長江 12.5m 深水航道工程新型生態聯鎖塊排十字塊預制及施工工藝

阮學成，徐加峰，郭云飛，張志波，楊東林

（1.中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海 200032；2.中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

長江 12.5m 深水航道工程新型生態聯鎖塊排十字塊預制及施工工藝

阮學成1，徐加峰2，郭云飛2，張志波2，楊東林2

（1.中交第三航務工程勘察設計院有限公司，上海 200032；2.中交一航局第二工程有限公司，山東 青島 266071）

長江南京以下 12.5 m 深水航道建設一期工程 通州沙Ⅱ標段 T11+650—T12+685 段，灘面高程-0.5～1.0 m 之間，在該區域存在 1 塊面積約為 100 萬 m2的灘面區，作為生態排試驗段。生態聯鎖塊排采用土工格柵鋪底，上面鋪設混凝土十字塊的結構形式。采用干硬性混凝土壓制生態排十字聯鎖塊，預制工藝成熟，預制速度快，混凝土塊體質量好，生態排取得良好的護灘與生態保護效果。

深水航道；生態聯鎖塊排；干硬性混凝土；預制

1 工程概況

長江南京以下 12.5m 深水航道一期工程通州沙Ⅱ標段 T11+650—T12+685 段灘面高程約-0.5～1.0m 之間，在該區域存在 1 塊面積約為 100 萬 m2的灘面區，此區段作為長江深水航道生態試驗段。該區段位于長江深水航道整治工程沖刷最嚴重的狼山沙左緣區域，施工環境復雜，施工難度較大，尤其高灘段沖刷嚴重，生態保護要求高。設計采用生態聯鎖塊排對該區域進行生態保護。

生態聯鎖塊排主要采用土工格柵鋪底，上面鋪設混凝土十字塊的結構形式。面臨長江汛期將至，所需十字型聯鎖塊數量 72 000 塊，工期緊，任務量大。

生態聯鎖塊排的結構形式分生態保護區和生態修復區兩種結構形式。

1.1 生態保護區結構形式

生態保護區分為側面防護和灘面防護兩部分。側面防護：蘆葦生長區的邊界與被沖刷灘面間存在明顯的沖刷痕跡，有 0.5~1.0m 的高差，采用自然修坡的方法將其修整為緩于 1∶3 的自然坡，再鋪上聯鎖塊生態排進行防護。灘面防護：為防止灘面沖刷，同時給蘆葦留出生長空間，設計采用大網格的土工格柵護灘，格柵網格 10 cm 見方，采用防老化的聚酯高分子，格柵上采用“十”字型混凝土塊進行壓護。

1.2 生態修復區結構形式

在生態軟體排上種植培育好的蘆葦，生態軟體排排體與普通排體之間搭接不少于 10m，并用網裝塊石壓護。

2 生態十字聯鎖塊預制的工程特點

經過分析調研預制塊的各種生產工藝、方案設計與試制，決定采用干硬性混凝土壓制生態十字聯鎖塊這一水上構件預制新工藝。由此引進混凝土砌塊成型機。該十字聯鎖塊的生產工藝有如下特點。

1）結構形式新

國內的河流灘面生態修復工程技術尚處于起步階段，目前沒有相關經驗可以借鑒，本工程的生態聯鎖塊排作為國內長江內河首次使用，施工意義重大。采用土工格柵加生態十字聯鎖塊進行生態護灘是工程創新。

2）施工工藝復雜

因構件尺寸相對較小，形狀復雜，中間開孔，預制施工工藝相對較復雜，質量保證難度大。

3）工期緊，施工組織難度大

蘆葦最佳生長期在每年的4月下旬至5月下旬，總量 72 000 塊十字塊需在 1 個半月內完成生產與鋪設施工，工期緊，施工組織難度大。

3 機制干硬性混凝土配合比設計

每方混凝土中的砂石用量采用絕對體積法計算，經計算、適配及現場成型試件的外觀質量，確定最佳配合比如表1。

表1 混凝土配合比Table1 Concretem ix proportion

4 十字連鎖塊預制

4.1 預制塊鋼模板制作

模板采用鋼材制作成一體化模具，單塊混凝土 方 量 0.012 696m3， 單 塊 重 量 29.6 kg。 十 字 塊尺寸如圖1所示。

圖1 十字塊尺寸 （單位：mm）Fig.1 Crossblock size （mm）

4.2 生產工藝流程

生產工藝流程如圖2所示。

圖2 生產工藝流程圖Fig.2 Production process flow chart

4.3 工藝過程

生產時，原材料分別由水泥倉、砂石倉按一定比例輸送到儲料倉，經提升斗送至攪拌機，根據需要設定加水比例和攪拌時間進行攪拌。攪拌完成后，自動開關卸料艙門，同時啟動混凝土輸送機，將拌好物料送到混凝土貯料斗，即完成1個攪拌周期，該程序由 PLC 一個子系統完成。

混凝土輸送機將物料送至成型機料倉，在料倉口接料的加料小車根據設定的加料時間作往返直線運動，將物料加速瀉入模框內，同時啟動振動電機，作振動瀉料；到設定時間，加料小車退回，同時壓頭降下將物料壓下 3~5mm，升壓頭，加面料小車送面料，將面料鋪滿模箱；加面料小車退回，壓頭降下，壓至物料的同時振動電機啟動，對模箱內物料作加壓振動；到達預制塊高度時，所有振動停止，壓頭上移5mm，緊接模框上升到上限，將成品從模框中擠出，即完成1個生產周期。該程序用 PLC 另一子系統控制，實現全自動運轉。

