復(fù)雜潮汐環(huán)境護(hù)岸施工技術(shù)研究

張 濤

（中國電建市政建設(shè)集團(tuán)有限公司，廣東 深圳 518000）

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,內(nèi)河航道的重要性越來越突出,我國對(duì)加大內(nèi)河航道整治的力度也越來越大,國家對(duì)長江航道整治工程投資規(guī)模逐年加大,對(duì)工程投資控制與管理的要求越來越高,護(hù)岸工程作為內(nèi)河航道整治的重要組成部分也越來越多的得到重視。依目前的情況看,航道護(hù)岸工程施工工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單,也沒有復(fù)雜的施工過程,但是想要做好護(hù)岸工程施工質(zhì)量控制與管理卻并不是一件容易的事情。

近年來，人們保護(hù)環(huán)境的意識(shí)越來越高，采用生態(tài)方法保護(hù)邊坡已成為環(huán)保科學(xué)技術(shù)研究的熱門話題。在實(shí)際工作中，還有大量的利用生態(tài)護(hù)岸進(jìn)行環(huán)保的施工方法，對(duì)于防止水土流失和保持穩(wěn)定都具有重要的作用。生態(tài)護(hù)岸是指結(jié)合工程力學(xué)、生態(tài)學(xué)和植物學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)來支持邊坡，形成由植物或工程植物組成的綜合性邊坡防護(hù)系統(tǒng)的邊坡保護(hù)技術(shù)。生態(tài)護(hù)岸工程的水土保持作用的實(shí)施與生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)的固土功能密不可分。生態(tài)護(hù)岸工程的護(hù)岸效果也與護(hù)岸體系的選擇密切相關(guān)。但是，自然界中存在植物演替現(xiàn)象。實(shí)踐表明，經(jīng)過多年的建設(shè)，常見植物種類和大量生態(tài)護(hù)岸工程對(duì)水土保持的影響發(fā)生了重大變化。為此，本文在連申線航道如皋段采用四種不同的生態(tài)護(hù)岸方法，研究了四種不同生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)象，通過模擬人工降水條件和強(qiáng)度，并對(duì)相同的護(hù)岸類型進(jìn)行了比較，跟蹤了2015 年至2019 年的徑流和砂產(chǎn)量。該研究的目的是了解連申線航道如皋段各種生態(tài)護(hù)岸系統(tǒng)的演替及其對(duì)水土保持的影響，以便為生態(tài)護(hù)岸技術(shù)的未來使用和發(fā)展提供信息。

1 水工建筑物規(guī)模

威海市藍(lán)色海灣整治行動(dòng)項(xiàng)目雙島灣西岸生態(tài)岸線整治修復(fù)一期工程共分八、九兩個(gè)標(biāo)段，八標(biāo)段位于峒嶺河北岸，西起四號(hào)橋、沿峒嶺河向東延伸至三號(hào)橋，岸線軸線總長為931.27m，九標(biāo)段位于城際鐵路以南約688m。整體岸線防護(hù)全長1619.32m；主要結(jié)構(gòu)形式共分三部分，包括直立式護(hù)岸、斜坡式護(hù)岸和游船碼頭及過渡段。

2 護(hù)岸結(jié)構(gòu)分類

2.1 直立式護(hù)岸結(jié)構(gòu)

本工程直立式護(hù)岸結(jié)構(gòu)共分三段，直立護(hù)岸采用重力式方塊結(jié)構(gòu)，護(hù)岸前沿疏浚至-1.5m，基槽挖至-3.0m～-6.0m。采用10～100kg 拋石基床并進(jìn)行水下重夯、整平；基床下方鋪設(shè)一層二片石墊層。基床前采用100～150kg 護(hù)底塊石，護(hù)底下鋪設(shè)一層高強(qiáng)土工格柵和兩層400g/m2土工布倒濾層。基床上安裝預(yù)制混凝土方塊，上部現(xiàn)澆鋼筋混凝土胸墻，胸墻外露面鑲石。后方設(shè)10～100kg 拋石棱體，其后設(shè)置二片石墊層5～100mm 碎石倒濾層和土工布倒濾層。拋石棱體頂鋪設(shè)碎石墊層和土工布倒濾層兩層（水平倒濾層）并與后方倒濾層封閉；最后進(jìn)行種植區(qū)回填及路面及路基結(jié)構(gòu)、上部結(jié)構(gòu)的施工。[1]

