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雷诺护垫在卫运河治理工程险工整治项目中的应用

2016-03-13魏玉涛

海河水利 2016年3期

魏玉涛,万 军

(1.漳卫南运河管理局防汛机动抢险队,山东 德州 253000;2.漳卫南运河管理局德州水利水电工程集团有限公司,山东 德州 253000)



雷诺护垫在卫运河治理工程险工整治项目中的应用

魏玉涛1,万军2

(1.漳卫南运河管理局防汛机动抢险队,山东德州253000;2.漳卫南运河管理局德州水利水电工程集团有限公司,山东德州253000)

摘 要:卫运河治理工程莲花庵险工整治项目的施工实践,有效地验证了雷诺护垫这种新型的护坡结构在工程施工进度、经济性和生态性等方面优于浆砌石结构、混凝土预制块结构、现浇混凝土结构等传统护坡结构。

关键词:雷诺护垫;险工整治;卫运河治理

1 工程概况

卫运河治理工程莲花庵险工整治项目位于山东省临清市城西卫运河右岸堤防,由上游桩号Y65+ 900至下游桩号Y66+400,全长500 m。该段堤防坐湾迎流,背水侧坡面不规则,堤身填筑质量差,存在堤身土质不均或密实度不均等隐患,故采用雷诺护垫护堤的结构形式对堤身、堤基进行加固处理。雷诺护垫厚30 cm,下铺土工布(300 g/m2),并以浆砌石齿墙封边。

2 雷诺护垫简介

2.1雷诺护垫的发展

雷诺护垫是一种生态护坡技术,该技术由马克菲尔公司在1894年提出并在意大利雷诺河的河道整治工程中应用,其结构具有整体性、经济性、生态性等优点。由于人们对与自然和谐相处的追求以及对水环境的要求越来越高,促进了该技术的发展,相关理论研究日趋成熟。

2.2雷诺护垫结构特点

雷诺护垫通常也叫石笼护垫,是在由低碳钢丝经机器编制而成的双绞合六边形金属网格构件中装入块石或卵石等填充料后连接成一体的结构形式,主要应用于水利工程护坡、护脚、海漫等防冲刷整治项目中。

雷诺护垫与石笼网箱的区别在于:雷诺护垫立体高度较低,厚度一般为0.17~0.3 m,长度为3~6 m,宽度为2 m,结构形式为扁平形,长宽尺寸远大于高度,镀锌钢丝直径较石笼网箱略细,一般分为双隔板和单隔板2种结构形式。双隔板雷诺护垫是由中间隔板将雷诺护垫分成若干个单元格,比单隔板的雷诺护垫稳定性更好,是工程中最常用的一种形式。

2.3雷诺护垫优点

传统刚性护坡结构易出现以下问题:工程结构基础处理难度大,不能克服后期不均匀沉降对结构的影响;工程结构与自然生态矛盾,植物无法在坚硬的结构坡面上生长;混凝土、浆砌石等结构色调灰暗、质感生硬,影响观感。雷诺护垫是一种新兴产品,自身具有显著的优点。

(1)柔韧性。护垫以低碳钢丝为组合体的结构,使其具有很强的柔韧性,能够适应基础和被防护体的局部变形,而且可自行调整愈合,阻止进一步变形。

(2)耐久性。护垫机编六边形低碳钢丝网面加上硬质石块形成一个大的耐久性强的整体,使用厚镀锌的低碳钢丝有很强的防腐蚀性,使用寿命在50年以上。

(3)环保性。护垫可实现水体与岸坡土体间的对流交换,实现水土的自然循环和生态平衡。在坡上生长的绿色植物对自然环境有改善和美化作用,增添了水利工程的景观效果。

(4)整体性。护垫相邻的每个单元通过钢丝绞合,大面积组装无缝隙,具有其他材料难以替代的整体连贯性。

(5)经济性。护垫所需石料可以采用碎石、片石、鹅卵石等传统结构无法利用而成本较低的材料作为填充料,且其结构形式不需要排水系统。施工时无需专业工人,只需要机械操作,组装简单,施工方便。

(6)美观性。护坡雷诺护垫石笼网采用优质高强度金属线材编织焊接而成,其表面一般还会经过浸塑、镀锌等工艺处理,颜色比较鲜亮。并且施工时整齐摆放,具有较强的美观性能。

3 雷诺护垫施工工艺

莲花庵险工整治项目时间紧、任务重、质量要求严格。为了实现质量、进度目标,项目部除了根据工程实际情况合理调配各种资源,同时积极研究、实践新的施工工艺,科学调整施工方案,以满足新型建筑材料的施工要求。雷诺护垫施工分为5个步骤:施工准备→组装→安置→填充石料→盖板。

