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格賓網生物護坡在晉江下游低水駁岸中的應用

時間:2017-02-15 10:16:10 | 來源:晟江格賓網 | 作者:晟江格賓網 2644

摘要:  該文以福建泉州市晉江下游低水駁岸為例,  闡述格賓網生物護坡的基本原理,  結合格賓網生物護坡的結構特點,  介紹格賓網生物護坡的施工技術以及施工過程中的工程質量管理,  供相似工程參考。
格賓網生物護坡在晉江下游低水駁岸中的應用
1、工程概況:
   晉江位于福建省東南沿海, 是我省四大河流之一, 全長 182 km, 干流自雙溪口至前浦入海, 全長 32 km。泉州市地處晉江下游干流兩岸, 是我國著名僑鄉和歷史文化名城。晉江下游防洪堤工程始建于上世紀五十年代, 南北兩岸堤長共 281 24 km。由于原設計標準偏低且岸線未經總體規劃, 堤線甚不規則, 沿江建筑雜亂無章。為提高防洪抗災能力, 控制晉江下游河勢, 美化市區環境, 經多年技術研究和規劃論證, 1997 年 12 月 30 日, 省政府批準晉江下游河道防洪岸線整治規劃建設, 范圍從金雞攔河閘至法石, 河道長 151 6 km, 工程分兩期實施。工程于 1997 年動工建設, 2008 年全部完工, 市區兩岸堤防達到 100 年一遇的防洪標準。
   根據岸線整治規劃, 為保護晉江下游防洪堤, 改善河道景觀, 在晉江下游主河道兩岸修建低水駁岸。本文主要介紹晉江南岸荀江橋頭至浮橋段低水駁岸格賓網生物護坡的處理方法。

2、工程條件簡述:
2.1.1、地質條件:
   工程區河段為晉江河道主河床最窄處, 河床寬僅 220 m。且下游浮橋建于宋代, 為歷史文物, 原橋面及橋下河床均比較高, 對上游水位壅高較大, 上游的荀江橋距離浮橋近, 洪水容易在此處形成漩渦。
   地基土層主要有粉質粘土, 可塑; 中細砂、含礫中粗砂, 下部為砂礫石等。這些松軟土層抗沖流速 < 016 ~ 018 m/ s, 存在的主要工程地質問題是岸線坡腳易產生沖刷及岸坡產生滑移變形, 應采取工程處理措施。
 
2.1.2、水文條件:
   晉江河口泉州海域是比較典型的半日潮, 河口至金雞橋閘為感潮段, 每天均有兩次潮水漲落。低水駁岸近主河道,受潮水影響較大。在工程區取 1 組地表水和鉆孔取 2 組地下水進行水質分析試驗, 評價環境水對混凝土腐蝕情況。結果表明: 地表水具分解類溶出中等腐蝕; 分解類一般酸性型中等腐蝕。地下水具分解類一般酸性型弱~ 中等腐蝕, 分解類溶出型中等腐蝕; 分解類酸性型弱~ 中等腐蝕。
 
3、格賓網生物護坡主要特點:
   表面經防蝕處理的低碳鋼絲用機械編織成雙鉸六角形柔性金屬網格 ( 即格賓網) , 再將金屬網綁扎成不同結構和尺寸, 相互連接成網墊, 填入適當石塊, 石間筑土, 填石筑土時人工移植當地草皮, 并撒草籽, 然后綁扎蓋網, 形成石墊整體護面, 即格賓網生物護坡。當帶土球的植被根系經石間土進入坡體后, 植被、石墊與土坡三者形成一個剛柔兩性的 / 板塊0, 既可以抵抗坡面外水沖刷, 又可以排除內水, 且能適應一定位移。起連結的格賓網與植被根系共同發揮作用,可綠化環境, 保持水土。
 
