河道治理景觀植生預鑄塊河堤施工工藝研究

王俊福 洪炳濤

摘 要：安寧市沙河水環境綜合整治工程河道景觀植生預鑄塊采用尺寸625×700×550mm，強度C30混凝土預鑄塊，左右岸均為4層砌筑安裝。最底層安裝于C20強度的河堤基礎素混凝土上，每層邊線遞增軸偏距24.4cm，最上層頂安裝頂蓋板預鑄塊。最底層預鑄塊與基礎混凝土需要M10砂漿填充連接，往上依次將凸凹槽相連接、互卡密合。為確保景觀植生預鑄塊河堤外觀質量及河堤結構穩定性能夠滿足設計及相關規范要求，對河道治理景觀植生預鑄塊河堤進行施工工藝研究。

關鍵詞：水環境;綜合整治;景觀;植生預鑄塊

一、研究背景

近年來，水環境保護問題愈受關注，但對于當下飛速發展的社會經濟以及不斷提升的居民生活水平，良好的、生態的水環境依然得不到滿足，水環境的保護作為人類發展進步的保障，也是提高生活品質與城市品位的重要途徑。傳統的河道護坡形式通常采用漿砌石護坡、干砌石護坡、粉煤灰泥土護坡及現澆混凝土護坡等，這些形式的護坡在防洪、結構穩定及水土保持方面具有一定的作用，但是這些護坡工程的造價均相對較高，施工難度較大、有些護坡形式還需要水下施工，且維護工作難度較大。更加重要的是它們在不同程度上，對景觀、環境和生態均產生了不良的影響，造成了水體與陸地環境的惡化，破壞了原有平衡，甚至嚴重威脅著人們賴以生產、生活的生態環境。

河道治理景觀植生預鑄塊河堤作為巖土工程與環境工程相結合的產物，它兼顧了防護與環境兩方面的功效，是一種很有效的護坡、固坡手段。植生預鑄塊不僅僅用于生態河道的河堤建設，還可應用于道路邊坡保護工程、崩塌和失穩等邊坡治理防護工程。而植生預鑄塊又因施工速度快、景觀美化、結構牢固、節省工程投資等特點將會被廣泛運用，本工程為河道治理，雖然已經經過了部分裁彎取直優化，但由于河道緊鄰城鎮村莊，受地形影響彎道較多，而彎道的預鑄塊安裝也給河道施工帶來了諸多困難，采用常規的安裝方法，外觀質量及結構穩定性都無法保證，為避免生態河道植生預鑄塊安裝質量帶來的負面影響，本工程針對弧線段（轉彎段）的植生預鑄塊砌筑安裝施工工藝精心研究，以降低工程施工成本，保證施工質量和進度，為企業和項目創造更多的利潤。

二、工程概況

安寧市沙河水環境綜合整治工程（樁號K0+000～K2+234段）范圍內施工內容為河堤拆改擴建、生態護坡加高，農用橋、人行橋改擴建。

本工程K0+689.00～K1+303.58 段對兩岸河堤進行改建，新建河道段為景觀植生預鑄塊河堤。景觀植生預鑄塊采用尺寸625×700×550mm，強度C30混凝土預鑄塊，左右岸均為4層砌筑安裝。最底層安裝于C20強度的河堤基礎素混凝土上，每層邊線遞增軸偏距24.4cm，最上層頂安裝頂蓋板預鑄塊。最底層預鑄塊與基礎混凝土需要M10砂漿填充連接，往上依次將凸凹槽相連接、互卡密合。

按照預鑄塊砌筑安裝的常規方式，通常是從某一點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用上的確能夠最大程度的保證施工質量，但對于工期要求較緊的項目卻不能保證施工進度的最優化;而在弧線段（轉彎段）的施工應用上，該方法不僅無法保證施工質量，也無法保證施工進度及成本，由于植生預鑄塊每層軸距遞增24.4cm，在直線段時各層的周長都是一致的，但弧線段的植生預鑄塊各層的軸距不一，使得圓弧半徑不一，周長自然不一。設某段弧線段河道的圓弧半徑為20m，預鑄塊長度62.5cm，4層安裝，則每安裝一層單塊植生預鑄塊的位置偏差≈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到了2.21cm，圓弧半徑越小則單塊預鑄塊的偏差越大。若河道弧度較小，弧長較短的話稍微調整處理即可，但若弧長稍大，則累加的偏差便會使得安裝位置越來越不準確、直至無法匹配凹凸槽，使安裝工作無法進行，面臨大面積的調整返工，此方法施工使質量、進度及成本都難以保證。

而本項目涉及彎道較多，且弧長均比較長，經試驗無法通過調整單塊間隙的處理方法進行弧線段的預鑄塊砌筑安裝。為確保景觀植生預鑄塊河堤外觀及結構質量能夠滿足設計及相關規范要求，查閱相關工程資料，獲取類似工程相關工程經驗，提出對景觀植生預鑄塊河堤施工工藝的研究，主要考慮更改安裝順序及加設現澆過渡帶的方式。