整個 PLC 程序設定后既可實現全自動運轉，又可使各個子系統獨自循環。

所壓制砌塊在半成品區單層堆放，壓制完成12 h 后開始灑水養護，24 h 后轉移至成品區，5至 8 層堆放灑水養護至強度達到出運要求 20MPa以上。

4.4 設備配置及參數

① 油 泵 公 稱 排 量 63 m l/r； ② 油 缸 直 徑φ80 mm；③托板尺寸：竹板 QT6-15 型 850mm ×680mm ×（ 20/25 ）mm ； ④ 成 型 周 期 15~25 s；⑤振動形式：臺振，瞬間激振力可達 100 kN；⑥裝機功率：振動電機 7.5 kW×2，油泵電機 15 kW，送板機 1.1 kW，送磚機 1.1 kW，輸送帶 1.5 kW，振動器 0.5 kW。

5 生態十字塊排鋪設

生態十字塊排采用人工鋪設。先進行清表，清除灘面突出物，再鋪設土工格柵，格柵鋪設好之后再鋪砌十字塊。本工程生態修復區土工格柵十字壓載塊排鋪設后基本未對原有蘆葦區域造成破壞，目前蘆葦已經重新生長，經過一個生長期后蘆葦能夠恢復到原有狀態（見圖 3）。

圖3 鋪設完成后效果Fig.3 The finished paveeffect

6 工效分析

6.1 與普通預制工藝對比及工效分析

十字塊由成套混凝土機械生產線一步成型，操作簡單，所需場地小，每施工班組僅需 4 人，8 h工作時間內每班組生產 1 800~2 000 塊。此干硬性混凝土強度上升快，成型后 48 h 內強度到達 16~ 18MPa，同比強度上升效率提高 200%，有效提高生產效率，節省堆放場地。

6.2 預制生產成本分析

在滿足本工程施工進度要求前提下大大節省了人工費用，較之同方量普通工藝聯鎖塊生產所需人工 22 人，節省人工 18 人，無需倒運混凝土工裝設備，混凝土耗損率 0.015%，普通聯鎖塊耗損率達 0.2%，原材料更能有效利用。

6.3 預制質量分析

聯鎖塊一次性沖壓成型，機械化生產，塊體尺寸固定，表觀質量優良，無蜂窩麻面，無氣泡。安裝方便，有利于后期蘆葦種植等環境保護措施實施。

7 推廣應用前景

該工藝與普通配合比現澆聯鎖塊相比大大降低生產成本，安裝便利，在水運工程中對生態區修復作用良好，能有效防止岸堤沖刷，為植被生長提供穩定環境，在后期長江內河整治中值得推廣。

[1]JTS 257—2008，水運工程質量 檢驗標準[S]. JTS 257—2008，Standard forquality inspection of portand waterway engineering construction[S].

[2]JTS202—2011，水運工程混凝土施工規范[S]. JTS 202—2011，Specifications for concrete construction of port and waterway engineering[S].

[3] 中交第一航務工程勘察設計院有限公司，中交第二航務工程勘察設計院有限公司.長江南京以下 12.5m 深水航道一期工程施工圖[R].2012. CCCC First Harbor Consultants Co.，Ltd.，CCCC Second Harbor Consultants Co.，Ltd.Construction drawingof the phaseⅠprojectof 12.5m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

[4] 中交一航局第二工程有限公司.長江南京以下 12.5m 深水航道一期工程通州沙整治建筑物工程施工組織設計[R].2012. No.2 Eng.Co.，Ltd.of CCCC First Harbor Engineering Co.，Ltd. Organization plan of Tongzhousha regulation structure engineering construction of thephaseⅠprojectof12.5m deep-waternavigation channel from Nanjing in the Yangtze River[R].2012.

Precasting and construction technology for the cross block of new-type eco-interlocking block-mattress in project of 12.5m deep-water navigation channel in the Yangtze River

RUANXue-cheng1,XU Jia-feng2,GUOYun-fei2,ZHANGZhi-bo2,YANGDong-lin2
（1.CCCCThird Harbor Consultants Co.,Ltd.,Shanghai200032,China;
2.No.2Eng.Co.,Ltd.ofCCCCFirstHarbor Engineering Co.,Ltd.,Qingdao,Shandong266071,China）

From T11+650 to T12+685 of the second Tongzhousha section of phaseⅠprojectof 12.5m deep-water navigation channel from Nanjing in the Yangtze River,the beach elevation is between-0.5 and 1.0m.This area had about 1 000 000m2of beach face,whichwasused as a testsection ofecologicalmattress.Theeco-interlocking block-mattressmainly uses the geogrid for bed,and the concrete cross block is paved above it.The hard concrete is used for pressing into the cross block of ecointerlockingblock-mattress,the precast technology ismature,the precast speed isquick,the concrete blocks have good quality, and theecologicalmattress can obtain good beach protection and ecologicalprotection.

deep channel;eco-interlocking block-mattress;dry concrete;precasting

U615

B

2095-7874（2014）08-0047-03

10.7640/zggw js201408013

2014-01-16

阮學成 （1971 — ），男，福建寧德市人，高級工程師，建筑工程專業。E-mail：ndrxc@126.com