城市河道阶梯式生态砌块挡墙施工技术分析

2022-03-21版权声明我要投稿

  摘要:主要介绍龙岗河流域田脚水综合整治工程采用阶梯式生态挡墙,解决了过去浆砌石结构或纯混凝土结构河道岸线缺乏自然特征、三面光驳岸隔断地下水和地表水的相互补给、拦截旱季基流补给,同时也破坏河流生态性的问题,明显改善了水体基流,提升了河流生物栖息环境,为类似工程的实施提供参考。

  关键词:城市河道;阶梯式生态挡墙;水体基流;

  田脚水为龙岗河流域的一级支流,位于龙岗河干流的下游深惠交界处,起源于鸡笼山水库。整治河道长6.535 km, 上游1.894 km段进行防洪、截污及景观工程;中、下游3.686 km段为已整治河道,重点进行清淤及两岸及周边生态美化;下游入河口0.956 km段根据防洪需要加高或拓宽堤防,并设置下凹绿地和生态湿地进行面源截污。

  龙岗河流域田脚水综合整治工程以海绵城市理念改善城市河流水环境,建设生态型河流,在河道两岸大量使用阶梯式生态挡墙,1#箱涵上段阶梯式挡墙长约267 m, 嵌型生态砌块砌筑数量约1 340块;2#箱涵下段阶梯式挡墙长约164 m, 阶梯式生态砌块砌筑数量约820块,嵌型挡墙总计长度约为431.247 m, 阶梯式生态砌块砌筑数量共约2 160块,最终目标是实现水清、岸绿,成为区域绿化纽带。

2 阶梯式生态砌块挡墙的特点与难点

  2.1 阶梯式生态砌块挡墙的特点

  阶梯式生态砌块挡墙是一种新型异形挡墙,各砌块间采用镀锌双头螺杆连接,代替传统的胶凝材料连接,施工便捷,结构更加牢固。砌块结构呈类矩形箱型形式,内部采用最小粒径为100~200 mm的碎石回填,挡墙后碎石填充厚度为10 cm, 往上放坡1:0.5,降低了挡墙对地基承载力的要求,阶梯式生态砌块挡墙通过墙后填充的碎石及铺设的土工布,具备了一定的锁水纳洪功能,形成海绵生态型河道,对涵养水源具有积极意义。同时,挡墙墙面交错型阶梯式的结构还可供落水者攀爬使用。

  2.2 阶梯式生态砌块挡墙的难点

  1)墙体吊放安装与墙后碎石填筑同步施工。

  生态砌块挡墙为阶梯式挡墙,挡墙坡度为1:0.4,生态挡墙吊放安装必须与墙后100~200 mm碎石回填同步进行,即生态挡墙吊放安装一层,挡墙后碎石回填一层,否则阶梯式的墙体将会失稳倾覆,存在安全隐患。

  2)阶梯式生态砌块挡墙施工质量要求高。

  各层生态砌块必须吊装安放稳定,一旦某层生态砌块砌筑高程、垂直度偏差较大,会对后续各层阶梯式生态挡墙产生不利影响,继而影响河道整体岸线线型效果。

3 阶梯式生态砌块挡墙施工技术

  3.1 阶梯式生态砌块规格

  生态砌块挡墙由强度为C30的钢筋混凝土阶梯式生态砌块构件组成。生态砌块尺寸为1 998 mm×1 000 mm×520 mm, 生态砌块挡墙间用连接件相连成一个整体,连接件为M12X500双头螺杆,两端各设一个40 mm×40 mm垫片和螺帽。螺栓为镀锌材质,性能等级为8.8级,施工前应做好防腐处理。生态砌块材料到场后应由材料员、监理员检查随车携带材料出厂合格证、质量保证资料、产品检测证明文件等资料,并在现场监理见证下取样送检,合格后方可使用。

  3.2 施工工艺流程

  施工工艺流程为:施工准备—测量放样—开挖基坑及承载力检测—铺设碎石垫层—浇筑混凝土砌块基座—吊装及码放第一层生态砌块—生态砌块间螺栓连接—基坑边坡透水土工布铺装—生态砌块内透水土工布铺装—生态砌块后背碎石回填—生态砌块内碎石回填—生态砌块内种植体回填—进行其余各层阶梯式生态砌块挡墙施工(工序同上)—种植生态植物。

