河道治理景觀植生預(yù)鑄塊河堤施工工藝研究

王俊福 洪炳濤

摘 要：安寧市沙河水環(huán)境綜合整治工程河道景觀植生預(yù)鑄塊采用尺寸625×700×550mm，強(qiáng)度C30混凝土預(yù)鑄塊，左右岸均為4層砌筑安裝。最底層安裝于C20強(qiáng)度的河堤基礎(chǔ)素混凝土上，每層邊線遞增軸偏距24.4cm，最上層頂安裝頂蓋板預(yù)鑄塊。最底層預(yù)鑄塊與基礎(chǔ)混凝土需要M10砂漿填充連接，往上依次將凸凹槽相連接、互卡密合。為確保景觀植生預(yù)鑄塊河堤外觀質(zhì)量及河堤結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性能夠滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)河道治理景觀植生預(yù)鑄塊河堤進(jìn)行施工工藝研究。

關(guān)鍵詞：水環(huán)境;綜合整治;景觀;植生預(yù)鑄塊

一、研究背景

近年來(lái)，水環(huán)境保護(hù)問(wèn)題愈受關(guān)注，但對(duì)于當(dāng)下飛速發(fā)展的社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及不斷提升的居民生活水平，良好的、生態(tài)的水環(huán)境依然得不到滿足，水環(huán)境的保護(hù)作為人類發(fā)展進(jìn)步的保障，也是提高生活品質(zhì)與城市品位的重要途徑。傳統(tǒng)的河道護(hù)坡形式通常采用漿砌石護(hù)坡、干砌石護(hù)坡、粉煤灰泥土護(hù)坡及現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡等，這些形式的護(hù)坡在防洪、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定及水土保持方面具有一定的作用，但是這些護(hù)坡工程的造價(jià)均相對(duì)較高，施工難度較大、有些護(hù)坡形式還需要水下施工，且維護(hù)工作難度較大。更加重要的是它們?cè)诓煌潭壬希瑢?duì)景觀、環(huán)境和生態(tài)均產(chǎn)生了不良的影響，造成了水體與陸地環(huán)境的惡化，破壞了原有平衡，甚至嚴(yán)重威脅著人們賴以生產(chǎn)、生活的生態(tài)環(huán)境。

河道治理景觀植生預(yù)鑄塊河堤作為巖土工程與環(huán)境工程相結(jié)合的產(chǎn)物，它兼顧了防護(hù)與環(huán)境兩方面的功效，是一種很有效的護(hù)坡、固坡手段。植生預(yù)鑄塊不僅僅用于生態(tài)河道的河堤建設(shè)，還可應(yīng)用于道路邊坡保護(hù)工程、崩塌和失穩(wěn)等邊坡治理防護(hù)工程。而植生預(yù)鑄塊又因施工速度快、景觀美化、結(jié)構(gòu)牢固、節(jié)省工程投資等特點(diǎn)將會(huì)被廣泛運(yùn)用，本工程為河道治理，雖然已經(jīng)經(jīng)過(guò)了部分裁彎取直優(yōu)化，但由于河道緊鄰城鎮(zhèn)村莊，受地形影響彎道較多，而彎道的預(yù)鑄塊安裝也給河道施工帶來(lái)了諸多困難，采用常規(guī)的安裝方法，外觀質(zhì)量及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性都無(wú)法保證，為避免生態(tài)河道植生預(yù)鑄塊安裝質(zhì)量帶來(lái)的負(fù)面影響，本工程針對(duì)弧線段（轉(zhuǎn)彎段）的植生預(yù)鑄塊砌筑安裝施工工藝精心研究，以降低工程施工成本，保證施工質(zhì)量和進(jìn)度，為企業(yè)和項(xiàng)目創(chuàng)造更多的利潤(rùn)。

二、工程概況

安寧市沙河水環(huán)境綜合整治工程（樁號(hào)K0+000～K2+234段）范圍內(nèi)施工內(nèi)容為河堤拆改擴(kuò)建、生態(tài)護(hù)坡加高，農(nóng)用橋、人行橋改擴(kuò)建。

