提高堤防混凝土護砌施工速度和工程質量的可行措施

陳　權，王克國

技術論壇

(黑龍江省三江工程建設管理局，哈爾濱 150081)

?

提高堤防混凝土護砌施工速度和工程質量的可行措施

陳權，王克國

技術論壇

(黑龍江省三江工程建設管理局，哈爾濱 150081)

摘要：嫩江治理工程于2015年9月20日開工，混凝土工程設計總量68 萬 m3。其中，預制混凝土鉸接塊、生態連鎖板塊、堤后混凝土框格共計11.25 萬 m3。工程建設戰線長，工程量大，工期短，現場質量控制難。文章總結和分析2014年應急度汛工程現澆混凝土護坡施工中存在的問題和建設難度，結合嫩江治理工程建設任務和寒冷氣候特點，為確保工程能夠按期優質完成任務,提出混凝土護坡采用干硬性混凝土、工廠化生產、機械化鋪裝的施工措施方案。

關鍵詞：嫩江治理；堤防工程干硬性混凝土護砌；工廠化生產；機械化鋪裝

1方案背景

1.1基本情況

嫩江治理工程于2015年9月20日開工，混凝土工程設計總量68 萬 m3。其中，預制鉸接塊護坡5.20 萬 m3,生態連鎖板塊2.59 萬 m3,堤后混凝土框格草皮護坡3.46 萬 m3。工程建設特點：戰線長，工程量大，工期短，現場質量控制難。

1.2存在問題

2014年應急度汛工程坡面護砌設計以現澆混凝土護坡為主，現澆混凝土護坡受我省寒冷氣溫影響，施工期有限(有效工期150～170 d)。三江工程工期緊，任務重，特別是嫩江治理工程2015年開工較晚，按期完成施工任務非常艱難；而且現澆混凝土施工工序復雜，砂石骨料控制、幾何尺寸控制、施工過程控制、后期養生控制等都需要嚴格把關，管控困難，建設管理難度大，難以保證工程質量。

1.3方案提出

在工程建設工期緊、任務重的前提下，結合2014年應急度汛工程現澆混凝土施工中存在的諸多問題，為確保工程優質高效完成任務，三江局組織專家進行專題調研，結合我省氣候特點，混凝土工程施工有效期短，確定采取工廠化生產線生產，混凝土采用干硬性混凝土，配合機械化施工。經在嫩干立陡山堤防段進行試驗研究，確定了方案的可行性。

2護坡混凝土施工主體方案研究

2.1專題研究，確定科研課題

混凝土護坡主體方案確定后，三江局成立課題研究小組，由局業務處室、設計單位、檢測單位、監理單位和施工單位抽調專人，圍繞如何提高質量并加快施工建設速度，從保證設計指標、優化結構和施工工藝確定課題研究方向。經多次現場跟蹤調研，破解實施過程中的難點。

2.2現狀調研

2014年應急度汛工程中混凝土護坡板為37 萬 m3，其中現澆板為33 萬 m3,預制塊為4 萬 m3，施工工期為2014年5月至2015年7月。黑龍江省現澆混凝土施工有效工期150～170 d，如常規施工，按期完成施工任務難度很大。現澆混凝土護坡施工還是傳統施工工藝，存在如下問題：①原材料控制難，三江工程戰線長，工程量大，施工作業面多，原材料使用管控難度大；②施工過程控制難，由于在坡面施工，墊層厚度、支模、驗倉、振搗、壓光都需要嚴格控制，否則直接影響工程質量；③后期養護難，混凝土后期養護直接影響混凝土強度；四是外觀質量控制難，施工作業面多，作業人員素質良莠不齊，導致現澆混凝土外觀整體效果遠不如預制混凝土板美觀、規整。