三、施工工藝

1、主要施工流程

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

2、材料準備

植生預鑄塊由預制混凝土廠家廠內預制后運送至施工現場。施工單位選定預制混凝土廠家后，按照設計要求的尺寸進行模具定制生產，根據設計要求的強度C30混凝土進行預鑄塊的預制生產， C30混凝土組成原材料（水泥、細骨料、粗骨料）分別到預制廠取樣檢測，檢測結果均滿足規范要求，每批次預鑄塊均做28天齡期抗壓強度試塊。生產完成的預鑄塊放置于廠家養護，進場前由施工單位對預鑄塊的外觀質量及規格尺寸進行自檢，且經過回彈儀自檢達到設計強度80%后方能進場，由監理工程師現場進行外觀質量、尺寸、強度的檢查驗收，驗收通過后方可進行安裝砌筑。

3、安裝順序及現澆過渡帶

對于河道景觀植生預鑄塊河堤的安裝順序，無論是直線段還是弧線段，均采用中間為起點向上下游兩端同時安裝的順序進行。這種安裝順序不僅保證了工期進度，還能最大程度上減少在弧線段預鑄塊安裝的偏差問題，以同樣的弧度及弧長的轉彎部位相比較，該安裝順序的累計偏差為單向安裝的一半，此時通過調整單塊間間隙的方式亦能解決大部分弧長較短轉彎段的預鑄塊安裝問題。

而當弧長較長，即使通過調整安裝順序將累計偏差減半、再通過調整單塊間間隙也無法保證預鑄塊間凹凸卡槽契合、影響外觀及結構穩定時，則需要在累計偏差已無法調整的位置現澆一個過渡帶（過渡帶尺寸與植生預鑄塊同高同寬，長度則不大于預鑄塊），迎水面采用同樣的花紋模板，以達到外觀一致的效果。

4、植生預鑄塊吊裝

預鑄塊的安裝采用人工配合挖掘機進行吊裝。土方回填采用手扶自行式振動碾進行碾壓夯實，局部較窄位置和結合部位采用立式打夯機進行夯實。

（1）吊具和提升方式選擇

1）由于合成纖維扁平吊裝帶（以下簡稱扁平吊帶）具有使用方便，起重平穩，不傷被吊物體表面，重量輕、柔軟、耐磨、耐腐蝕，安全系數高，壽命長，不導電無觸電危險等優點，是鋼絲繩和鏈條等索具的替代品，對于景觀植生預鑄塊的吊裝首選扁平吊帶。

2）吊裝機械選擇8噸汽車吊，由于景觀植生預鑄塊的吊孔位于其質量中心線上，吊孔頂端距預鑄塊頂面26.5cm，距底面28.5cm，扁平吊帶穿入吊孔后，調整兩端長度使其形成對稱掛汔車吊鉤內，呈現為吊藍式提升。

3）經計算，縫制織帶部件極限工作荷載1t和2t兩種型號的扁平吊帶，長度分別為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鑄塊的重量580KG，為確保安全、降低風險系數，選擇縫制織帶部件極限工作荷載2t、長度為3m的扁平吊帶作為本工程景觀植生預鑄塊的吊具。

（2）植生預鑄塊吊裝

1）卸貨吊裝

①景觀植生預鑄塊使用運輸車輛由預制廠運送到施工現場后，進行卸貨吊裝，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在生預鑄塊堆放區，預先使用挖掘機或壓路機對地面進行整平、碾壓，確保堆放區平整密實，便于汽車吊順利支設。

③汽車吊安置完畢后，檢查吊具是否完好無損、安全可用，然后垂直升臂并水平旋轉至貨車車箱內，在距預鑄塊頂0.5～1.0m的上空停住，作業人員將扁平吊帶穿入預鑄塊吊孔內，調整吊帶端部長度使其左右對稱，再將吊帶掛入吊釣受力中心位置。吊裝指揮人員發出起吊信號后，緩緩垂直升臂至高于貨箱頂2米，之后水平旋轉吊臂到堆放區上空，再緩緩垂直降臂，當預制塊接近堆放位置時，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生期滿后進行植生預鑄塊安裝，其安裝流程：安置汽車吊→放置扁平吊帶→起吊→就位→調整位置→釋放扁平吊帶。

②在植生預鑄塊安裝區域內床上，選擇一塊平整密實的地面安置汽車吊。

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

④安放植生預鑄塊，放置時也須互卡密合、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， 土壤混合復合肥， 重量為土壤的萬分之五，并混播草籽，高羊茅：狗牙根：早熟禾=4：3：3。

四、總結分析

河道治理景觀植生預鑄塊河堤施工工藝研究，解決了生態河堤弧線段景觀植生預鑄塊安裝施工效率低、外觀質量差及結構穩定性不佳等問題，降低了質量控制難度大的風險，減少了整體河堤線形調整甚至返工的投入損失，提高了河道治理景觀植生預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施工工藝的調整難度大、施工效率低、質量難以保證的現狀。詮釋了新施工工藝運用的經濟、高效和高質量等諸多優點，為類似生態河堤、生態護坡工程積累了寶貴的經驗。

參考文獻

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