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        堤壩裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)研究

        2022-07-25 02:24:54卿雪林
        四川建材 2022年7期
        關(guān)鍵詞:堤壩護(hù)坡限位

        呂 剛,卿雪林,陽 一

        (四川港航建設(shè)工程有限公司,四川 成都 610041)

        0 前 言

        隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展,堤防工程建設(shè)過程中逐步加強(qiáng)了對(duì)生態(tài)環(huán)境的的保護(hù)意識(shí),裝配式護(hù)坡是一種響應(yīng)生態(tài)堤防建設(shè)需要而提出的新型護(hù)坡結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)的堤壩護(hù)坡施工工藝存在耗材較多(設(shè)備、人工),施工周期較長(zhǎng),難以實(shí)現(xiàn)邊開挖邊防護(hù)、環(huán)境污染等問題。

        為增強(qiáng)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的整體性,降低波浪和壅水對(duì)護(hù)坡體的影響,改善堤壩內(nèi)部的滲流環(huán)境,一些學(xué)者和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)堤壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有針對(duì)性的研究。張穎鈞[1]、曹以燦等[2]、曹尤格等[3]針對(duì)邊坡沖刷、表層溜坍問題,對(duì)裝配式錨桿框架護(hù)坡進(jìn)行研究。黨福江等[4]提出的巢形裝配式生態(tài)護(hù)坡構(gòu)件,由主副巢兩部分構(gòu)成,主巢可控制坡面水土流失,具有護(hù)坡功能。凌繼華[5]、關(guān)志娟[6]和鄧海忠等[7]對(duì)護(hù)坡排水問題進(jìn)行研究,提出不同的新型預(yù)制裝配式生態(tài)環(huán)保護(hù)坡排水系統(tǒng)施工技術(shù)。徐化新[8]、張富[9]、周曉靖[10]、秦宇等[11]基于護(hù)坡技術(shù)存在的不足,提出了預(yù)制裝配式生態(tài)護(hù)坡技術(shù),并對(duì)預(yù)制裝配式護(hù)坡技術(shù)的技術(shù)原理、工藝流程和操作要點(diǎn)進(jìn)行了詳細(xì)介紹。莊紫龍[12]提出利用裝配式預(yù)制框式擋墻進(jìn)行生態(tài)護(hù)坡施工工藝。

        分析表明,現(xiàn)有研究成果在適宜的工況下取得了較好的工程建設(shè)效果,但研究主要針對(duì)堤壩護(hù)坡結(jié)構(gòu),從工程施工全過程角度改善堤壩護(hù)坡施工質(zhì)量的研究成果較少。同時(shí),現(xiàn)有工程措施和技術(shù)成果中,尚存在施工效率較低、生態(tài)平衡的調(diào)節(jié)難度大、實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處等問題亟需解決。鑒于此,為彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足,文章以工程為對(duì)象、以工藝為核心,對(duì)堤壩裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)及施工技術(shù)進(jìn)行了研究。

        1 工程技術(shù)問題及施工難點(diǎn)

        1.1 護(hù)坡結(jié)構(gòu)整體性弱

        當(dāng)預(yù)制裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)在不同土質(zhì)狀況環(huán)境中施工時(shí),其墊層密實(shí)度會(huì)存在一定的差異,而預(yù)制裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)的整體性稍差,因此,會(huì)出現(xiàn)不統(tǒng)一的沉降。當(dāng)沉降規(guī)律不一致時(shí),會(huì)產(chǎn)生大小不同的應(yīng)力,超過極限值時(shí),便會(huì)嚴(yán)重破壞護(hù)坡結(jié)構(gòu),使其失去穩(wěn)定性。

        1.2 波浪和壅水對(duì)護(hù)坡體的影響大

        在斜向波浪作用下,在堤壩結(jié)構(gòu)銜接段會(huì)產(chǎn)生波能集中、壅水和漩渦等復(fù)雜的水動(dòng)力情況,對(duì)該區(qū)域護(hù)坡體穩(wěn)定性產(chǎn)生極不利的影響。

        1.3 堤壩內(nèi)部的滲流環(huán)境

        堤壩的臨水側(cè)和背水側(cè)存在水頭差,導(dǎo)致堤壩產(chǎn)生滲流,滲流分正常滲流和有害滲流,有害滲流產(chǎn)生滲透破壞,由滲透破壞造成的險(xiǎn)情約占堤壩險(xiǎn)情總數(shù)的60%以上,是堤壩工程中最普遍且難以徹底解決的隱患。對(duì)于堤壩的滲流控制,應(yīng)遵循“前堵、中截、后排”的原則。

        2 施工工藝原理及特點(diǎn)

        1)通過連接條隼和連接槽板將頂部護(hù)坡板與堤壩填筑體連接牢固,在相接的底部護(hù)坡板和中間護(hù)坡板之間設(shè)置了接縫臺(tái)階和接縫粘結(jié)層,在中間護(hù)坡板與堤壩填筑體之間設(shè)置了橫向連接筋,在中間護(hù)坡板與堤壩填筑體、底部護(hù)坡板與堤壩填筑體之間設(shè)置了加筋層和填充層,該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可有效提升堤壩護(hù)坡結(jié)構(gòu)的整體性。

        2)在堤壩填筑體內(nèi)部設(shè)置了豎向集水管,并使豎向集水管與壩底土層上表面的底部集水層連通,可將堤壩填筑體內(nèi)部的滲透水快速排除;在堤壩填筑體外側(cè)的壩底土層上表面設(shè)置了隔水層,可起到延長(zhǎng)滲透路徑的作用。

