隨著我國城市化進(jìn)程的不斷發(fā)展，河道整治工程在城市中發(fā)揮著越來越重要的作用。由于自然河道經(jīng)過長期的雨水侵蝕和沖刷，其堤岸的穩(wěn)定性會受到較大的影響，有可能出現(xiàn)邊岸坍塌等問題，威脅到河道沿岸地區(qū)人民群眾的生命財產(chǎn)安全。因此在河道水利工程的建設(shè)過程中必須高度重視河道防護(hù)工程的設(shè)計、選材、施工等問題，確保河道堤岸的安全性和穩(wěn)固性，為河道沿岸地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)活動的正常開展提供更加可靠的保障，從而推動沿岸地區(qū)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展。

2000年之前在上海地區(qū)修建的水利工程項(xiàng)目，河道護(hù)底、護(hù)坡多采用漿砌塊石型式，2000年以后多采用灌砌塊石型式。采用砌石方案主要存在以下五個方面的問題：（1）石料開采管控嚴(yán)格；（2）運(yùn)輸成本高；（3）石料成品質(zhì)量下降；（4）專業(yè)技術(shù)工人急劇減少；（5）人工費(fèi)用不斷增高。

為了使上海地區(qū)相關(guān)河道整治工程的技術(shù)、質(zhì)量、施工進(jìn)度、工期和工程費(fèi)用等能夠得到切實(shí)可靠的保證，需要考慮砌石護(hù)砌方案的替代方案。相較于傳統(tǒng)砌石材料，現(xiàn)澆混凝土護(hù)坡、護(hù)底主要存在以下優(yōu)點(diǎn)：（1）現(xiàn)澆混凝土護(hù)砌壽命長，在正常情況下，可運(yùn)行50年以上；（2）混凝土護(hù)砌糙率小，允許流速大；（3）混凝土護(hù)砌強(qiáng)度高，能防止動、植物穿透或其他動力的破壞，便于養(yǎng)護(hù)管理，節(jié)省管理費(fèi)用；（4）混凝土護(hù)砌局部損壞后便于替換；（5）混凝土護(hù)砌施工方便、工期短、適應(yīng)性廣泛。

綜上所述，混凝土護(hù)砌方案在上海地區(qū)河道防護(hù)工程中的應(yīng)用前景更為寬廣。本文就現(xiàn)澆混凝土在河道防護(hù)工程中的具體運(yùn)用進(jìn)行了深入研究，詳細(xì)介紹了對河道護(hù)底、護(hù)坡采用現(xiàn)澆混凝土方案的主要技術(shù)指標(biāo)。

一、現(xiàn)澆混凝土在河道防護(hù)工程中應(yīng)用的主要技術(shù)指標(biāo)

1.混凝土尺寸和強(qiáng)度等級

在河道護(hù)坡、護(hù)底工程中采用混凝土方案，需要考慮波浪作用、抗沖、抗掀起等影響因素。混凝土塊體的厚度計算方法可參見《水閘設(shè)計規(guī)范》（SL265-2016）、《渠道防滲工程技術(shù)規(guī)范》（GB/T50600-2010）和《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）。混凝土塊體的重量和大小根據(jù)流速計算，可參見《堤防工程設(shè)計規(guī)范》（GB50286-2013）。土工織物不被掀起的厚度計算，可參見《水利水電土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》（SL/T225-98）。

在實(shí)際工程中，河道護(hù)坡、護(hù)底通常采用混凝土格梗作為澆筑邊界，一次性澆筑的邊長約為10～15m。澆筑倉內(nèi)采用置伸縮縫分割成若干塊體，混凝土塊體澆筑塊體平面尺寸取1m×1m～6m×6m，其中以3m×3m 居多；厚度取0.12～0.30m，分等厚度和變厚度兩種類型；強(qiáng)度等級取C15和C20。

2.伸縮縫的寬度及施工和充填設(shè)計

伸縮縫的寬度取決于間距、溫差、混凝土干縮量、填料伸縮性，以及施工的要求等，一般采用2～3cm，可參見《水工設(shè)計手冊》（第9 卷，灌溉、供水）。在實(shí)際工程的伸縮縫充填料通常可采用2cm厚瀝青木板、瀝青杉板、兩氈三油或聚乙烯閉孔泡沫板。伸縮縫的施工通常可采用混凝土澆筑前布置隔縫板或鋼板涂刷混凝土脫模劑這兩種方法。

3.墊層和排水

砌石、混凝土等護(hù)坡與土體之間應(yīng)設(shè)置墊層。墊層可采用砂、礫石或碎石、石渣和土工織物，砂石墊層厚度不應(yīng)小于0.1m。風(fēng)浪大的堤段護(hù)坡墊層可適當(dāng)加厚。