   格賓網生物護坡主要特點如下: ¹ 透水性好: 能排水固結, 有利于山坡和岸灘的穩定和水土保持, 阻止由流體靜力造成的損害。 º整體性好: 組裝成各種形狀, 連成一個整體, 無結構縫, 適應變形, 整體結構有延展性; 抗水流沖刷, 能承受最大水流速度達 6 m/ s。 »耐腐蝕: 經表面防蝕處理的低碳鋼絲經久耐用, 能抵抗任何浸蝕。¼ 經濟適用,施工方便: 可因地制宜地利用當地石料資源, 不用水、水泥、模板和電力。½ 生態環境保護: 石縫間長出綠色植被,滿足水土保持、消聲斂光、綠化美化環境的要求。¾ 施工進度快: 可多組同時施工, 平行、流水作業。
 
4、低水駁岸護坡處理方案選擇:
   根據地質鉆探,  荀江橋頭至浮橋段沿低水岸線地質土層
  表 1   低水駁岸護坡處理方案比較      
         
護坡方案 工程環境適應性 經濟性    
         
C15混凝土預制塊 根據一期低水駁岸環境影響評價報告書,  混凝土對水下微生物的生存 每延長米造價為 2 080
M 715 漿砌條石 環境不利;  自河口至金雞橋閘為感潮段,  水質對混凝土具有腐蝕作      
  用;  整體穩定性差,  遇位移易發生連鎖反應 每延長米造價為 1 760
格賓網生物護坡 不會對環境造成破壞;  金屬網對晉江水質有抗腐蝕作用;  具有較好的 每延長米造價為 2 210
  穩定性,  能適應一定的位移,  抗沖刷和塌坡能力強    
         
圖 1  荀江橋至浮橋低水駁岸斷面圖


圖 1  荀江橋至浮橋低水駁岸斷面圖
   表層為粉質粘土, 層厚約 3 m, 其下為中砂。根據邊坡穩定計算結果 ( 抗滑穩定安全系數為 1138) 及一期工程的實際經驗, 低水駁岸結構型式采用護坡式, 設計坡度為 1B215, 護腳高程 01 5 m, 護岸頂高程 415 m。
   由于本工程為景觀工程, 護坡型式選用三種方案 ( C15 混凝土預制塊護坡、M 71 5 漿砌條石護坡和格賓網生物護坡) , 從工程環境適應性和經濟性進行對比, 結果見表 1。
  從預算結果看, M 71 5 漿砌條石護坡最低, C15 混凝土預制塊護坡次之, 格賓網生物護坡價格最貴。綜合考慮工程區所處位置環境地質水文條件, 要求低水駁岸護坡整體穩定性好, 抗沖刷和塌坡能力強, 且具有抗腐蝕能力, 最后選擇采用格賓網生物護坡型式。
 
5、低水駁岸格賓網生物護坡的設計與施工:
5.1.1、設計要求:
   低水駁岸設計坡比為 1B21 5, 護腳高程 015 m, 護岸頂高程 415 m。護坡采用厚 01 25 m 的格賓網生物護坡結構,下鋪厚 01 20 m 的砂碎石墊層及規格為 350 g/ m2 的反濾土工布;  護腳采用 C20 鋼筋混凝土結構, 寬 11 0 m, 厚 01 5 m,  護腳下施打長 41 0 m、縱向間距 11 0 m 的木樁; 護腳外采用拋石頂寬 21 0 m,  外側坡比為 1B210, 拋石面采用厚 01 45 m 的格賓網護坡 ( 格賓網采用網目為 60 mm @ 80 mm,  網絲 21 2mm,  框絲 310 mm,  扎絲 21 2 mm) 。如圖 1 所示。
 
5.1.2、低水駁岸基礎處理:
 
( 1) 拋石基礎施工: 采用 5 t 自卸汽車以端進法向前延伸立拋, 根據施工分段進行放樣, 按橫向由低往高、縱向由外到內的原則拋投。拋填石料塊重為 20~ 40 kg, 拋投時大小搭配。拋石體達到預定斷面, 并經碾壓初步穩定后, 按設計輪廓將拋石體整理成型。
 
( 2) 護腳基礎施工: 把經防腐處理的、樁長 41 0 m, 尾徑 01 14 m 的松木樁按照施工放樣的打樁位置每隔 110 m 放一根, 并用挖掘機施打至設計頂高程。施打過程中遇拋石時, 根據探明的范圍、深度、寬度,打樁位置作適當調整。按照施工圖紙完成C20鋼筋混凝土護腳。
513 護腳以上格賓網生物護坡施工
 