直立式護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工工藝流程主要包括：護(hù)岸前沿疏浚及基槽開挖、基床拋填、基床夯實(shí)及整平、方塊預(yù)制及安裝、胸墻及外掛鑲面石施工、土工合成類材料鋪設(shè)、倒濾層施工、護(hù)底及護(hù)面塊石、護(hù)岸結(jié)構(gòu)墻背回填、上部附屬結(jié)構(gòu)。

2.2 斜坡護(hù)岸段

本工程斜坡護(hù)岸段分兩段，采用拋石斜坡結(jié)構(gòu)。護(hù)岸前沿疏浚至-1.5m（原泥面標(biāo)高低于-1.5m，則前沿不需疏浚），地基處理挖至-4.0m～-6.8m；堤心回填10～100Kg 塊石；安放一層250～300kg 護(hù)面塊石；拋填兩層60～100kg 護(hù)底塊石，護(hù)底下鋪設(shè)一層高強(qiáng)土工格柵和兩層400g/m2土工布倒濾層。胸墻采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部采用素混凝土墊層和碎石墊層；堤心石后方鋪設(shè)二片石墊層、碎石倒濾層和土工布倒濾層；堤心石上方鋪設(shè)碎石墊層和土工布倒濾層兩層（水平倒濾層）并與后方倒濾層封閉；最后進(jìn)行種植區(qū)回填、山皮土回填及路面結(jié)構(gòu)施工。部分斜坡式護(hù)岸段涉及周邊建筑物，如已建三號(hào)橋，為保證三號(hào)橋結(jié)構(gòu)安全，該段護(hù)岸不進(jìn)行地基處理。護(hù)岸前沿疏浚至-1.5m；堤心回填10～100Kg 塊石；橋下護(hù)岸采用干砌塊石護(hù)面，其余處采用安放一層250～300kg 塊石護(hù)面；護(hù)底采用拋填兩層60～100kg 塊石，護(hù)底下鋪設(shè)一層高強(qiáng)土工格柵和兩層400g/m2土工布倒濾層。胸墻采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，下部采用100mm 厚素混凝土墊層和300mm 厚碎石墊層；堤心石后方鋪設(shè)二片石墊層、碎石倒濾層和土工布倒濾層；最后進(jìn)行山皮土回填及路面結(jié)構(gòu)施工。[2]

2.3 游船碼頭及過渡段

游船碼頭前沿底標(biāo)高為-3.0m，采用開挖地基處理方式，基槽底標(biāo)高為-5.2m～-6.0m。基床采用10～100kg 拋石基床并夯實(shí)（水下重夯），基床下方鋪設(shè)一層300mm 厚二片石墊層。基床前沿拋填兩層100～150kg 護(hù)底塊石，護(hù)底下鋪設(shè)一層高強(qiáng)土工格柵和兩層400g/m2土工布倒濾層。基床上安裝預(yù)制有底空心方塊，內(nèi)部現(xiàn)澆混凝土，并預(yù)埋鋼筋。上部現(xiàn)澆鋼筋混凝土胸墻，胸墻外露面鑲石；后方設(shè)10～100kg 拋石棱體，并設(shè)置二片石及碎石倒濾層和土工布倒濾層；拋石棱體上方鋪設(shè)碎石墊層和土工布倒濾層兩層（水平倒濾層）并與后方倒濾層封閉；最后進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)施工、種植區(qū)回填及路面和路基結(jié)構(gòu)施工。為滿足游船的停靠，方便游船上岸，沿碼頭縱向設(shè)置登船臺(tái)階，并設(shè)置SA200 橡膠護(hù)舷、5T 小型系船柱及活動(dòng)護(hù)欄。[3]

3 護(hù)岸工程施工技術(shù)難點(diǎn)分析

3.1 分區(qū)措施布設(shè)

護(hù)岸工程防治區(qū)，主體工程設(shè)計(jì)采取了工程型和生物型護(hù)岸結(jié)合的方式，滿足工程安全需要，也具有水土保持功能。根據(jù)施工組織設(shè)計(jì)，護(hù)岸工程回填土方堆存于開挖邊線外，起到攔擋作用，雖護(hù)岸工程工期短，工程土石方量小，擾動(dòng)程度相對(duì)較小，但應(yīng)在施工期間對(duì)施工單位要嚴(yán)格按照規(guī)范要求施工，護(hù)岸工程施工結(jié)束后，對(duì)護(hù)岸邊坡采取草皮護(hù)坡植物措施。因工程所在地近鄰沿海養(yǎng)殖區(qū)域，考慮降低對(duì)周邊養(yǎng)殖業(yè)的影響，對(duì)剝離表土采用防塵網(wǎng)苫蓋防護(hù)。施工前，對(duì)海灣岸線防護(hù)施工區(qū)域進(jìn)行表土剝離及開挖，并進(jìn)行臨時(shí)防護(hù)，剝離表土與護(hù)岸工程壩梗開挖一同攔擋防護(hù)，并修建臨時(shí)排水溝。

