浮梁縣西河黃壇段綜合整治工程設(shè)計與施工技術(shù)探析

鐘小年

(東莞市水利勘測設(shè)計院有限公司，廣東 東莞 330200)

1 工程概況

浮梁縣西河黃壇段整治工程，從大洲攔水壩開始，到南溪村溪水橋結(jié)束，整個治理河段長度為14.658 km，其中有7條匯入支流，4座攔水壩以及10座跨河交通橋，牽涉到南溪村、七甲村以及黃壇村等沿河村莊以及大部分耕地，保護人口數(shù)量2510人，保護耕地面積156.73 hm2。西河屬于山區(qū)性河流，在汛期會出現(xiàn)洪水暴漲，斷面不規(guī)則、河道彎曲，河槽寬度通常在40～60 m之間，其中淤積河段河槽寬為15～20 m，河道兩岸除了南溪村和黃壇大洲村設(shè)置了防洪堤之外，其他河段兩岸缺少防護措施[1]。

在此次治理河段中，有4座攔水壩存在不同程度損毀，其中大洲攔水壩因為較為單薄，長時間缺少管理，導(dǎo)致兩側(cè)邊墻和部分壩體被沖毀，無法滿足新時期的農(nóng)田灌溉需求，且水壩下游的沖刷問題十分嚴重，存在較大的安全隱患，影響攔水壩的正常運行。具體如圖1、圖2所示。

圖1 大洲攔水壩沖毀現(xiàn)狀

圖2 河段淤積

2 浮梁縣西河黃壇段綜合整治工程設(shè)計

根據(jù)西河黃壇段現(xiàn)狀，此次工程設(shè)計核心內(nèi)容主要包括護岸工程、河道疏浚和岸線整治等。對局部河道斷面狹小和淤塞進行清淤、疏浚，其中疏浚重點段總長度為1.723 km。對迎流頂沖、岸坡塌方以及建筑物上下游處設(shè)置防護岸，長度為7.461 km。

因河道屬山區(qū)性河流，洪水爆發(fā)歷時短，流速快，所以岸坡加固中的頂部高程與原有坡頂高度相同。在護岸選擇中堅持因地制宜的原則，聯(lián)系河道所處區(qū)域設(shè)計生產(chǎn)型護岸以及生活區(qū)護岸。以生態(tài)護坡為核心，形成適合護岸形式，針對沖刷、崩塌嚴重的堤岸可以設(shè)計為護坡護岸。針對比較陡的坡岸可以選擇M7.5仰斜式漿砌石擋墻護岸，擋墻緊貼岸坡進行砌筑，高程和下岸坡齊平，墻頂寬為0.8 m，背水坡比為1∶0.25，迎水坡比為1∶0.5，擋墻墻頂安裝C20混凝土壓頂，尺寸為0.8 m×0.2 m(寬×高)。基礎(chǔ)頂面上需安裝兩排DN50UPVC排水孔，排水孔按梅花型分布，橫向間距為2.0 m。或進行綠濱墊護坡施工，先于坡腳位置設(shè)置格濱籠護腳，其斷面尺寸為1.0 m×1.0 m，綠濱墊護坡厚度為0.3 m，綠濱墊施工材料由PVC覆蓋的鋅、混合稀土合金鍍層、5%鋁等材料混合編制而成。結(jié)合景觀、占地、造價等因素考慮，此次工程中的岸坡加固主要是迎流沖頂凹岸段，為此應(yīng)該選擇擁有較強耐沖刷性的綠濱墊護坡較為適合[2]。

河道護岸工程設(shè)計中，按照地方工程設(shè)計規(guī)范，計算平順護岸和順壩沖刷深度如式(1)、式(2)所示：

hs=H0[(Ucp/Uc)n-1]

(1)

Ucp=2Uη/(1+η)

(2)