漿砌石、混凝土等護(hù)坡應(yīng)設(shè)置排水孔，孔徑可為50～100mm，孔距可為2～3m，宜呈梅花形布置。漿砌石、混凝土護(hù)坡應(yīng)設(shè)置變形縫。平行堤軸線的排水溝可設(shè)在戧臺內(nèi)側(cè)或近堤腳處。坡面豎向排水溝可每隔50～100m 設(shè)置一條，并應(yīng)與平行提軸向的排水溝連通。排水溝可采用混凝土或砌石結(jié)構(gòu)，其尺寸與底坡坡度可由計算或結(jié)合已有工程的經(jīng)驗(yàn)確定。

4.基礎(chǔ)處理

根據(jù)現(xiàn)場情況采用機(jī)械和人工相配合施工清理，清基邊界控制在設(shè)計基面邊線外50cm以上。將基面的淤泥、腐殖土、雜填土、泥灰、雜草、樹根以及其他雜物清除。地表雜物清除以后，針對存在的凹凸不平坑洼部位，按照土方填筑規(guī)范要求，進(jìn)行回填處理，使堤基平整壓實(shí)。邊坡清理要求無樹根、草皮、亂石等雜物，表面無顯著凸凹，無松土和彈簧土。要求邊坡穩(wěn)定，無反坡，不陡于設(shè)計邊坡，符合設(shè)計要求。

二、現(xiàn)澆混凝土河道防護(hù)工程中的應(yīng)用

1.工程概況

建航塘港南延伸整治工程、張涇河南延伸整治工程、南新涇泵閘段工程是目前上海地區(qū)在建的骨干河道聯(lián)通工程。在原設(shè)計方案中，采用灌砌塊石作護(hù)坡、護(hù)底。護(hù)砌工程方量如表1所示。

由于需從其他地區(qū)采購石料，材料供應(yīng)難以保證，施工進(jìn)度難以控制，所以現(xiàn)計劃將灌砌塊石方案改為現(xiàn)澆混凝土方案。所需現(xiàn)澆混凝土總方量為47087m3，混凝土塊厚度取0.3m，總面積為156957m2。按護(hù)坡為40%、護(hù)底為60%的比例進(jìn)行計算，護(hù)坡和護(hù)底的總面積分別為62783m2和94174m2。按15m×10/倉劃分，護(hù)坡和護(hù)底分別為418.6倉和627.8倉。根據(jù)表2每倉工程量及施工時間進(jìn)度表進(jìn)行計算，護(hù)坡和護(hù)底每倉施工時間約為1.5個工作日和1個工作日，則所需施工時間均為627個工作日，整個施工時間為1256個工作日。

2.現(xiàn)澆混凝土代替塊石工程費(fèi)用估算

混凝土護(hù)坡護(hù)底（30cm 厚）和灌砌塊石護(hù)坡護(hù)底（35cm 厚）的單位面積價格如表3所示，三個工程的總面積為156957m2，則相應(yīng)的工程費(fèi)用分別為4545.27萬元和4981.90萬元，因此混凝土方案比灌砌塊石方案節(jié)省約436.63萬元。

3.施工工藝流程

（1）鋪設(shè)砂礫墊層

河道護(hù)坡、護(hù)底按設(shè)計坡比整平、壓實(shí)后，開始鋪設(shè)砂礫石墊層。砂墊層振搗密實(shí)后，采用粗砂整平或鋪設(shè)土工布，防止混凝土澆筑時墊層吃漿，墊層鋪設(shè)驗(yàn)收合格后立模。

（2）模板安裝

立模前應(yīng)測量放線，利用坡頂及坡腳布樁拉線，護(hù)坡分格成平面控制網(wǎng)，模板嚴(yán)格按照施工放線位置及高程安裝。利用坡頂及坡腳樁線校正模板的平直度，保證板縫順直。第一層混凝土護(hù)坡板的模板安裝質(zhì)量非常關(guān)鍵，按照設(shè)計好的層數(shù)控制模板的位置，立模時應(yīng)考慮混凝土板間格澆筑，利于澆筑塊分縫，同時充分利用模板。

