊緣鋼絲直接3.7 mm,最小鍍鋅量245 g/m2,邊緣鋼絲265 g/m2,網眼10 cm×12 cm,抗拉強度≥40 kN/mm。裝塊石尺時要按砌石砌筑方法進行砌筑裝石,石籠面要平整美觀,石塊分層砌筑,上下層砌石應錯縫砌筑,最后進行縫籠,縫籠要縫緊,每隔20 m,留一條伸縮縫。按堤高、石籠受力方向、防洪度汛要求,按照盡可能減少接縫數量的原則進行石籠鋪設,并保證石籠鋪設和填筑施工同步。石籠護坡底邊線、定邊線必須保證平順整齊,按照干砌面進行擋墻迎水面的控制,并保證擋墻迎水面平整順直。單層石籠施工結束后,進行回填與夯實處理,保證石籠穩(wěn)定性和夯實施工達到設計要求后方可進行下一道工序施工。石籠擋墻和石籠護岸施工結束后鋪設堤腳巨型卵石,從石籠護坡面一直鋪設至石籠擋墻頂部,卵石粒徑≥40 cm。
對于石籠護岸施工過程中受損的石籠,必須及時修理,首先徹底清除保護層破壞處的料物,填入合格料物,打磨平整表面。對于僅通過修補難以恢復的破損,應在破損處外部鋪設一層合格的石籠材料,鋪設材料各邊長度大于破損部位1 m,并采用與破損石籠相同的鐵絲材料進行拼接處理[2]。
2.3.4 石籠護岸施工質量控制
為進行拼接縫強度質量測試,在每1000 m2中取樣進行拉伸強度試驗,試驗強度為母材的86.5%,應符合設計規(guī)范要求。本工程石籠填筑前必須進行測量放樣及成果檢查,基礎面開挖清理及質量檢查,確保石籠輪廓線、平整性、密實度等符合設計規(guī)范,其表面平整度允許誤差為±25 mm,填筑厚度應不超過設計厚度的±10%。坡面平整度采用坡尺配合拉線每隔20 m進行一次檢查,允許偏差±4.5 cm,坡頂高程采用水準儀檢測,允許偏差正副4.0 cm,石籠網片綁扎點間距≤20 cm。
根據石籠護腳基礎巖土物理力學性質和滲透系數分析,基礎巖土承載力要能夠滿足石籠護岸建設要求,但在施工中,基礎局部發(fā)現的淤泥必須清除,用粘土料回填夯實,確保護腳穩(wěn)定;護腳清基時,發(fā)現軟土或碎石、礫砂、圓礫應清除,以免護腳基礎嚴重滲漏形成流土或管涌,危及護岸安全;護腳基礎涉及淤積土、種植土、有樹木根系地段,應徹底清除。
招束溝河拉各拉村險段治理工程于2016 年4 月完工至今,運行效果良好,采用石籠護岸,與現有河道結合的整體性強,對河道變形具有良好的適應性,強度高、透水性強、施工簡便,能適應上下游水流條件,并有效抵抗水流流速沖擊,充分發(fā)揮固灘促淤的作用,運行方便,經濟性好,施工質量易于控制,應在河道護岸治理工程中推廣應用。