式中：hs為局部沖刷深度，m;H0為沖刷位置水深，m;Ucp為近岸垂線平均流速，m/s;n為防護岸坡平面形狀相關(guān)，取值1/4，U為行近流速，m/s;η為水流速度的不均勻系數(shù);Uc為泥沙起動流速，m/s;按照地質(zhì)勘查結(jié)果，砂卵石層不沖流速上1.05～1.20 m/s。通過計算，此次流速大、迎流沖頂?shù)葏^(qū)域沖刷深度為0.74～0.92 m，而左右護岸和擋墻埋深為1.00 m。

此次設(shè)計中的新建堤岸擋墻全部是重力漿砌石擋墻，需要計算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)，如式(3)所示：

KC=(f·ΣW)/ΣP

(3)

式中：KC為抗滑穩(wěn)定安全系數(shù);ΣW為墻體垂直作用力總和，N;ΣP為墻體水平受力總和，N;f為底板和地基間摩擦系數(shù)，取值0.45。

河道疏浚和清障工程設(shè)計中，主要結(jié)合當?shù)貙嶋H狀況，綜合考慮親水景觀和防洪要求，按照河道底部高程線，選擇重點河段開展疏浚設(shè)計。針對河道洲灘影響河道行洪，洪水擺動沖擊大洲村岸問題，實施疏浚設(shè)計，深度以降低洪水擺動為基礎(chǔ)原則，河底高程為74.26～75.90 m，縱坡設(shè)計是10.93%。

3 浮梁縣西河黃壇段綜合整治工程主要施工技術(shù)分析

3.1 施工準備

在接到監(jiān)理單位和業(yè)主方通知后，建設(shè)單位施工準備過程中，需要組織實施材料、設(shè)備、施工人員進場報驗、編制施工設(shè)計方案、圖紙會審以及技術(shù)交底等工作，準備好各項施工條件后，立刻進行施工。

3.2 河道疏浚

河道疏浚施工中，主要是采用自卸載重汽車、裝載機、挖掘機聯(lián)合作業(yè)，清挖、運輸河道中隨著水流沉積的礫石、泥沙，強化河道行洪水平。針對河道疏浚工程河段高程控制點進行加密處理，從而對河道橫斷面高程進行隨段測量，基于設(shè)計高程控制點，選擇四等普通水準設(shè)置高程控制網(wǎng)。明確河道斷面樁號，對河道橫斷面進行測量，可以選擇通過水準儀對橫斷面高程進行測量，通常橫斷面中的右、中、左三點是主要測量點，遇到特殊斷面，可以加密成五點，標志橫斷面疏浚高程。

因為河底大部分橫斷面都呈現(xiàn)出高低起伏現(xiàn)象，單純通過經(jīng)驗或標志無法對疏浚高程進行有效控制，為此需要結(jié)合水準儀跟隨挖掘機開展跟班作業(yè)，并對鏟車、挖掘機疏浚高程進行全面控制。自卸載重汽車、鏟車和挖掘機之間進行聯(lián)合施工，疏浚中的土石方全部通過鏟車或挖掘機進行裝運，針對小土方河段可以選擇通過挖掘機集中堆放泥土和沙粒，隨后裝車外運。如果需要對坡岸填土進行重新修整或堆放余土場地，可以選擇通過大型鏟車進行轉(zhuǎn)運。按照設(shè)計和規(guī)范要求，河底疏浚后高程超挖不能高于40 cm，欠挖不能大于20 cm，同時填土整坡過程中不能減小河道過水斷面[3]。

3.3 混凝土工程

混凝土工程施工方法如下：混凝土運輸攪拌，進行機械拌制，于施工段周圍設(shè)置混凝土攪拌機，通過小型裝載機針對砂卵石等開展進料工作，利用小型裝載機將混凝土運輸入庫。模板工程中選擇木模板，混凝土振搗工作通過平板振搗器或插入式振搗器實施。混凝土灑水養(yǎng)護，使表層維持濕潤狀態(tài)，冬季需加蓋茅草、草袋或稻草保溫。最后是現(xiàn)澆混凝土工程。不同強度、部位混凝土需要滿足相應(yīng)的抗裂、抗?jié)B和抗壓要求。聯(lián)系氣象條件、混凝土運輸和構(gòu)筑物性質(zhì)確定混凝土坍落度，盡量選擇小坍落度，澆筑混凝土坍落度參考表1實施。

