尤 捷

(江蘇中泰建發(fā)集團(tuán)有限公司，江蘇 泰州 225300)

近年來，在我國河道護(hù)岸工程的實踐中，對預(yù)制混凝土鉸鏈排鋪設(shè)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了創(chuàng)新性優(yōu)化，新型預(yù)制混凝土鉸鏈鋪設(shè)技術(shù)具有護(hù)岸完整性好、抗沖刷能力強、適應(yīng)河床變形能力強、通航性能好等優(yōu)點;同時施工方便，具有顯著的社會經(jīng)濟(jì)效益。周山河航道位于泰州市主城區(qū)西南，由于年久失修，近年來為緩解因長江口門通行能力不足引起的船舶通行壓力，減少長江口門待閘船舶因滯留而帶來的安全隱患，帶動沿途江河一帶的經(jīng)濟(jì)等，決定采用新型預(yù)制混凝土鉸鏈鋪設(shè)技術(shù)對其上游引航道防堵保暢專項整治行動。

1 工程概況

周山河航道位于泰州市主城區(qū)西南，其貫通引江河和南官河，等級規(guī)劃為V級。由于該河段淺灘多且長度大，給航運帶來了一定影響，所以必須進(jìn)行治理。經(jīng)多次分析研究最終采取疏浚與混凝土鉸鏈排防護(hù)相結(jié)合的治理方案?；炷零q鏈排鋪設(shè)是一種新型的護(hù)岸結(jié)構(gòu)，具有良好的抗老化性能，能更好地適應(yīng)河床變形。尤其上游航道段(0SK+351～2SK+159),施工長度約1.8 km,為防止護(hù)岸墻前土方被沖刷，設(shè)計最終確定為混凝土墻前鋪設(shè)混凝土鉸鏈排。

混凝土鉸鏈排作為一種新型的柔性光滑護(hù)岸形式，其基本原理是將預(yù)制混凝土件與土工織物中的鉸鏈連接起來，即可提高整體襯砌結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性外，也可提高整個護(hù)岸結(jié)構(gòu)的抗沖刷能力，適應(yīng)河床變形，從而保證內(nèi)河通航要求與安全。其顯著的特點是材料易取、工藝技術(shù)較成熟、施工速度快、維護(hù)方便、經(jīng)濟(jì)高效[1]。

2 混凝土鉸鏈排鋪設(shè)

周山河船閘上游航道整治工程，來往船舶較多，護(hù)岸墻體前段受沖刷較為嚴(yán)重，設(shè)計要求在護(hù)岸前沿鋪設(shè)混凝土鉸鏈塊。水下鋪設(shè)混凝土鉸鏈排，一般采用鉸鏈船鋪設(shè)的施工工藝，該工藝普遍適用于長江和臨海等比較寬闊的水域[2]。周山河船閘上游引航道，位于周山河和南官河交接地段，兩端有橋梁和船閘，受橋梁限高(4.5 m)和船閘現(xiàn)寬(18 m)影響，鉸鏈船無法進(jìn)場施工。綜合現(xiàn)場實際情況，將船舶安裝鉸鏈排改為陸上履帶吊安裝，其平鋪鏈接結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。

圖1 混凝土鉸鏈排平鋪鏈接結(jié)構(gòu)示意

2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)置

2.1.1排墊設(shè)置

排墊設(shè)置在混凝土鉸鏈上板的底面，可以很好地起到耐抗沖擊性和反濾性[3]。采用帶有聚丙烯的編織布加筋混合而成的土工布，其要求密度為200 g/m2，加強筋條厚度為5 cm[4-8]。為了保持吻合連接，在縱向的頭部和末端連接形成環(huán)形，如此有利于各排間的銜接，加強筋條與排布之間采用縫制每2根為1組的長為20 cm,寬為1.5 cm的系結(jié)條，用以對混凝土塊進(jìn)行連接在一起，其單塊鉸鏈構(gòu)造示意如圖2所示。

圖2 混凝土單塊鉸鏈構(gòu)造示意

2.1.2鉸鏈混凝土板設(shè)置

鉸鏈作用下混凝土預(yù)制板有一定的抗沖刷和抗壓作用，鉸鏈混凝土板設(shè)置規(guī)格應(yīng)充分考慮設(shè)計洪水的近岸流速及其分布、徑流的地形情況、河床質(zhì)組成條件以及板型的構(gòu)造要求等，還應(yīng)以鉸鏈塊經(jīng)受河水流速下的抗沖穩(wěn)定性能和脈動壓力作用下抗傾強度而定，其應(yīng)滿足混凝土板的壓載規(guī)范[9-12]。初步選定混凝土板尺寸長為50 cm、寬為50 cm、高為10 cm，每塊混凝土板重60 kg。其結(jié)構(gòu)視示意如圖3所示。

圖3 單塊鉸鏈視示意(單位：cm)

3 混凝土鉸鏈排鋪設(shè)技術(shù)