( 1)  護腳以上的邊坡按設計邊坡坡度修整夯實,  使邊坡密實、平整、穩定。在護坡上鋪上 350 g / m2 的反濾土工布,  土工布一端壓入鋼筋
 
混凝土護腳 013 m, 另一端沿著平整好的護坡往上橫向鋪開, 并按設計要求完成相鄰土工布的搭接。在土工布上鋪設 012 m 厚的砂碎石墊層。
 
( 2) 將格賓網運至施工現場后, 在靠近安裝位置的平整場地上打開, 置于平實的地面, 壓平多余的折痕, 并避免損傷護墊和網線保護層。用綁扎絲將前后面板、底板、隔板組裝成長 310 m、寬 11 0 m、厚 01 25 m 的矩形護墊, 同時每隔 8 cm 高度在前面板與后面板間加裝綁縛鋼筋, 以增強牢固性及面墻的平整性。
 
( 3) 相鄰護墊組的上下四角以雙股組合絲連接, 上下框線或折線, 每間隔 25 cm 綁扎一道, 并使用螺旋固定絲絞繞收緊聯結, 組成單元護墊組結構。將組裝好的空格賓單元結構網箱組從護腳往護岸頂方向安裝在已處理完畢的護坡上,將其聯結在一起, 用螺旋固定絲攪擾收緊, 使其連成一體。順水流方向從下游往上游將單元結構網箱組按上述方式組裝完畢。
 
( 4) 把吊車安裝在護岸上, 將準備好的大小為100~ 200 mm 的不易風化的硬質巖石頭裝在漏斗型吊斗中, 用吊車輔以人工填充格賓網。填充時, 同時均勻地向一組格賓網墊的各網格內填入石料。石料先填充一半高度, 人工將塊石擺放整齊, 用細石填縫密實, 再填充另一半, 保證箱體內填充料達到較高的密實度。填充石料容重均 \1170 t/ m3 , 填充石料頂面高出加筋格賓表面 30 mm, 以利于石頭自然沉降。

( 5) 裸露的填充石料表面用人工砌壘整平, 讓石料間相互搭接。用拉筋保持護墊形狀規整, 拉筋間距為 300 mm。石塊填充完畢, 利用單元網蓋將護墊加蓋, 拉到位并與前板、側板及隔板絞合在一起,  整齊護墊邊緣,  綁扎邊框線。
 
( 6) 護墊施工完畢后, 在護坡上撒上適合本地土壤氣候條件、耐潮濕、根系發達、生命力強的草種。

5.1.4、護腳以下格賓網護坡施工:
 
( 1) 格賓網護墊的預制: 在靠近低水駁岸護腳位置的平整場地上按連續纏繞法組裝長 210 m、寬 110 m、厚 0145 m 的矩形格賓護墊, 按要求填充石料。砌壘時, 在上面四個角各預留一個小孔供吊裝鋼絲繩穿過。用網蓋將護墊加蓋, 用連續纏繞法將邊框固定, 整齊護墊邊緣。
 
( 2) 起吊架的加工制作: 到專門加工廠用 8 號槽鋼焊接一個 2 m @ 1 m 的矩形架子, 在四個角上各焊上一個吊鉤,并將矩形架子對角線用兩根經加工處理的槽鋼對焊后與矩形架子四角底部焊接, 對角線交點將作為起吊點。把 4 條長 3 m、5 12 的鋼絲繩的一端捻制固定在四個角上, 并在捻制位置用鋼絲繩夾夾緊加固, 另一端用同樣的方法捻制成一個小吊圈, 形成一個完整的吊架, 供格賓網護墊吊裝使用。
 