3方案可行性分析

3.1技術保障措施

經過多方面論證，最后同設計部門研定預制塊混凝土采用干硬性混凝土。干硬性混凝土特點是水灰比變化較小，脹縮率小，既保證混凝土強度又提高了混凝土抗凍性能。通過在廠家隨機取樣，做成試驗模塊，委托省水科院進行試驗，試驗成果抗凍等級達到F200，滿足設計要求。在指標滿足的條件下，進行批量生產，在預制塊達到期齡后，施工單位自檢和監理單位平行檢測按照檢測計劃要求按批次進行檢測。其中自檢13個批次，合格率100%，平行檢2個批次，合格率100%，均滿足設計要求。經抽檢單位進行現場機械取芯試驗，檢測值均達到設計標準。工廠化生產的產品幾何尺寸標準，外觀規整，比現澆混凝土護坡有明顯優勢。

3.2工廠化生產保障供應措施

經濟發展水平以及國家在不同時期所采取財政政策的不同均對國債發行的規模有著非常重要的影響。同時，在不同金融市場發展時期，國債發行規模也有所不同，流通中貨幣量供過于求時，為了避免過度通脹，中央銀行多采用擴大國債發行規模的方式來進行貨幣的回籠；經濟蕭條，貨幣供應偏緊時，央行也多采用購入國債的方式來增大流通中的貨幣量。除此之外，一國的國債管理水平、居民應債能力以及金融市場狀況也都對國家的國債規模有著不同程度的影響。

工廠化生產打破傳統現場人工預制做法，主要體現6個優勢：①生產效率提高。工廠生產線流水作業，尺寸75cm×50cm,單塊混凝土體積為0.056 m3,平均每天生產5000塊，產品可滿足供應需求；而人工預制生產需要現場有足夠面積流轉場地，100套模具，2.5倍的底模，一模10塊，15個工人需要1 d的時間才能澆出1000塊，而且需要拆模、倒運置放，常規人工養護至少15 d才能到達鋪設強度。②產品質量可控。產品采用干硬性混凝土一次性壓制成型，蒸汽養護，強度有保證，外觀尺寸標準；而人工預制模具在使用過程中容易變形，導致混凝土塊尺寸不規整，在預制倒運過程中，損耗大，破損率高，人工養護不及時直接導致強度降低。③延長施工工期，通過工廠化生產，蒸汽養護，冬季也能正常生產，克服季節對混凝土施工限制，延長了有效工期；④便于控制管理。廠家只需配置一個監管人員即可，便于業主和監理單位控制管理，緩解管理人員不足的壓力。⑤緩解用工壓力。我省有效施工期約7—8個月，其中春秋兩個忙季約2個月，鬧民工荒，技術工人更是缺少。⑥降低運輸破損率。工廠化生產產品采用托盤包裝，生產運輸規范，破損率低。

3.3機械化施工，提高安裝效率，降低成本。

目前，水利工程混凝土預制塊施工一直為人工鋪設，這就局限了預制塊的設計尺寸。立陡山堤防混凝土預制塊設計尺寸為750×500×150 mm，重量為135kg，達到人工鋪設的極限。隨著水利工程技術不斷發展，大尺寸預制塊將被應用到工程實際中。大尺寸混凝土預制塊具有穩定性好、外觀美、成本低、施工效率高等優點，達到現澆混凝土護坡性能要求。但要用傳統人工鋪設施工，無法搬運，難以達到鋪設要求。工廠生產的預制塊最大尺寸達1200 mm×1000 mm×150 mm，設計不配鋼筋情況下重量達432kg，人工鋪設不可能實現。所以，研制現代化混凝土預制塊運輸及鋪設裝置勢在必行。根據護坡工程中混凝土預制塊施工特點，經過大量文獻檢索和市場調研，與真空設備廠商進行溝通，成功研制混凝土預制塊智能吸取設備，通過與相關機械配合達到機械化施工作業效果，有效提高了施工效率。

