堤壩裝配式護坡結構及施工技術研究

呂 剛，卿雪林，陽 一

(四川港航建設工程有限公司，四川 成都 610041)

0 前 言

隨著我國經濟快速發展，堤防工程建設過程中逐步加強了對生態環境的的保護意識，裝配式護坡是一種響應生態堤防建設需要而提出的新型護坡結構。傳統的堤壩護坡施工工藝存在耗材較多(設備、人工)，施工周期較長，難以實現邊開挖邊防護、環境污染等問題。

為增強護坡結構的整體性，降低波浪和壅水對護坡體的影響，改善堤壩內部的滲流環境，一些學者和現場技術人員對堤壩護坡結構進行了有針對性的研究。張穎鈞[1]、曹以燦等[2]、曹尤格等[3]針對邊坡沖刷、表層溜坍問題，對裝配式錨桿框架護坡進行研究。黨福江等[4]提出的巢形裝配式生態護坡構件，由主副巢兩部分構成，主巢可控制坡面水土流失，具有護坡功能。凌繼華[5]、關志娟[6]和鄧海忠等[7]對護坡排水問題進行研究，提出不同的新型預制裝配式生態環保護坡排水系統施工技術。徐化新[8]、張富[9]、周曉靖[10]、秦宇等[11]基于護坡技術存在的不足，提出了預制裝配式生態護坡技術，并對預制裝配式護坡技術的技術原理、工藝流程和操作要點進行了詳細介紹。莊紫龍[12]提出利用裝配式預制框式擋墻進行生態護坡施工工藝。

分析表明，現有研究成果在適宜的工況下取得了較好的工程建設效果，但研究主要針對堤壩護坡結構，從工程施工全過程角度改善堤壩護坡施工質量的研究成果較少。同時，現有工程措施和技術成果中，尚存在施工效率較低、生態平衡的調節難度大、實現人與自然和諧相處等問題亟需解決。鑒于此，為彌補現有技術的不足，文章以工程為對象、以工藝為核心，對堤壩裝配式護坡結構及施工技術進行了研究。

1 工程技術問題及施工難點

1.1 護坡結構整體性弱

當預制裝配式護坡結構在不同土質狀況環境中施工時，其墊層密實度會存在一定的差異，而預制裝配式護坡結構的整體性稍差，因此，會出現不統一的沉降。當沉降規律不一致時，會產生大小不同的應力，超過極限值時，便會嚴重破壞護坡結構，使其失去穩定性。

1.2 波浪和壅水對護坡體的影響大

在斜向波浪作用下，在堤壩結構銜接段會產生波能集中、壅水和漩渦等復雜的水動力情況，對該區域護坡體穩定性產生極不利的影響。

1.3 堤壩內部的滲流環境

堤壩的臨水側和背水側存在水頭差，導致堤壩產生滲流，滲流分正常滲流和有害滲流，有害滲流產生滲透破壞，由滲透破壞造成的險情約占堤壩險情總數的60%以上，是堤壩工程中最普遍且難以徹底解決的隱患。對于堤壩的滲流控制，應遵循“前堵、中截、后排”的原則。

2 施工工藝原理及特點

1)通過連接條隼和連接槽板將頂部護坡板與堤壩填筑體連接牢固，在相接的底部護坡板和中間護坡板之間設置了接縫臺階和接縫粘結層，在中間護坡板與堤壩填筑體之間設置了橫向連接筋，在中間護坡板與堤壩填筑體、底部護坡板與堤壩填筑體之間設置了加筋層和填充層，該結構設計可有效提升堤壩護坡結構的整體性。

2)在堤壩填筑體內部設置了豎向集水管，并使豎向集水管與壩底土層上表面的底部集水層連通，可將堤壩填筑體內部的滲透水快速排除；在堤壩填筑體外側的壩底土層上表面設置了隔水層，可起到延長滲透路徑的作用。