3.2 植被型生態(tài)護(hù)岸模式

落實(shí)植被型生態(tài)護(hù)岸模式，可以在灘地等環(huán)境中種植植被緩沖帶。需要結(jié)合實(shí)際情況合理選擇植被類型，盡量選擇本地植物，這樣有利于節(jié)省施工成本，同時(shí)可以保障植物的存活率。不能選擇單一的植被類型，根據(jù)選擇地的特征合理選擇植物類型，保障植物多樣性，同時(shí)可以提高當(dāng)?shù)氐木坝^性。利用植被型生態(tài)護(hù)岸模式可以提高水質(zhì)質(zhì)量，有效降低水流的渾濁度，為水生生物提供優(yōu)質(zhì)的生存環(huán)境，同時(shí)也為護(hù)岸結(jié)構(gòu)增添景觀觀賞度。

3.3 坡式護(hù)岸施工技術(shù)

坡式護(hù)岸施工流程及結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，具有顯著的抗沖擊效果，非常適用于內(nèi)灣堤岸防護(hù)。為了使護(hù)岸工程的抗沖擊能力因此提高，施工單位需要合理選擇施工材料，保障整體施工質(zhì)量。在坡式護(hù)岸施工過程中，施工單位需要做好護(hù)腳工程，保障整體施工質(zhì)量，提高整個(gè)護(hù)岸工程的抗沖刷能力。因?yàn)樗髦写嬖诤芏嗟乃槭湍嗌车入s質(zhì)，在水流的作用下，將會(huì)沖擊到邊坡堤防，再加上海水具有酸堿性，導(dǎo)致堤岸因此被腐蝕，破壞堤岸護(hù)腳部位。施工單位在選擇護(hù)岸施工原料的過程中，需要綜合考慮了水流基礎(chǔ)情況和土體穩(wěn)定性，以此為基礎(chǔ)選擇坡腳施工材料，其中最常用的護(hù)岸結(jié)構(gòu)是塊石堤岸及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

3.4 模袋混凝土護(hù)岸施工

在水利工程施工過程中，還有一種模袋混凝土護(hù)坡防護(hù)形式。混凝土質(zhì)量直接關(guān)系都堤壩護(hù)岸施工質(zhì)量，施工單位需要重視模袋混凝土的填充工作，結(jié)束了機(jī)械安裝調(diào)試工作之后，需要利用高壓水泵注清水濕潤料斗，同時(shí)需要根據(jù)實(shí)際工程情況合理分配閥門和管道等。為了避免發(fā)生滲漏問題，施工單位需要實(shí)時(shí)觀察管道結(jié)構(gòu)部位，及時(shí)處理發(fā)現(xiàn)的問題。在充罐混凝土的過程中，施工單位需要靈活管控混凝土填充工作的均衡性，避免因?yàn)椴痪鶆蚴湛s等問題影響到施工質(zhì)量，同時(shí)需要保障混凝土的密實(shí)度。在填充模袋混凝土的過程中，施工單位需要保障模袋表面的飽滿性。施工單位需要觀察模袋混凝土情況，根據(jù)實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整混凝土的坍落度和和易性，以此來保障模袋混凝土的施工質(zhì)量。[4-5]

4 應(yīng)用前景

通過本工程的課題研究總結(jié)出一套完整的復(fù)雜潮汐環(huán)境下護(hù)岸結(jié)構(gòu)的施工技術(shù)，可應(yīng)用于類似規(guī)模的港口與航道工程施工中，將有利于提高護(hù)岸結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及在過程中的施工效率，有利于提高施工過程中的安全性，對(duì)工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)效益有很重大的意義。該護(hù)岸結(jié)構(gòu)施工技術(shù)研究有著廣闊的發(fā)展前景，在今后港口與航道施工領(lǐng)域中必然得到更加廣泛的應(yīng)用。[6-7]