( 3) 吊裝前的準備工作: 由于本工程位于晉江下游感潮河段, 每日均有兩次潮水漲落。施工期間, 荀江橋下最低潮水位為- 01 75 m, 而平均潮位遠大于低水駁岸拋石基礎護腳高程 01 5 m。施工時, 先向運行管理單位咨詢潮漲潮落具體時間, 以便安排施工時間。根據現場施工特點和條件, 選擇采用船吊機組輔以人工進行吊裝。
 
( 4) 格賓網護墊的吊裝和鋪設: 將起吊架四個角上的 4 根帶小吊圈的鋼絲繩從預制好的格賓網護墊四個角的預留孔穿過, 分別將小吊圈掛在起吊架的吊鉤上。用船吊機組將預制好的格賓護墊吊到船上, 運到施工區。固定船吊機組, 將格賓網護墊吊到護腳平臺并緊靠 C20 鋼筋混凝土護腳放下。用人工把起吊架上的小吊圈從吊鉤里挑出, 格賓網護墊脫離起吊架, 安放在指定位置。用同樣方法吊第二塊, 緊靠第一塊, 將這兩個格賓網護墊用連續纏繞法固定連接。依此辦法, 沿著護腳外往河床鋪設。當鋪裝水下的護坡時, 吊裝方法不變, 但必須對格賓網護墊安放位置進行定位。定位采用 4 根竹竿, 前 2 根放在已安裝完畢的格賓網護墊的下端兩個角, 另 2 根按照護坡坡比及護墊面積大小定位。格賓網護墊放在四根竹竿之間, 以保證安裝位置準確不移位。依此辦法, 沿河床方向鋪設。鋪設完畢后, 雇傭當地水性良好的人員潛入水中, 對相鄰格賓護墊按間隔 25 cm 綁扎一道, 并使用螺旋固定絲絞繞收緊聯結。再用同樣的施工方法由下游往上游方向將格賓網護坡連成一片。護坡不做處理, 讓自然的泥土充填其間。
 
 
 
6、護坡處理效果:
    由于泉州為臺風多發地區, 而晉江屬于山區河流, 較大洪水多由持續時間短而強度大的暴雨造成。工程場地地層由海積土與河流沖洪積所構成, 護腳基礎易被沖刷削弱, 從而使護坡坍塌、損壞。晉江南岸荀江橋頭至浮橋段經格賓網生物護坡處理的低水駁岸經過 2009 年汛期洪水的考驗, 駁岸護底和護坡均未被沖刷破壞。洪水過后, 等潮水退至最低水位時, 對護腳以下的格賓網護坡進行檢查, 未發現護坡遭破壞, 也未發現金屬網生銹斷裂, 護坡處理效果較佳; 水中懸移物和淤泥已沉淀在格賓網石頭空隙中。護腳以上護坡的植物根系通過石塊間的泥土扎入邊坡, 生長良好, 并恢復原有的生態環境, 使河岸得到有效的永久保護, 滿足水土保持和綠化美化環境的需要。
    從經濟投資比較, 格賓網生物護坡比其它形式護坡單位投資增加超過 15% 左右。主要是本次施工工程量少, 而格賓網本省沒有生產廠家, 單價比較高。若今后能夠大面積采購, 可降低金屬網的價格。另外, 通過優化設計 ( 如減少護墊的厚度等) 和其它工程措施, 可降低整體單價。
 
7、結語:
    目前, 我省水利工程和河道整治建設護坡處理方式基本采用傳統的漿砌石和混凝土的剛性結構, 常因施工技術、材料質量、季節變化、地基變化等原因開裂坍塌, 從而增加后期運行管理費用。格賓網生物護坡融工程結構與生態環保于一體, 在建設開發中兼顧保護自然, 恢復原有的生態環境。由于它的易結合性, 可提供各種各樣的結構造型設計, 滿足不同區域的景觀要求, 同時可結合植草皮及種花等形成綠色的護坡, 對于美化城市景觀及改善環境具有社會和環境效益。還可以進行工廠化制作出半成品, 施工現場僅需組裝定型, 灌充填料, 操作簡便, 尤其是受氣候因素干擾小, 適宜于機械化施工。與傳統的的漿砌石和混凝土結構相比, 格賓網生物護坡具有明顯的結構優勢、環保優勢和成本優勢。




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