表1 上海地區(qū)在建水利工程灌砌塊石使用需求匯總表

表2 每倉工程量及施工時間進(jìn)度表

表3 混凝土和灌砌塊石護(hù)坡護(hù)底單價表

（3）混凝土的運(yùn)輸、平倉、振搗、抹面

混凝土水平運(yùn)輸采用混凝土罐車運(yùn)輸，保證了混凝土在運(yùn)輸過程中不發(fā)生漏漿、離析等現(xiàn)象。混凝土垂直運(yùn)輸采用溜槽，當(dāng)混凝土運(yùn)至施工現(xiàn)場后，用溜槽將混凝土傳送至澆筑部位。根據(jù)護(hù)坡高程確定溜槽的節(jié)數(shù)，每節(jié)長度≤4m。當(dāng)混凝土板澆筑完后，采用人工平倉，用振動梁對混凝土振搗嚴(yán)實(shí)。混凝土振搗后再次掛線校正模板是否走模，如有走模，在混凝土初凝前校正完畢。混凝土振搗結(jié)束后用拉板對混凝土表面進(jìn)行抹面，以比模板高度高1～2mm為標(biāo)準(zhǔn)抹平混凝土面，在混凝土初凝后進(jìn)行二次收光，抹面平整度控制在2mm以內(nèi)，二次收光1h 后進(jìn)行三次收光。

（4）混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土帶模養(yǎng)護(hù)期間，應(yīng)采取帶模包裹、澆水、噴淋灑水等措施進(jìn)行保濕、潮濕養(yǎng)護(hù)，保證模板接縫處不致失水干燥。為了保證順利拆模，可在混凝土澆筑24～48h 后略微松開模板，并繼續(xù)澆水養(yǎng)護(hù)至拆模后再繼續(xù)保濕至規(guī)定齡期。混凝土去除表面覆蓋物或拆模后，應(yīng)對混凝土采用澆水或覆蓋灑水等措施進(jìn)行潮濕養(yǎng)護(hù)，也可在混凝土表面處于潮濕狀態(tài)時，迅速采用麻布、草簾等材料將暴露面混凝土覆蓋或包裹，再用塑料布或帆布等將麻布、草簾等保濕材料包覆。

（5）模板拆除

當(dāng)混凝土初凝抹面后進(jìn)行模板拆除。拆除時，垂直向上小心操作，保證縫隙順直、清晰。嚴(yán)格控制混凝土不掉角、不損邊，如出現(xiàn)掉角、損邊現(xiàn)象應(yīng)采取補(bǔ)強(qiáng)措施。

（6）伸縮縫充填

伸縮縫采用厚瀝青木板、兩氈三油等材料充填。

4.工程施工中的常見問題及注意事項(xiàng)

（1）防止揚(yáng)壓力過大對河道護(hù)底的不利影響

對于泵閘內(nèi)外河道，開閘泄水行洪條件下的水位與閘門關(guān)閉時的水位差別較大，在水位驟降的運(yùn)行工況下，若混凝土面板底部滲水不能及時排出，面板底部承受較大的滲透壓力，有可能引起混凝土面板被頂起脫空以及岸坡的失穩(wěn)滑動。因此需要加強(qiáng)排水措施，包括墊層和現(xiàn)澆混凝土塊體內(nèi)的排水，以降低揚(yáng)壓力。此外，應(yīng)適當(dāng)增加混凝土塊體厚度，通常實(shí)際工程中混凝土塊體的厚度取0.12～0.30m。

（2）防止不均勻沉降和溫度變化出現(xiàn)的裂縫

在粘土地基上進(jìn)行施工時，由于粘土地基土的彈性模量較小，在水壓力和混凝土面板自身重量的作用下，會產(chǎn)生較大的沉降變形。由于不均勻沉降，很有可能導(dǎo)致混凝土面板產(chǎn)生裂縫或是出現(xiàn)局部的上翹和下陷。此外，現(xiàn)澆混凝土塊體在溫降的情況下，有可能出現(xiàn)收縮裂縫；在溫升的情況下，有可能出現(xiàn)受擠壓局部上抬。為了避免出現(xiàn)上述問題，需要選擇合適的現(xiàn)澆混凝土塊體平面尺寸的大小、伸縮縫的寬度，以適應(yīng)地基的不均勻沉降和溫度變化的影響。

三、結(jié)語

河道防護(hù)工程是水利工程中的主要組成部分之一，對于水利工程發(fā)揮其防洪功能具有十分重要的作用，是保護(hù)河道沿岸地區(qū)人民群眾工作生活正常進(jìn)行的安全屏障。本文對現(xiàn)澆混凝土的應(yīng)用優(yōu)勢以及實(shí)際工程案例進(jìn)行分析論證，在河道護(hù)坡、護(hù)底工程中應(yīng)用現(xiàn)澆混凝土，不僅能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)砌石護(hù)坡、護(hù)底的不足，且具有更佳的經(jīng)濟(jì)效益，有著廣闊的應(yīng)用前景。在今后的研究中，相關(guān)研究人員應(yīng)繼續(xù)對河道防護(hù)工程的施工技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)，探索研究現(xiàn)代化水平更高的施工材料和施工技術(shù)，以適應(yīng)時代發(fā)展的要求，從而有效提高河道防護(hù)工程的施工質(zhì)量，推動河道沿岸地區(qū)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性發(fā)展■