  3.3 施工方法

  1)施工准备。

  施工前仔细研究设计图纸,对施工区的环境进行充分了解。根据现场的实际情况测量放样,同时进行施工作业人员、材料、设备、机具和劳保安全器材的配置等各项工作的准备。

  2)导流和围堰。

  河道阶梯式生态砌块挡墙段施工采用“2~3 m高土石方围堰+沙袋护脚”方式以及适当扩宽旧河道方式进行施工导流。

  施工左岸阶梯式生态砌块挡墙时,因旧河道狭窄,导流空间不足,故可适当拓宽右岸河道施工导流,将河道水导入右半幅河道中,然后施工挡墙。

  施工右岸阶梯式生态砌块挡墙时,此时左岸河道已完成拓宽,挡墙施工完毕,故此时采用土石方纵向围堰进行施工导流,将河道中水流导入拓宽后河道中,然后顺着河道进行土方开挖。施工左岸挡墙。

  为了尽量避免施工期间对河道的阻洪,采取分段围堰、分段施工的方法,交替施工生态挡墙。

  同时在周边常备2台PC200挖掘机,如有特大暴雨或不能满足泄洪时,随时调来此处拆除围堰,以保证河道正常泄洪,并在接下来的施工中专人监护,工人统一穿戴救身衣,以便应对恶劣天气。

  3)基坑开挖。

  施工前首先要弄清地下管线的种类、位置及埋设深度。施工开挖中要注意地下管线的安全,当挖到管线附近时要辅以人工开挖,土方开挖前进行测量放线,根据现场实际情况及图纸要求进行放坡开挖,采用PC200履带式挖掘机进行土方开挖,开挖边坡坡比为1:0.5,弃土应集中堆放,并用无纺布进行覆盖,废土及多余土方量用BYD T10型全封闭新型电动渣土车运至弃土场。

  土方开挖过程中经常检查基槽开挖尺寸、标高,保证与设计图纸相符合;严防基坑超挖或欠挖;距离沟槽底20~30 cm时应由人工开挖至设计高程,基坑坡面人工抹一层水泥砂浆并进行修正,基坑周围设置0.3 m×0.3 m排水沟与直径0.3 m, 深度0.6 m的集水井,及时抽排积水。

  4)碎石垫层铺设及砌块基座浇筑。

  砌块挡墙地基承载力不小于100 kPa, 碎石基础垫层100 mm厚,基座采用商品混凝土进行浇筑。在浇筑混凝土前先对模板进行检查,如有地下水先做好排水、引水措施。混凝土浇筑作业应连续进行,在混凝土初凝前完成所划分施工段的全部挡墙基座浇筑。

  阶梯式生态砌块混凝土基座距离基坑顶部距离大于2 m时,采用泵车加导管式溜槽浇筑,浇筑过程要避免混凝土发生离析。基座混凝土按分段浇筑成型,用插入式振捣器时,捣实厚度小于30 cm, 同时要避免两层混凝土表面脱开。振捣器根据实际情况选用,振捣时应快插慢拔,呈梅花形振捣,避免漏振而产生空洞。

  混凝土浇筑完成后,应及时洒水养护7 d, 使混凝土的表面保持湿润,混凝土养护用水采用清洁水源。每天洒水的次数以能保持混凝土表面处于湿润状态为度。

  5)阶梯式生态砌块挡墙安装。

  阶梯式生态砌块要选择起吊能力为砌块重量3倍以上的汽车式起重机吊至基坑,吊装时将起吊绳索连接在预埋在砌块上的起吊螺栓上,在砌块刚起吊时要停止一段时间,检查绳索的安全及平衡状况,确认安全后再继续。严禁将碎石袋、生态砌块堆放在河道基坑顶部,第一层阶梯式生态砌块的码放是关键,在基座上安装首层生态砌块前必须对基座顶面进行清扫以保证首层砌块基础平整度。

  阶梯式生态砌块之间的连接采用镀锌材质,镀锌M12的双头螺栓(性能等级8.8级),连接时先对螺杆进行防腐处理。阶梯式生态砌块墙后坡度为1:0.4,阶梯式生态砌块安装与后背碎石回填应同步进行,生态砌块吊装安放一层,墙后回填一层,按照施工勾配进行第2段以上的施工。1:0.3勾配的位置是砌块上面的突起部位,1:0.5勾配以及1:1.0勾配的施工按照连接孔的位置进行调整,对起吊螺栓进行处理。用水泥浆回填起吊螺栓部位。

