長江小河口段江灘防護工程重難點分析及質(zhì)量控制

姚玉扣，郭曉玲

(儀征市水利工程總隊，江蘇 揚州 211400)

儀征水道自三江口(陡山節(jié)點)至世業(yè)洲頭，全長10.5km，呈單一微彎型，上窄下寬。入口端河道彎曲，陡山以下基本順直，深泓靠左岸，右岸三江口凸咀以下為楊家溝邊灘。由于儀征水道進口有陡山節(jié)點的導(dǎo)流岸壁，加之三江口節(jié)點所起的挑流作用，在長期的演變過程中，河道平面變化不大。但近幾十年來，上游龍?zhí)端澜?jīng)歷了由順直到彎曲水道急劇變化的過程，并直接引起儀征水道左岸沖刷、右岸淤積及世業(yè)洲汊道分流點上堤、下挫的變化[1- 3]。盡管上游棲龍彎道發(fā)生了劇烈的變化，只要三江口、陡山節(jié)點繼續(xù)保持穩(wěn)定，則該段河勢仍可保持穩(wěn)定。故左岸小河口—儀揚河口一線的穩(wěn)定十分重要，它不僅可保持儀征水道基本穩(wěn)定，也可阻止世業(yè)洲汊道分流區(qū)主流向北移動。對比近十年江灘地形圖變化，發(fā)現(xiàn)小河口段近岸0m等高線大幅度北移，平均內(nèi)移20～30m，-5m和-10m等高線均內(nèi)移約20m，河床平均刷深約1m，形成明顯的窩崩形態(tài)，同時近岸河床存在沖淤問題[4- 5]。

河床演變表明，受長江主流經(jīng)三江口節(jié)點后過渡至本區(qū)域及礁板磯的影響，小河口段近岸河床坍塌較為嚴重，已形成明顯窩崩[6- 8]。為防止窩崩進一步擴大，保障江灘穩(wěn)定，維持儀征水道現(xiàn)狀河勢，本文通過對小河口段現(xiàn)場環(huán)境進行分析，提出窩崩區(qū)域防護方案，總結(jié)分析該段工程實施重難點及相應(yīng)解決方案，研究主動式鉤連體相關(guān)質(zhì)量控制，為類似工程提供參考。

1 小河口段工程概況

1.1 工程總體布置

小河口段位于三江口斜對岸，長江主流經(jīng)三江口節(jié)點后過渡至小河口段，貼岸洗灘較為嚴重，形成明顯的窩崩，迎江子堤于20世紀末坍入江中。由于該區(qū)域地質(zhì)較好，地勢高，窩崩與主江堤間距約150m，窩崩現(xiàn)未對防洪構(gòu)成重大威脅，但仍存在安全隱患。經(jīng)分析，本段江灘防護工程以沉放主動式鉤連體方案為主，近岸采用散拋石防護，護岸長度為1.1km，防護寬度為65～90m，分3區(qū)拋護。三峽蓄水以來，鎮(zhèn)江和江陰水位站最枯3個月平均水位值分別為1.35和0.67m，結(jié)合歷年護岸工程情況，小河口段設(shè)計枯水位為1.5m。

1.2 主動式鉤連體設(shè)計

主動式鉤連體由2個“U”型鋼筋(φ12)混凝土構(gòu)件(外緣側(cè)長度0.9m)和1根長0.66m的鋼筋(φ12)混凝土桿件拼裝而成(如圖1所示)，構(gòu)件和桿件橫截面均為0.12m×0.12m，混凝土標號均為C25，鉤連體拼裝應(yīng)保障構(gòu)件的整體完整，拼裝后的成品模型如圖2所示。

圖1 鉤連體組裝構(gòu)件示意圖(單位：cm)

圖2 主動式鉤連體組裝成品示意圖(單位：cm)

2 工程重難點及解決方案

2.1 主動式鉤連體工程

2.1.1主動式鉤連體的預(yù)制拋投

主動式鉤連體的預(yù)制拋投，屬于一種新型工藝[7]，DB32/T 2334—2013《水利工程施工質(zhì)量檢驗與評定規(guī)范》中無相關(guān)規(guī)范標準，因此施工質(zhì)量評定無統(tǒng)一規(guī)范標準可依。