本工程K0+689.00～K1+303.58 段對(duì)兩岸河堤進(jìn)行改建，新建河道段為景觀植生預(yù)鑄塊河堤。景觀植生預(yù)鑄塊采用尺寸625×700×550mm，強(qiáng)度C30混凝土預(yù)鑄塊，左右岸均為4層砌筑安裝。最底層安裝于C20強(qiáng)度的河堤基礎(chǔ)素混凝土上，每層邊線遞增軸偏距24.4cm，最上層頂安裝頂蓋板預(yù)鑄塊。最底層預(yù)鑄塊與基礎(chǔ)混凝土需要M10砂漿填充連接，往上依次將凸凹槽相連接、互卡密合。

按照預(yù)鑄塊砌筑安裝的常規(guī)方式，通常是從某一點(diǎn)開始單向的將第一層砌筑安裝就位，再依次一層一層往上安裝。這種方式在直線段的施工應(yīng)用上的確能夠最大程度的保證施工質(zhì)量，但對(duì)于工期要求較緊的項(xiàng)目卻不能保證施工進(jìn)度的最優(yōu)化;而在弧線段（轉(zhuǎn)彎段）的施工應(yīng)用上，該方法不僅無(wú)法保證施工質(zhì)量，也無(wú)法保證施工進(jìn)度及成本，由于植生預(yù)鑄塊每層軸距遞增24.4cm，在直線段時(shí)各層的周長(zhǎng)都是一致的，但弧線段的植生預(yù)鑄塊各層的軸距不一，使得圓弧半徑不一，周長(zhǎng)自然不一。設(shè)某段弧線段河道的圓弧半徑為20m，預(yù)鑄塊長(zhǎng)度62.5cm，4層安裝，則每安裝一層單塊植生預(yù)鑄塊的位置偏差≈0.75cm（各層單塊平均偏差值），到第四層的單塊位置偏差相較第一層就達(dá)到了2.21cm，圓弧半徑越小則單塊預(yù)鑄塊的偏差越大。若河道弧度較小，弧長(zhǎng)較短的話稍微調(diào)整處理即可，但若弧長(zhǎng)稍大，則累加的偏差便會(huì)使得安裝位置越來(lái)越不準(zhǔn)確、直至無(wú)法匹配凹凸槽，使安裝工作無(wú)法進(jìn)行，面臨大面積的調(diào)整返工，此方法施工使質(zhì)量、進(jìn)度及成本都難以保證。

而本項(xiàng)目涉及彎道較多，且弧長(zhǎng)均比較長(zhǎng)，經(jīng)試驗(yàn)無(wú)法通過(guò)調(diào)整單塊間隙的處理方法進(jìn)行弧線段的預(yù)鑄塊砌筑安裝。為確保景觀植生預(yù)鑄塊河堤外觀及結(jié)構(gòu)質(zhì)量能夠滿足設(shè)計(jì)及相關(guān)規(guī)范要求，查閱相關(guān)工程資料，獲取類似工程相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，提出對(duì)景觀植生預(yù)鑄塊河堤施工工藝的研究，主要考慮更改安裝順序及加設(shè)現(xiàn)澆過(guò)渡帶的方式。

三、施工工藝

1、主要施工流程

材料準(zhǔn)備→土工布搭接墊底→第一層預(yù)鑄塊安裝→砂漿封底連接混凝土河堤基礎(chǔ)→第一層預(yù)鑄塊填鵝卵石→土工布貼緊預(yù)鑄塊背面→堤背土方分層回填→第二層預(yù)鑄塊安裝→第二層預(yù)鑄塊填鵝卵石→土工布貼緊預(yù)鑄塊背面→堤背土方分層回填→步驟循環(huán)依次往上安裝、回填（其中1至3層預(yù)鑄塊填鵝卵石，第4層預(yù)鑄塊填種植土）→頂層預(yù)鑄塊安裝壓頂蓋板。