  砌筑后的阶梯式生态砌块挡墙墙面在沿河道纵向与横向的偏差为每2 m相差2 cm, 吊装码放过程中应在每层生态砌块吊装连接完成后均进行高程和垂直度检查,严格控制每层生态砌块的施工质量,不影响后续各层的施工。

  吊装机械必须确保发动机无故障,输出功率能达到规定的最大值;起吊液压系统无漏油,工作指示压力正常。吊车的变幅指示器、力矩限制器、行程限位开关、超载报警器,以及制动自锁保护装置必须齐备、有效。

  起吊钢绳选配使用的规格应符合标准,其起吊安全系数K应为8~10。钢绳经外观检查应无断股、无严重扭折、无严重锈蚀;绳扣的长度比符合标准,穿扎符合规范。

  6)透水土工布铺装。

  采用人工进行土工布铺装,无纺土工布采用聚酯短纤维,单位重量400 g/m2;抗拉强度:纵向≥650 N/mm, 横向≥650 N/mm; 延伸率:20~100;有效孔径0.07~0.2 mm, 铺装时保证布面平整,适当留有变形余量,并沿着生态挡块的背面形状进行铺设。土工布的接缝要保证上流部的土工布在上,并且搭接部位的宽度为10 cm以上。铺设土工布是垂直方向可以延伸,水平方向不能延伸。

  7)生态砌块后碎石回填。

  生态砌块挡墙后碎石填充厚度平均为300 mm, 往上放坡1:0.4。每一层生态砌块吊装码放后立即回填墙后碎石,并在回填时随时观察生态砌块挡墙是否出现挪位现象。砌块内回填碎石在避免机械对砌块冲击的状态下,将碎石填进去,然后人工操作将碎石以咬合状态摆放好,表层石块不能突出,均匀放置。为避免碎石接触到下一层生态砌块底部,回填高度应低于生态砌块高度。

  由于现场施工作业面有限,且碎石回填离生态砌块挡墙较近,为避免因震动而对生态砌块挡墙稳定性产生影响,现场采用小型夯实机具对回填碎石进行夯实,根据生产性试验测定夯实遍数,压实度应满足94%以上要求,以最终试验检测确定的数据为准。每层生态砌块与基坑边坡之间的空隙回填100~200 mm碎石,完成后必须报请监理单位及时见证试验。各层回填未经验收合格,严禁下一层砌块的吊装码放。

  8)伸缩缝开口处的处理。

  连接部的开口宽度在70 mm以下,可用标准的连接件进行连接,超过70 mm时,要用现浇混凝土进行连接。开口特别大时,石头灌浆可增加景观性;与别的建筑物相接的地方,周围用现浇混凝土进行处理。

  9)种植土回填。

  生态砌块挡墙由上至下第一层框内填充种植土,里面种植炮仗竹、蓝雪花、勒杜鹃。炮仗竹:高度30~35 cm, 冠幅25~30 cm, 密度36盆/m2,草本,盆苗,多分枝,丛植;蓝雪花(采用盆苗):高度20~25 cm, 冠幅25~30 cm, 密度36盆/m2,盆苗,4~5个枝/盆,密植而不露土。樱花勒杜鹃:高度40~45 cm, 冠幅35~40 cm, 密度16株/m2,灌木,多分枝,成片密植。

  第二层及以下层填充块石,块石粒径为ϕ 100~200 mm, 为尽早恢复植被,将开挖土填充到块石间隙内及顶部外露位置,表面撒播大叶油草籽(15 g/m2)。

4 结语

  阶梯式生态挡墙是在对混凝土的强度和耐久性要求的基础上,更进一步协调生态平衡,改善水环境问题,其自身具有很好的亲水性,可实现植物和水中生物在其中的生长,对河道景观起到很大的提升作用,具有施工快、可重复使用、形式灵活、造型美观、结构耐久性好、综合成本低等特点。

  通过对龙岗河流域田脚水综合整治工程的实施,本文总结出了一套可靠的施工方法及关键工序的控制措施,在其他同类河道整治工程中具有广泛的应用前景和推广价值。

作者:郁董凯 邵帅 单位:中国葛洲坝集团第二工程有限公司

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