3.4實際效果

嫩干應急度汛工程肇源縣立陡山堤防0+000～1+500段混凝土預制板護坡施工已于2015年7月施工完成，效果良好。工廠化生產保證了施工質量，混凝土強度全部超過設計標準，幾何尺寸規整，外觀整體效果美觀；機械化施工提高施工效率，確保施工工期。嫩干西北岔堤防3 萬 m3生態板塊在吉林省德惠市廠家定制生產，2015年9月已經施工完成，質量優良。

圖1　立陡山堤防預制塊護坡

圖2　西北岔堤防生態連鎖塊

4推廣應用

根據嫩江治理工程建設任務，嫩江處詳細編制施工實施方案。一是調查嫩江沿線混凝土預制塊生產廠家，詳細了解生產規模及生產能力；二是組織人員測算產品造價，對產品生產過程、運距及人工鋪設等進行造價分析，測算混凝土預制塊單價為700—900元/ m3。根據工程任務分部特點，同施工單位確定兩種施工方案，供應距離適宜，運輸方便，由廠家定制生產；運距遠、運輸難度大，由施工單位自建生產線自行生產。

圖3　嫩干四標連鎖板塊

目前嫩干第四標段混凝土連鎖鉸接塊已經在廠家定制生產20萬塊。現經鋪設施工，施工過程便于控制，質量優良，外觀效果良好，損耗率低，鋪裝效率高。通過廠家的生產過程和現場施工演示，施工單位進行了橫向對比，工廠化生產體現出了明顯優勢。現在嫩干2標、4標、5標都已經和廠家簽訂混凝土鉸接塊及框格生產合同，訂購量11743 m3,采用工廠化定制生產，來保證混凝土產品生產的質量和工期。其它標段也正在同廠家洽談或自建生產線。

4.2混凝土生態塊施工

嫩江治理工程生態連鎖塊2.59 萬 m3,施工單位已經同齊齊哈爾市、吉林省德惠市廠家簽訂生產合同。

4.3混凝土框格護坡施工

已同設計部門研定，堤后現澆混凝土框格護坡施工變更為干硬性預制混凝土框格施工。并同施工單位確定施工方案，由施工單位同廠家簽訂生產合同，工廠化生產，現嫩干4標、5標、11標等標段已經和施工單位簽訂生產合同。

4.4干硬性混凝土路面施工

嫩干四標準備在富裕牧場堤防采用干硬性混凝土路面施工，采用滑模式攤鋪機械施工技術，提高生產效率。干硬性混凝土提高路面抗折強度，增加道路使用年限，保證施工質量。

實踐證明，嫩干工程采用的混凝土護砌產品工廠化生產在黑龍江高寒地區堤防施工中的應用，既保證了混凝土本身的強度和抗凍性能，又加快了施工工期和提高了施工質量，能夠確保三江治理工程如期保質完成全部任務。

參考文獻：

[1]龍江水院.黑龍江省嫩江干流堤防應急度汛工程可研報告[R].哈爾濱：黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2015.

[2]劉玉年.中華人民共和國水利部SL260—2014.堤防工程施工規范[S].北京：中國水利水電出版社，2014.

[3]陳改新.SL352—2006水工混凝土試驗規程[S].北京：中國水利水電出版社，2006.

文章編號：1007-7596(2016)04-0157-03

[收稿日期]2016-03-06

[作者簡介]陳權(1965-)，男，黑龍江齊齊哈爾人，研究員級高級工程師；現任黑龍江省三江工程建設管理局副局長，兼嫩江工程建設處處長。曾獲齊齊哈爾市首屆青年科技獎；中國水利工程建設優質大禹獎；齊齊哈爾市優秀中青年專家稱號；黑龍江省水利優秀青年學科帶頭人；建國六十周年黑龍江省水利英模獎；黑龍江省人民政府千億斤糧食生產優秀科技工作者稱號；2013年獲省科技進步二等獎。2014年主持的嫩江干流堤防應急度汛工程建設工地獲水利部全國文明工地稱號。王克國(1976-)，男，黑龍江賓縣人，高級工程師。

中圖分類號：TV544+.92

文獻標識碼：B