        3)在頂部護(hù)坡板的外側(cè)設(shè)置了防浪體,并使防浪體可隨波浪上下移動(dòng),從而起到降低波浪和壅水對(duì)堤壩的影響作用。

        4)在頂部護(hù)坡板的外側(cè)設(shè)置了作物種植槽,并在作物種植槽下部設(shè)置了蓄水槽,可滿足作物吸水需求;同時(shí)在作物種植槽內(nèi)設(shè)置了排氣條帶,可滿足作物根系氧氣交換的要求。

        3 施工工藝流程與操作要點(diǎn)

        3.1 施工工藝流程

        堤壩裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)施工工藝流程如圖1所示。

        圖1 堤壩裝配式護(hù)坡結(jié)構(gòu)施工工藝流程圖

        3.2 操作要點(diǎn)

        1)構(gòu)件制備:采用鋼筋混凝土材料制備頂部護(hù)坡板、中間護(hù)坡板和底部護(hù)坡板,并在頂部護(hù)坡板的上表面和下表面分別設(shè)置作物種植槽和連接條隼,在中間護(hù)坡板和底部護(hù)坡板的下表面設(shè)置板底連接筋和定位桿;根據(jù)錨固要求制作錨墊板,并使錨墊板與套筒連接桿或連接吊鉤連接牢固;根據(jù)連接條隼的尺寸情況,制備連接槽板。生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)如圖2所示。

        圖2 堤壩生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)橫斷面示意圖

        2)隔水層和底部集水層鋪設(shè):在底部護(hù)坡板位置支設(shè)模板,澆筑形成限位體;在壩底土層的上表面分別鋪設(shè)隔水層和底部集水層,其中隔水層鋪設(shè)于限位體的外側(cè),底部集水層鋪設(shè)于限位體與豎向集水管之間。

        3)堤壩填筑體施工:根據(jù)堤壩填筑體的尺寸要求,自下向上分層填筑堤壩填料形成堤壩填筑體。

        4)豎向集水管設(shè)置:先在堤壩填筑體內(nèi)部豎向引孔,再將與反濾層連接好的豎向集水管插至底部集水層下部,然后在豎向集水管內(nèi)插入抽水管。

        5)橫向連接筋設(shè)置:在堤壩填筑體的外側(cè)進(jìn)行橫向引孔,并將橫向連接筋插入孔內(nèi),在橫向連接筋的內(nèi)側(cè)端部注漿形成擴(kuò)大端頭。

        6)填充層設(shè)置:在堤壩填筑體的外側(cè)面鋪設(shè)加筋層、在底部護(hù)坡板的下部安裝錨固筋,根據(jù)填充層厚度要求調(diào)整定位桿上調(diào)位板的位置;先將底部護(hù)坡板插入限位體的間隙內(nèi),再自下向上安裝中間護(hù)坡板,并在相接的中間護(hù)坡板之間,以及中間護(hù)坡板與底部護(hù)坡板的接縫處設(shè)置接縫臺(tái)階、接縫粘結(jié)層和防水條帶。自最上面一排中間護(hù)坡板與堤壩填筑體的間隙向下灌注填充材料,形成填充層。

        7)頂部護(hù)坡板布設(shè):先在堤壩填筑體外側(cè)安裝連接槽板,再在最上面一排中間護(hù)坡板上部安裝頂部護(hù)坡板(見圖3),并在頂部護(hù)坡板底面的連接條隼與連接槽板之間設(shè)置柔性防水層。待擴(kuò)大端頭形成強(qiáng)度后,在橫向連接筋外側(cè)設(shè)置錨墊板,校核錨墊板外側(cè)的連接吊鉤和套筒連接桿的位置滿足要求后,對(duì)橫向連接筋施加張拉力。先在套筒連接桿的外側(cè)端部設(shè)置限位套筒,再在限位連接桿的底部設(shè)置桿底連接環(huán)。

        圖3 頂部護(hù)坡板與防浪體連接結(jié)構(gòu)示意圖

        8)防浪體設(shè)置:在限位連接桿的頂部先安裝限位環(huán)一,將防浪體與連接端板連接端設(shè)置連接橫板,并使連接橫板與連接端板通過緊固螺栓牢固;在防浪體與限位連接桿連接處設(shè)置套環(huán),并將套環(huán)置于限位環(huán)一上部,最后安裝限位環(huán)二。

        9)種植土壤鋪設(shè):先在作物種植槽的連接臺(tái)階上設(shè)置種植槽底板;再將吸水管的底端插入蓄水槽內(nèi);然后在種植槽底板上鋪設(shè)排氣條帶、反濾透氣層,使排氣條帶伸至種植槽豎板外側(cè);最后在反濾透氣層上部鋪設(shè)種植土壤。

        4 結(jié) 語

        1)基于當(dāng)前工程的實(shí)際需要,本文提出了一種結(jié)構(gòu)整體性強(qiáng)、防滲性能好、施工方便,并可有效防控波浪影響的堤壩生態(tài)護(hù)坡結(jié)構(gòu)及施工方法,并對(duì)該技術(shù)的施工工藝流程和控制要點(diǎn)進(jìn)行分析論述。

        2)結(jié)合工程實(shí)際,本文對(duì)研究技術(shù)的施工工藝流程和關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,闡明了研究技術(shù)的工程適用性和工程應(yīng)用價(jià)值。

        [ID:013466]

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