2、材料準(zhǔn)備

植生預(yù)鑄塊由預(yù)制混凝土廠家廠內(nèi)預(yù)制后運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)。施工單位選定預(yù)制混凝土廠家后，按照設(shè)計(jì)要求的尺寸進(jìn)行模具定制生產(chǎn)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求的強(qiáng)度C30混凝土進(jìn)行預(yù)鑄塊的預(yù)制生產(chǎn)， C30混凝土組成原材料（水泥、細(xì)骨料、粗骨料）分別到預(yù)制廠取樣檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果均滿足規(guī)范要求，每批次預(yù)鑄塊均做28天齡期抗壓強(qiáng)度試塊。生產(chǎn)完成的預(yù)鑄塊放置于廠家養(yǎng)護(hù)，進(jìn)場(chǎng)前由施工單位對(duì)預(yù)鑄塊的外觀質(zhì)量及規(guī)格尺寸進(jìn)行自檢，且經(jīng)過(guò)回彈儀自檢達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度80%后方能進(jìn)場(chǎng)，由監(jiān)理工程師現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行外觀質(zhì)量、尺寸、強(qiáng)度的檢查驗(yàn)收，驗(yàn)收通過(guò)后方可進(jìn)行安裝砌筑。

3、安裝順序及現(xiàn)澆過(guò)渡帶

對(duì)于河道景觀植生預(yù)鑄塊河堤的安裝順序，無(wú)論是直線段還是弧線段，均采用中間為起點(diǎn)向上下游兩端同時(shí)安裝的順序進(jìn)行。這種安裝順序不僅保證了工期進(jìn)度，還能最大程度上減少在弧線段預(yù)鑄塊安裝的偏差問(wèn)題，以同樣的弧度及弧長(zhǎng)的轉(zhuǎn)彎部位相比較，該安裝順序的累計(jì)偏差為單向安裝的一半，此時(shí)通過(guò)調(diào)整單塊間間隙的方式亦能解決大部分弧長(zhǎng)較短轉(zhuǎn)彎段的預(yù)鑄塊安裝問(wèn)題。

而當(dāng)弧長(zhǎng)較長(zhǎng)，即使通過(guò)調(diào)整安裝順序?qū)⒗塾?jì)偏差減半、再通過(guò)調(diào)整單塊間間隙也無(wú)法保證預(yù)鑄塊間凹凸卡槽契合、影響外觀及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定時(shí)，則需要在累計(jì)偏差已無(wú)法調(diào)整的位置現(xiàn)澆一個(gè)過(guò)渡帶（過(guò)渡帶尺寸與植生預(yù)鑄塊同高同寬，長(zhǎng)度則不大于預(yù)鑄塊），迎水面采用同樣的花紋模板，以達(dá)到外觀一致的效果。

4、植生預(yù)鑄塊吊裝

預(yù)鑄塊的安裝采用人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行吊裝。土方回填采用手扶自行式振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓夯實(shí)，局部較窄位置和結(jié)合部位采用立式打夯機(jī)進(jìn)行夯實(shí)。

（1）吊具和提升方式選擇

1）由于合成纖維扁平吊裝帶（以下簡(jiǎn)稱扁平吊帶）具有使用方便，起重平穩(wěn)，不傷被吊物體表面，重量輕、柔軟、耐磨、耐腐蝕，安全系數(shù)高，壽命長(zhǎng)，不導(dǎo)電無(wú)觸電危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是鋼絲繩和鏈條等索具的替代品，對(duì)于景觀植生預(yù)鑄塊的吊裝首選扁平吊帶。

2）吊裝機(jī)械選擇8噸汽車吊，由于景觀植生預(yù)鑄塊的吊孔位于其質(zhì)量中心線上，吊孔頂端距預(yù)鑄塊頂面26.5cm，距底面28.5cm，扁平吊帶穿入吊孔后，調(diào)整兩端長(zhǎng)度使其形成對(duì)稱掛汔車吊鉤內(nèi)，呈現(xiàn)為吊藍(lán)式提升。

3）經(jīng)計(jì)算，縫制織帶部件極限工作荷載1t和2t兩種型號(hào)的扁平吊帶，長(zhǎng)度分別為2m和3m的共4種扁平吊帶，極限工作荷載均大于景觀植生預(yù)鑄塊的重量580KG，為確保安全、降低風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，選擇縫制織帶部件極限工作荷載2t、長(zhǎng)度為3m的扁平吊帶作為本工程景觀植生預(yù)鑄塊的吊具。

（2）植生預(yù)鑄塊吊裝

1）卸貨吊裝

①景觀植生預(yù)鑄塊使用運(yùn)輸車輛由預(yù)制廠運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)后，進(jìn)行卸貨吊裝，其吊裝流程為：安置汽車吊→放置扁平吊帶→起吊→就位→釋放扁平吊帶。