3.1 主要施工工藝

履帶吊安裝水下混凝土鉸鏈排，如何確保鉸鏈排安裝位置和鉸鏈排的整體性，是施工的重點和難點。為此，在與監(jiān)理、設(shè)計和業(yè)主溝通的基礎(chǔ)上，對原有施工方案進(jìn)行了優(yōu)化。其具體步驟：① 邊坡清理、整形及壓實至設(shè)計要求的坡度，再鋪設(shè)土工布；② 混凝土接縫塊運搬運至施工現(xiàn)場之后，需進(jìn)行機械輔助吊裝施工作業(yè)以及現(xiàn)場施工對小塊預(yù)件進(jìn)行拼裝施工，要注意其底部應(yīng)與土工布結(jié)合鋪設(shè)；③ 人工在土工布上鋪設(shè)混凝土鉸接塊時，混凝土鉸接塊護(hù)坡結(jié)構(gòu)先從坡腳位置定位，可在坡腳水平鋪設(shè)2 m，然后從坡腳水平鋪設(shè)至坡面和渠道層頂部。相鄰的混凝土鉸接塊采用鍍鋅鋼鉸鏈穿過塊體鋪設(shè)，完工后上端和下端用鎖固定連接，形成混凝土鉸接坡；④ 在渠道頂部，在水平方向30°形成混凝土鉸接塊，固定并覆蓋地面壓實；⑤ 鋪設(shè)過程遵循統(tǒng)一聽指揮命令作業(yè)要求，避免出現(xiàn)應(yīng)力的局部和不均勻沉降現(xiàn)象[10-13]。

3.1.1鉸鏈排定位

鉸鏈排由預(yù)制場預(yù)制，運輸至現(xiàn)場后，人工進(jìn)行串連，加工成長5 m(排體長度與圖紙寬度一致)、寬2 m的單塊排體。加工后的排體較軟，如直接起吊鉸鏈排，混凝土起吊過程中受擠壓易損壞，為保護(hù)鉸鏈排排體，施工前需制作安裝支架。支架由槽鋼制作而成，其尺寸比排體尺寸略小，從而確保水下安裝時排體能緊密連接。支架頂部兩端中間位置，放置豎向鋼筋，鋼筋長度確保排體到達(dá)設(shè)計標(biāo)高后，能露出水面[14]。入水過程中，由人工配合起重機進(jìn)行位置調(diào)整，下水前由岸上人工對其定位，每塊位置確定后，在已施工完成護(hù)岸上標(biāo)志支架中點位置，并以此推算下一塊排體位置，從而在縱向控制排體位置(如圖4所示)。支架前沿靠護(hù)岸的一側(cè)，支架預(yù)制時，預(yù)留出一定寬度，預(yù)留寬度與排體到墻的位置一致，從而確保排體橫向位置。

圖4 混凝土鉸鏈排吊裝示意

3.1.2排體整體性

受履帶吊起重能力影響，陸上安裝混凝土鉸鏈排寬度僅能達(dá)到2～2.5 m，無法滿足設(shè)計整體性的要求。因此，施工前需在每塊鉸鏈排排體兩側(cè)安裝鋼扣件，并標(biāo)記鋼扣件位置，單塊排體安裝就位后，在已施工完成的護(hù)岸上，標(biāo)志每塊排體邊線位置，待排體整體安裝完成，由潛水員水下作業(yè)，將扣件連接固定，從而使排體整體性滿足設(shè)計要求[15-17]。

3.2 施工質(zhì)量控制要點

1) 在進(jìn)行混凝土鉸鏈排鋪設(shè)施工設(shè)計前，需要對河道進(jìn)行充分考慮防洪要求，在建筑物布置時，以不減少過內(nèi)河水量容積為首要考慮。

2) 在進(jìn)行混凝土鉸鏈排鋪設(shè)施工時，要對有利地形進(jìn)行充足的勘察利用，采用挖泥船沿勘探線布置疏浚。淺灘疏浚后，如果不進(jìn)行必要的固灘施工和護(hù)岸工作，很難保持航道疏浚成果。

3) 在進(jìn)行混凝土鉸鏈排鋪設(shè)施工時，需要對疏浚作固灘護(hù)岸工程，其目的是起到改善挖槽水流補給的作用，減少內(nèi)河航道內(nèi)的淤泥堆積，提高邊灘和航道槽的穩(wěn)定性，同時促進(jìn)后期的排洪效果。

4) 在進(jìn)行混凝土鉸鏈排鋪設(shè)施工后，利用土工布作為反濾層，采用高強度合成纖維按一定要求將混凝土砌塊連接在一起作壓載體的目標(biāo)，總體形成柔性單塊結(jié)構(gòu)，具有一定的穩(wěn)定性，可適應(yīng)任意地形變化的需要。

4 結(jié)語

周山河船閘上游航道采用新型預(yù)制混凝土鉸鏈鋪設(shè)技術(shù)對其上游引航道防堵保暢專項整治行動后，達(dá)至5級船閘標(biāo)準(zhǔn)，年單向通過能力為1 717萬t。其運用的疏浚結(jié)合混凝土鉸鏈排鋪設(shè)滿足使用要求，鋪設(shè)技術(shù)科學(xué)合理。工程體具有了良好抗老化性能，能更好地適應(yīng)河床變形。經(jīng)歷年監(jiān)測，根據(jù)二維泥沙流數(shù)學(xué)模型計算，河道內(nèi)流速增大，挖槽的泥沙回淤量相對少，混凝土鉸鏈排鋪設(shè)對水流無明顯不利影響，表明了該工程方案達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。