解決方案：施工前，邀請有關(guān)專家代表共同制定主動式鉤連體的單元、分部、單位工程質(zhì)量評定標準，明確單元工程質(zhì)量評定標準中主控項目和一般項目，便于單元工程質(zhì)量評定，確保本工程順利通過完工驗收；因主動式鉤連體預(yù)制與常規(guī)混凝土的預(yù)制基本相同，即主動式鉤連體質(zhì)量評定標準可參考DB32/T 2334—2013 第2部分中“表A.43預(yù)制混凝土塊單元工程質(zhì)量評定表”，以及工序質(zhì)量評定表；拋投單元工程質(zhì)量評定表可部分參考塊石拋投質(zhì)量評定表，結(jié)合相關(guān)施工經(jīng)驗，本文總結(jié)提出一套主動式鉤連體拋投單元工程質(zhì)量評定標準，詳見表1。

2.1.2主動式鉤連體的成品保護

主動式鉤連體結(jié)構(gòu)單一，從預(yù)制到拋投需做好成品保護[8]。主動式鉤連體經(jīng)預(yù)制場內(nèi)預(yù)制、叉車運輸集中堆放、吊機起吊上船、平板船上拼裝、浮吊船起吊拋投至指定地點經(jīng)歷多個程序的運輸、起吊，極易造成預(yù)制構(gòu)件的成品破壞，而拋投的鉤連體整體拼裝的質(zhì)量穩(wěn)固是確保鉤連體護岸效果的關(guān)鍵。

解決方案：施工前制定詳細的運輸方案，預(yù)制件達到一定強度后由人工抬運至指定區(qū)域內(nèi)的定制鋼制托盤內(nèi)，要求輕抬輕放，堆碼整齊至規(guī)定層數(shù)后，叉車在場內(nèi)運輸過程中，采用對拉螺栓將預(yù)制構(gòu)件固定在鋼制托盤內(nèi)，以避免運輸過程中的顛簸對構(gòu)件造成損壞或滑倒對人員造成傷害；合理劃分堆放區(qū)，將同類型規(guī)格預(yù)制件集中堆放，并留設(shè)通道。預(yù)制構(gòu)件驗收合格后放于存儲堆放區(qū)，以減少雨淋和日曬影響，并設(shè)專人進行灑水養(yǎng)護。經(jīng)現(xiàn)場施工多次搬運及起吊分析可知，預(yù)制構(gòu)件存放時按5層擺放，通過定制鋼制框架分層堆放(如圖3所示)，起吊必須待混凝土齡期達到設(shè)計強度的75%后，能夠保障搬運、起吊質(zhì)量。

2.1.3主動式鉤連體拋投作業(yè)

主動式鉤連體施工處于近岸淺水區(qū)，拋投受水位影響較大。因大部分拋投區(qū)位于枯水期以上位置，受長江枯水期影響，在枯水期水位不足情況下，無法拋投。

解決方案：采用平板船進行拋投作業(yè)；將鉤連體拋投工作分區(qū)域安排至非枯水期水位上升后施工；對潮位進行監(jiān)測，選擇大潮位時段在近岸淺水區(qū)進行拋投作業(yè)。

表1 主動式鉤連體拋投單元工程質(zhì)量評定參考表

圖3 主動式鉤連體鋼制托盤集中堆放示意圖

2.2 拋石工程

2.2.1石料質(zhì)量控制

各礦山礦石質(zhì)量差異大，石料質(zhì)量不易控制[9]。石料質(zhì)量作為拋石工程的主控項目，是拋石工程質(zhì)量達到合格標準的關(guān)鍵因素之一。因各礦場塊石在容重、濕抗壓強度、軟化系數(shù)、塊石含泥量、塊石粒徑方面均有較大差異，塊石原材料質(zhì)量難以控制。

解決方案：施工前，由業(yè)主、監(jiān)理、施工方派代表至各料場考察，對各料場的塊石原材料進行取樣，將有代表性的塊石送檢至有塊石檢測資質(zhì)的機構(gòu)進行檢測，將檢測結(jié)果符合設(shè)計要求的礦場作為本工程預(yù)備料場，擇優(yōu)選用；運輸船在料場碼頭起運，嚴禁易水解石、風(fēng)化石上船；對含泥量高的運輸船加大扣分處理。

2.2.2塊石總量控制

塊石數(shù)量難以精確計算，“拋足”不易控制[10- 11]。礦場塊石一般是從礦山上爆破或破碎而來，每一塊塊石的粒徑、形狀均不相同[8]，且每一輛運輸車和運輸船大小均有區(qū)別，塊石的含泥量也不盡相同，塊石總量控制存在一定難度。

解決方案：可采用“稱重法”“載重線吃水位置法”“體積法”，取3種方法最小值作為各運輸船實際拋投工作量?！胺Q重法”在重量計算方面較為準確，但需對磅秤數(shù)據(jù)的真實性進行定期復(fù)核；“載重線吃水位置法”主要是防止石料運輸船在運輸過程中偷卸料；“體積法”因每艘運輸船在堆載塊石后都是不規(guī)則形狀，量測點要求越多越好，以滿足精度要求[12- 14]。