②在生預(yù)鑄塊堆放區(qū)，預(yù)先使用挖掘機(jī)或壓路機(jī)對(duì)地面進(jìn)行整平、碾壓，確保堆放區(qū)平整密實(shí)，便于汽車吊順利支設(shè)。

③汽車吊安置完畢后，檢查吊具是否完好無(wú)損、安全可用，然后垂直升臂并水平旋轉(zhuǎn)至貨車車箱內(nèi)，在距預(yù)鑄塊頂0.5～1.0m的上空停住，作業(yè)人員將扁平吊帶穿入預(yù)鑄塊吊孔內(nèi)，調(diào)整吊帶端部長(zhǎng)度使其左右對(duì)稱，再將吊帶掛入吊釣受力中心位置。吊裝指揮人員發(fā)出起吊信號(hào)后，緩緩垂直升臂至高于貨箱頂2米，之后水平旋轉(zhuǎn)吊臂到堆放區(qū)上空，再緩緩垂直降臂，當(dāng)預(yù)制塊接近堆放位置時(shí)，由操作工人扶正，小心安放于堆放跺上，確保凸凹槽相扣，放置穩(wěn)定不傾覆，然后釋放吊帶。

2）安裝吊裝

①在C20混凝土基座澆筑且養(yǎng)生期滿后進(jìn)行植生預(yù)鑄塊安裝，其安裝流程：安置汽車吊→放置扁平吊帶→起吊→就位→調(diào)整位置→釋放扁平吊帶。

②在植生預(yù)鑄塊安裝區(qū)域內(nèi)床上，選擇一塊平整密實(shí)的地面安置汽車吊。

③汽車吊安置完畢之后，檢查吊具是否完好無(wú)損、安全可用，然后垂直升臂并水平旋轉(zhuǎn)至預(yù)鑄塊堆放垛，在距預(yù)鑄塊頂0.5～1.0m的上空停住，作業(yè)人員將扁平吊帶穿入預(yù)鑄塊吊孔內(nèi)，調(diào)整吊帶端部長(zhǎng)度使其左右對(duì)稱，再將吊帶掛入吊釣受力中心位置。吊裝指揮人員發(fā)出起吊信號(hào)后，緩緩垂直升臂至高于堆放垛頂2米，之后水平旋轉(zhuǎn)吊臂到河堤砌筑區(qū)上空，再緩緩垂直降臂，當(dāng)預(yù)制塊接近砌筑位置時(shí)，由操作工人扶正，小心安放， 調(diào)整排放線位和高度，一一對(duì)齊并固定預(yù)鑄塊后釋放吊帶、鎖緊接合處零件。

④安放植生預(yù)鑄塊，放置時(shí)也須互卡密合、凹凸槽榫連接，塊與塊間不得有太大間隙。

⑤預(yù)鑄塊在常遇洪水位以下，填充材料為鵝卵石（5～15cm），需填滿（≤5cm）;

⑥預(yù)鑄塊在常遇洪水位以上，填充材料為種植土，需填滿（≤3cm）， 種植土配合比為紅土：沙土：腐殖土=7：2：1， 土壤混合復(fù)合肥， 重量為土壤的萬(wàn)分之五，并混播草籽，高羊茅：狗牙根：早熟禾=4：3：3。

四、總結(jié)分析

河道治理景觀植生預(yù)鑄塊河堤施工工藝研究，解決了生態(tài)河堤弧線段景觀植生預(yù)鑄塊安裝施工效率低、外觀質(zhì)量差及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不佳等問(wèn)題，降低了質(zhì)量控制難度大的風(fēng)險(xiǎn)，減少了整體河堤線形調(diào)整甚至返工的投入損失，提高了河道治理景觀植生預(yù)鑄塊河堤的施工效率，降低了施工成本，改變了該類工程傳統(tǒng)施工工藝的調(diào)整難度大、施工效率低、質(zhì)量難以保證的現(xiàn)狀。詮釋了新施工工藝運(yùn)用的經(jīng)濟(jì)、高效和高質(zhì)量等諸多優(yōu)點(diǎn)，為類似生態(tài)河堤、生態(tài)護(hù)坡工程積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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