新型聯(lián)鎖式護坡磚在小型水庫除險加固工程中的應(yīng)用

■曹軼男 ■江西省吉安縣水利局，江西 吉安 343100

1 概述

近幾年國家不斷加大對水利建設(shè)的投入，特別是《中共中央、國務(wù)院關(guān)于加快水利改革發(fā)展的決定》(中發(fā)［2011］1號)和國家“十二五”時期全面展開大規(guī)模水利建設(shè)，吉安縣水利建設(shè)迎來了新的高潮。

吉安縣地處江西省中部，全縣有小(2)型以上水庫208座，其中中型水庫5座，小(1)型水庫30座，小(2)型水庫173座。小(2)型小型水庫點多、面廣、線長，除險加固任務(wù)十分繁重，這些水庫的迎水面大多都沒有護坡，少數(shù)壩面采用亂磚塊護坡，壩面土壤長期在風(fēng)浪水流中受到侵蝕，造成壩面粘性土流失，只留下砂礫，大大降低了壩面粘土斜墻的防滲效果，影響了大壩的安全，因此在加固中對迎水面進行護坡十分必要。

2 護坡型式

傳統(tǒng)護坡型式有干砌石、現(xiàn)澆砼、漿砌石、亂石堆等護坡型式，當(dāng)前常用的護坡型式有砼六面體預(yù)制塊護坡。自2013年起我縣的地方一般小(2)型水庫加固開始嘗試用新型聯(lián)鎖式護坡磚進行護坡，取得了很好的效果。

聯(lián)鎖式護坡磚的特點

聯(lián)鎖式護坡磚設(shè)計要點

聯(lián)鎖式護坡磚是一種聯(lián)鎖型混凝土預(yù)制塊。適用于中小水流情況下土壤水侵蝕控制的新型聯(lián)鎖式預(yù)制混凝土塊鋪面系統(tǒng)。由于采用獨特的聯(lián)鎖設(shè)計，每塊磚與周圍的6塊磚產(chǎn)生超強聯(lián)鎖，使得鋪面系統(tǒng)在水流作用下具有良好的整體穩(wěn)定性。

聯(lián)鎖式護坡磚有單孔、雙孔和多孔3種型式，分別有不同的開孔率，適用于不同的工程條件。同時，隨著植被在磚孔和磚縫中生長，一方面鋪面的耐久性和穩(wěn)定性將進一步提高，另一方面起到增加植被、美化環(huán)境的作用。近年來，聯(lián)鎖式護坡磚被廣泛應(yīng)用于河流的治理如護岸、護坡等工程以及城市河道護坡改造工程中，尤其在水土保持中應(yīng)用廣泛。

聯(lián)鎖式護坡磚其的特點是經(jīng)濟、方便施工，無須技術(shù)工人和大型機械設(shè)備，既美觀又生態(tài)。聯(lián)鎖式護坡磚在小型水庫上的應(yīng)用在水庫加固中迎水面護坡是影響工期的一項關(guān)健工作，通過我縣近幾年的加固情況來看，砼六面體護坡存在的不足之處有:預(yù)制期長，施工場地要求面積大且平整，鋪砌要求高，需專業(yè)技工，所以在地方一般小(2)型水庫中往往不適合，實施較為困難，特別是工期長。要當(dāng)前正值小型水庫加固的高峰期，水庫星羅棋布，分布偏遠(yuǎn)，現(xiàn)場預(yù)制較為困難。從人性化角度看，當(dāng)前使用塑模預(yù)制的砼六面體表面過于光滑，一般小型水庫坡度都較陡(在1∶2～2．5之間)，壩面無法站立，極易滑入水庫中。由此一種新型的護坡磚誕生了，在以前河岸護坡的空心護坡磚改為實心磚，規(guī)格400*300*100 mm(見上圖)。特別適合小型水庫中應(yīng)用。

2．1 護坡磚厚度計算

混凝土預(yù)制板護坡厚度按《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274-2001)附錄A中推薦的公式計算:

式中:η—系數(shù)，對整體式大塊護面板取1．0，對裝配式護面板取1．1;

hp—波高，m;

Lm—平均波長，m;

b—沿坡向板長，取0．4m;

ρc—板的密度，取24KN/m3;

ρw—水的密度，取10KN/m3;

m—單坡的坡度系數(shù)，為 1∶2．5

經(jīng)計算t=0．08m，參考類似工程，混凝土預(yù)制塊護坡厚度取0．1m。

2．2 經(jīng)濟比較

聯(lián)鎖式護坡與砼預(yù)制塊護坡、干砌石護坡3種護坡形式進行經(jīng)濟比較，原材料單價根據(jù)《吉安市價格信息》2014年第2期 ，進行單價分析:聯(lián)鎖式護坡65．38元/m2，砼預(yù)制塊護坡59．96元/m2，干砌石護坡51．71 元/m2。

2．3 工程應(yīng)用

從單價上看聯(lián)鎖式護坡價格較高(高10%左右)，但相比其它護坡優(yōu)勢明顯，主要表現(xiàn)在以下幾方面:⑴美觀性好，防滑性好;⑵后期不需維護，砼六面體護坡水泥砂漿勾縫時間長了會脫落，需重新修補;⑶人工鋪砌技術(shù)要求低，鋪砌速度快，每人平均每天可鋪60～100平米，而砼六面體護坡熟練技工最多每天只能鋪30平米，所以用工少，人工費用低，特別適合小型水庫加固工期緊、護坡面積少的工程。

施工要點

(1)將壩坡按設(shè)計要求進行整坡。

(2)開挖(人工)固腳齒墻基坑，立模澆筑C15砼，要求頂面達設(shè)計標(biāo)高且與壩軸線平行。

(3)在已完成的坡面上鋪設(shè)5～10cm混合砂卵石墊層;

(4)從下邊沿開始聯(lián)鎖鋪設(shè)三行聯(lián)鎖式護坡磚，磚的長度方向沿著水流反向鋪設(shè)，下沿第一行磚有一半砌入齒墻中，與毛石或混凝土齒墻相錨固，下沿的第二行聯(lián)鎖磚的下邊沿與齒墻墻面相交;

(5)從左(或右)下角鋪設(shè)其他護坡磚，鋪設(shè)方向與齒墻平行，不得垂直趾墻方向鋪設(shè)，以防產(chǎn)生累計誤差，影響鋪設(shè)質(zhì)量;

(6)將聯(lián)鎖磚鋪設(shè)至設(shè)計洪水位時高程時，采用C15現(xiàn)澆砼壓頂，使上沿部分聯(lián)鎖磚與現(xiàn)澆砼壓頂錨固。

［1］《碾壓式土石壩設(shè)計規(guī)范》(SL274-2001)．