(1)施工准备。利用GPS—RTK技术确定工程范围、引入高程控制点。按照施工图纸要求将基础进行整平,坡面清基厚度30 cm,满足了坡面没有松散物质和植被的技术要求;需要回填的部位均达到0.93的压实度要求。坡面平整后首先进行浆砌石齿墙砌筑,然后在坡面上铺设土工布以满足过滤排水要求,土工布搭接采用缝接的方式,搭接长度不小于20 cm。

(2)组装。根据施工组织设计,雷诺护垫组装在平整、坚硬的堤顶路面上实施。雷诺护垫均是折叠捆绑在一起运至施工现场的,首先从捆扎包中把折叠的雷诺护垫单元取出并放置在有一定坚实度且平整的地面上,然后展开压平,前后面板、中间隔板和边板翻开至垂直立起成型,侧翼适当折叠并互相交迭。雷诺护垫组装后,前后面板、隔板和边板均为竖立形式,并确保所有的折痕都在正确的位置,在组装过程中及时校核雷诺护垫的尺寸。

(3)安置。在完成组装以后,将雷诺护垫沿坡面方向自坡脚向坡顶、沿堤顶轴线方向自下游向上游一个紧接一个地摆放在恰当的位置,护垫隔板平行于水流方向摆放。在较陡的坡面上为防止其往下滑动,用硬木栓将雷诺护垫固定在坡面上。莲花庵险工是沿堤防轴线方向对临河侧堤坡进行防护的,对于弯曲半径18 m以内的无需改动,将雷诺护垫放置成一定弧线来填充;对于弯曲半径大于18 m的部位则需将雷诺护垫剪开做成曲线或斜角,以满足地形要求。由于堤防坡面的坡比有变化,坡面坡长也就不尽相同,边角位置需要对雷诺护垫拆剪后再进行组装。

(4)填充石料。本项目用于装填的石料为卵石,强度等级达到MU30,比重不小于2.5 t/m3,粒径在7.5~15 cm,并且石料在水下不被分解。填充卵石采用半人工半机械的方式进行,先用小型装载机沿隔板中间慢慢倾倒卵石,再用人工整平,上层选择表面光滑、粒径较大的卵石摆放。为避免单边装填引起的隔板变形,隔板两边的卵石必须同时进行装填。在堤坡上施工时,从坡底往坡顶的方向进行装填,并确保每个隔板的顶部都露出来,便于绞合。

(5)盖板。盖板之前,先检查卵石填装是否饱满、密实、平整,外观是否整齐、平顺等。检查符合要求后,将护垫盖铺上,用适当的工具把护垫盖与即将被连接的边板拉近,将护垫盖连接在雷诺护垫相应的边板、端板和隔板上,所有被绞合的边缘应呈一条直线。

4 效果分析

(1)施工进度。雷诺护垫根据施工图纸要求,首先工厂化制作半成品,然后在施工现场进行组装定型。其操作简便、工序少、无需特殊的技术工人,可采取平行、流水作业方案,实现多组同时施工,施工效率高且质量易于保证,在机械配合的情况下更能加快施工进度。莲花庵险工整治工程工期仅2.5个月,相比浆砌石结构、预制混凝土块结构工期3.5、4.5个月,分别缩短了29%、44%。同时,雷诺护垫施工完毕即可投入使用,避免了水泥垢工结构需要定期养护、结构发挥效益需要时间等问题。

(2)经济效益。雷诺护垫所需石块采用传统结构无法利用的卵石,石料成本低,不需要水泥、模板、电力、排水系统和熟练工,只需要有限的机械设备。雷诺护垫护坡单价约110元/m2,而浆砌石护坡单价约127元/m2、预制混凝土块护坡单价约160元/m2,雷诺护垫护坡方案比浆砌石护坡方案降低投资13%、比浆砌石护坡方案降低投资31%。

(3)生态效益。雷诺护垫结构没有采用任何污染性材料,石材可在自然界中寻找,钢丝网对自然环境也没有任何污染,不需要水泥等污染环境的材料。雷诺护垫具有自然透水性,能够及时消散孔隙水压力,维持土体强度,降低发生滑坡的危险。雷诺护垫能够保证天然水体与地下水的自然交换,促进植被生长和生态系统的恢复,利于生态环境的自然平衡。

5 结语

莲花庵险工整治项目完工后,整体性强,美观性好,增加了堤身的安全性。实践证明,雷诺护垫护坡作为一种新型的生态护坡技术,在工程施工进度、经济性和生态性等方面优于传统的护坡形式,在条件允许的情况下,应将其应用于更多、更广的工程中,发挥其完美的结构性能和生态效应。

中图分类号:TV871.1

文献标识码:B

文章编号:1004-7328(2016)03-0065-03

DOI:10.3969/j.issn.1004-7328.2016.03.020

收稿日期:2016—01—20

作者简介:魏玉涛(1987—),男,助理工程师,主要从事水利工程建设工作。