3)在頂部護坡板的外側設置了防浪體，并使防浪體可隨波浪上下移動，從而起到降低波浪和壅水對堤壩的影響作用。

4)在頂部護坡板的外側設置了作物種植槽，并在作物種植槽下部設置了蓄水槽，可滿足作物吸水需求；同時在作物種植槽內設置了排氣條帶，可滿足作物根系氧氣交換的要求。

3 施工工藝流程與操作要點

3.1 施工工藝流程

堤壩裝配式護坡結構施工工藝流程如圖1所示。

圖1 堤壩裝配式護坡結構施工工藝流程圖

3.2 操作要點

1)構件制備：采用鋼筋混凝土材料制備頂部護坡板、中間護坡板和底部護坡板，并在頂部護坡板的上表面和下表面分別設置作物種植槽和連接條隼，在中間護坡板和底部護坡板的下表面設置板底連接筋和定位桿；根據錨固要求制作錨墊板，并使錨墊板與套筒連接桿或連接吊鉤連接牢固；根據連接條隼的尺寸情況，制備連接槽板。生態護坡結構如圖2所示。

圖2 堤壩生態護坡結構橫斷面示意圖

2)隔水層和底部集水層鋪設：在底部護坡板位置支設模板，澆筑形成限位體；在壩底土層的上表面分別鋪設隔水層和底部集水層，其中隔水層鋪設于限位體的外側，底部集水層鋪設于限位體與豎向集水管之間。

3)堤壩填筑體施工：根據堤壩填筑體的尺寸要求，自下向上分層填筑堤壩填料形成堤壩填筑體。

4)豎向集水管設置：先在堤壩填筑體內部豎向引孔，再將與反濾層連接好的豎向集水管插至底部集水層下部，然后在豎向集水管內插入抽水管。

5)橫向連接筋設置：在堤壩填筑體的外側進行橫向引孔，并將橫向連接筋插入孔內，在橫向連接筋的內側端部注漿形成擴大端頭。

6)填充層設置：在堤壩填筑體的外側面鋪設加筋層、在底部護坡板的下部安裝錨固筋，根據填充層厚度要求調整定位桿上調位板的位置；先將底部護坡板插入限位體的間隙內，再自下向上安裝中間護坡板，并在相接的中間護坡板之間，以及中間護坡板與底部護坡板的接縫處設置接縫臺階、接縫粘結層和防水條帶。自最上面一排中間護坡板與堤壩填筑體的間隙向下灌注填充材料，形成填充層。

7)頂部護坡板布設：先在堤壩填筑體外側安裝連接槽板，再在最上面一排中間護坡板上部安裝頂部護坡板(見圖3)，并在頂部護坡板底面的連接條隼與連接槽板之間設置柔性防水層。待擴大端頭形成強度后，在橫向連接筋外側設置錨墊板，校核錨墊板外側的連接吊鉤和套筒連接桿的位置滿足要求后，對橫向連接筋施加張拉力。先在套筒連接桿的外側端部設置限位套筒，再在限位連接桿的底部設置桿底連接環。

圖3 頂部護坡板與防浪體連接結構示意圖

8)防浪體設置：在限位連接桿的頂部先安裝限位環一，將防浪體與連接端板連接端設置連接橫板，并使連接橫板與連接端板通過緊固螺栓牢固；在防浪體與限位連接桿連接處設置套環，并將套環置于限位環一上部，最后安裝限位環二。

9)種植土壤鋪設：先在作物種植槽的連接臺階上設置種植槽底板；再將吸水管的底端插入蓄水槽內；然后在種植槽底板上鋪設排氣條帶、反濾透氣層，使排氣條帶伸至種植槽豎板外側；最后在反濾透氣層上部鋪設種植土壤。

4 結 語

1)基于當前工程的實際需要，本文提出了一種結構整體性強、防滲性能好、施工方便，并可有效防控波浪影響的堤壩生態護坡結構及施工方法，并對該技術的施工工藝流程和控制要點進行分析論述。

2)結合工程實際，本文對研究技術的施工工藝流程和關鍵技術要點進行了系統研究，闡明了研究技術的工程適用性和工程應用價值。

[ID:013466]