表1 澆筑混凝土坍落度

現(xiàn)場監(jiān)理檢查批準混凝土配合比，并按照要求嚴格控制送料拌和，數(shù)據(jù)誤差控制如下，骨料±2%、混合材±1%、水±1%，通過滾筒拌合機攪拌2.5 min以上。混凝土運輸工作主要是通過小型裝載機或機動翻斗車實施，混凝土運輸時間控制如表2所示。

表2 混凝土的運輸時間控制

混凝土入倉的自由降落高度需要低于2 m，否則便需要設(shè)置溜槽緩降設(shè)施。混凝土澆筑中需要按監(jiān)理要求的分段澆筑方向、厚度、長度、順序分層，從低處開始，促進澆筑面的均衡提升，實施連續(xù)澆筑，如果中間停止并超出限定時間，需要實施冷縫處理。利用插入式電動振搗器進行搗實，其中部分區(qū)域可以進行人工搗實。嚴格控制混凝土澆筑溫度，相關(guān)澆筑溫度需要大于5 ℃，在低溫寒潮環(huán)境下，需針對混凝土表層進行有效養(yǎng)護，預(yù)防出現(xiàn)裂縫。修補混凝土表層缺陷過程中，需要先洗凈清除，隨后通過水泥、混凝土和砂漿等規(guī)定填料進行重新填補，并做好養(yǎng)護工作，促進其和周圍混凝土表層更好融為一體。

3.4 漿砌石工程

漿砌石施工涵蓋材料運輸、提供、鋪填、砌筑、伸縮縫以及排水管設(shè)置等。首先需要將砌體表層腐殖土、垃圾、草皮等雜物徹底清除，隨后平整、夯實基面，經(jīng)監(jiān)理檢驗達標后開展?jié){砌石施工。漿砌石塊施工中，合理選擇石料，通過鋪漿法進行分層臥砌，石料灑水潤濕，表層吸水但不留水。在結(jié)束砌筑的12～18 h內(nèi)，做好養(yǎng)護，維持表層濕潤度。砂漿砌筑選擇M10水泥砂漿，通過攪拌機實施拌制，通過人力斗車運輸。

所選砌筑石材需要保證新鮮堅硬，沒有裂紋或風(fēng)化剝落問題，石材表面沒有水銹和污垢，砂料粒徑在0.15～5 mm之間，細度模數(shù)是2.5～3.0。拌合用水符合《混凝土用水標準》(JGJ 63—2006)。砌筑前徹底洗凈石塊，維持飽和狀態(tài)，將全部石塊放置于新砂漿上方，于砂漿凝固前，保證縫隙滿漿，固定石塊就位。垂直縫滿漿需要先在石塊側(cè)面填漿，隨后通過側(cè)壓方式砌筑臨近石塊。按層砌筑石料，砌筑高差控制在1.2 m以下。砂漿凝固前需要勾好縫，沿石塊砌縫砌凹狀縫，使其維持自然原狀。砌石轉(zhuǎn)角好交接位置同步砌筑，針對無法砌筑面需要預(yù)留間斷區(qū)域，形成斜槎。

4 結(jié) 語

綜上所述，浮梁縣西河黃壇段全面開展綜合整治工程，需要結(jié)合工程概況，進行合理設(shè)計，明確相應(yīng)的施工技術(shù)，為工程建設(shè)提供可靠保障。才能有效地強化西河河道整體行洪能力，維護工程建設(shè)范圍內(nèi)廣大群眾的生命財產(chǎn)安全。同時對沿途的鄉(xiāng)村也能夠起到一種美化景觀的作用，營造和諧、優(yōu)美的生活環(huán)境。