2.2.3拋石的均勻控制

塊石拋投區(qū)位于近岸淺水區(qū)，“拋勻”不易控制。本工程拋石護岸1.1km，拋寬僅有10m，均為近岸護坎。需在高潮位進行拋投，因位于近岸淺水區(qū)，流速和水深都不大，拋石在下落過程中還沒完全散開，就已堆積至河底，造成拋石不均勻現(xiàn)象。雖拋石總量達到設(shè)計要求，但對欠拋部位仍需補拋，增加了施工工作量，并延長了工期。

解決方案：針對水上護坡水位較淺的情況，可使船只在潮位高時進入工程水域進行均勻拋放，在潮位低時利用挖掘機平整拋石坡面。根據(jù)不同船型將對應(yīng)拋投區(qū)劃分為對應(yīng)規(guī)格的區(qū)格和小區(qū)格，根據(jù)拋投厚度計算出各小區(qū)格網(wǎng)包數(shù)量，并在浮吊船舷一側(cè)做好變化標記，以此控制拋投數(shù)量。塊石粒徑需滿足設(shè)計規(guī)范要求，施工船只采用雙GPS精確定位，要求定的準、定的穩(wěn)，移位靈活迅速。固定斷面的設(shè)置要合理，固定斷面設(shè)置間距過大，對拋投的均勻性起不到良好的監(jiān)測效果；固定斷面設(shè)置間距過小，不利于控制工期成本，經(jīng)驗間距20m較為合理。及時對固定斷面進行拋前、拋后測量套比，檢查拋石的均勻程度，確定漏拋區(qū)域，并及時進行補拋。

3 主動式鉤連體質(zhì)量控制

3.1 蜂窩、麻面、氣泡的形成原因分析及防止措施

混凝土配合比不當或其攪拌時間不夠，模板拼縫不嚴，局部漏漿等，均會導(dǎo)致混凝土局部表面出現(xiàn)缺漿和許多蜂窩、麻面、氣泡，影響鉤連體整體強度[15]。因此在預(yù)制鉤連體過程中，模板要打磨清理干凈，不得粘有干硬水泥砂漿等雜物，應(yīng)在清理干凈的模板上覆蓋塑料薄膜等待施工，避免在打磨過程中落入灰塵，造成二次污染。應(yīng)在模板縫隙墊加密封條，上緊螺絲，避免漏漿。第一次布料要在模型的1/3處，開啟傾斜模板震動功能振搗密實，至排除氣泡為止，然后平放模板進行第二次布料，震動到混凝土不再下沉、基本不冒氣泡，表面呈現(xiàn)平坦、乏漿為止。

3.2 漏筋、缺棱掉角的形成原因分析及防止措施

預(yù)制板截面本身就小，石子卡在鋼筋上，使水泥砂漿不能充滿鋼筋周圍造成漏筋；脫模劑噴灑不均勻造成局部粘模或脫模過早，拆模時缺棱、掉角，導(dǎo)致漏筋；預(yù)制構(gòu)件澆筑后養(yǎng)護不到位，造成脫水，致使產(chǎn)生裂紋在脫模時隨模板掉角[16]。研究發(fā)現(xiàn)，除保證模具質(zhì)量及拆模時間以外，模板在組裝前應(yīng)均勻噴灑脫模劑，混凝土澆筑后應(yīng)認真澆水養(yǎng)護，在蒸汽養(yǎng)護下，應(yīng)根據(jù)要求提升溫度。轉(zhuǎn)移運輸時，將成品用草袋或土工布等保護好，以免碰損。這些措施均可有效避免漏筋、缺棱掉角等質(zhì)量問題。

4 小結(jié)

主動式鉤連體為一種新型工藝，通過對設(shè)計參數(shù)及拋投工藝的研究，本文提出的一套主動式鉤連體拋投單元工程質(zhì)量評定標準可滿足該類工程的總體質(zhì)量控制；采用“稱重法”“載重線吃水位置法”“體積法”，取3種方法最小值作為各運輸船實際拋投工作量，可以有效把控拋石工程的總體工作量。但拋投鉤連體及拋石施工均為動態(tài)過程，施工參數(shù)隨拋投時間段、地段等不同而變化，得到的施工參數(shù)也有所不同。故在試拋作業(yè)方面仍需進行大量的研究，以便完善施工參數(shù)，多方面確保施工質(zhì)量。