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河道整治工程混凝土联锁砖的应用探讨

时间:2016-04-26 13:26 作者:晟江格宾网www.gabionchang.com 点击:

混凝土联锁砖是一种广泛应用于河道治理工程中生态坡护系统,结构具有稳定性、高强度、经济性及施工便捷等诸多优点,本文通过对混凝土联锁砖在我省河道治理中使用情况的介绍,对其应用效果进行了分析,在总结其问题的基础上提出对策建议,以使其更好的应用到工程实践中去。 

河道整治工程混凝土联锁砖的应用探讨
河道整治工程混凝土联锁砖的应用探讨

   联合式混凝土护土砖, 也就是我们俗称的混凝土联锁砖,自上世纪 80 年代中期开始在欧美等国家陆续得到广泛应用, 是一种集护坡、 生态恢复、 装饰为一体的生态建设系统, 结构具有稳定性、高强度、经济性及施工便捷等诸多优点,主要用于河床衬垫、河岸保护、渠道衬砌、管道保护、边坡加固、土石坝与堤防护坡等河道整治工程中。

1、混凝土连锁砖的结构特点:
①大孔及相邻两块联锁块形成连接孔可作为植生孔使用 ,也 可加入级配碎石起到消能的作用;
②坡度较陡时小孔插锚固棒,连 接联锁块与土体,使结构更加稳固;
③楔形榫槽增加联锁功能,防 止护坡块向不同方向发生位移;
④周边槽形可消散水流、波浪中的部分能量,滞留水体的杂质颗粒,减少淤泥产生;
⑤相邻两块并排成 50V 型槽,适应坡面不均匀沉降,减少块体损坏

 图 1  混凝土联锁砖的结构形式
图 1  混凝土联锁砖的结构形式

   混凝土联锁砖由选铁矿废渣、粉煤灰、水泥、外加剂、河砂及水组成,属于干硬性混凝土。 其生产工艺为混凝土拌合物经成型机挤压、振动成型,再经蒸汽养护窑养护得到成品。 成型机的振动方式为模箱振动,制品密实度较高。
 
   混凝土联锁式护坡联锁的设计非常独特:每块联锁砖块与附近的六块砖产生超强连接作用(4),因此,铺面系统在河水的冲刷下,仍然保持较高的整体稳定性。 并且,随着联锁块砖的中央孔中植物的生长,不仅能够提高护坡的耐久性和稳定性,而且起到保护河道生态环境的作用[1]。 近年来,混凝土联锁式护坡在中小河流的治理工程中得到了广泛应用。其具体结构形式如图 1 所示。
 
   2 、混凝土联锁砖在应用中存在的问题及产生原因:
 
1)常水位以下使用开孔式的联锁砖,并且孔内没有充填碎石。 在水流冲刷和侵蚀下,联锁砖孔内以及砖下土体被淘刷形成空洞, 进而使联锁砖失稳。 太子河(威宁-梁家)段护坡联锁砖铺设于土工格栅上,土工格栅下为碎石垫层,现场检查看到,常水位以下部位,格栅下只剩下大粒径碎石。 主要产生这种现象得原因就是水流对开孔部位冲刷和侵蚀作用,现场之所以未失稳,是因为格栅阻挡了大粒径碎石被吸出的缘故。 如果格栅下是土体,联锁砖将失稳[2]。
2)如果护坡土体未压实 、土体局部沉降变形过大,将导致联锁砖扭力集中而失稳;或者联锁砖护坡过陡, 联锁砖下滑力和联锁砖与土体间摩擦力失衡, 也是造成联锁砖护坡不稳定的主要因素。
 
3)一般 ,连锁砖下会铺设无纺布起返虑作用[3]。 如果常水位以上使用单位面积质量 400g/m2 的
无纺布,种植绿色植物时,由于无纺布强度太大,植物的根系较难扎根。 种植苗木时采用了人为刺破无纺布的方法, 促使根系扎根, 增加人工工作量,且不利于工程质量保证。
 
4) 设计没有考虑冰冻对联锁砖的冻害问题。联锁砖本身的抗冻等级能达到 F200, 基本达到设计要求。 冬季时, 冰体内的水分子结冰后体积膨胀,受水平方向挤压或推力产生水平位移,当收到外界的阻碍就形成了冰推力; 冰面与联锁砖冻结成一体后, 水位降落或者上升均会对联锁砖产生较大的扭矩;冰局部融化后,冰凌流动亦会形成扭矩。 冰推力或扭矩均会破坏联锁砖之间的联接,进而影响联锁砖的整体性。
 
5) 由于目前我国还没有混凝土联锁砖设计、施工方面的技术标准,设计参数、质量标准、施工方法等技术要求及规范, 所以仅仅依靠生产厂家的宣传资料和相关参考书, 工程得设计质量和施工质量难以得到有效保证。
 
6) 由于缺少对混凝土联锁砖适应性研究,在比降较陡、 流速较大等山区中小河道以及迎流顶冲河段,采用混凝土联锁砖护坡(岸)结构形式的效果和工程的耐久性有待进一步验证。
 
   3、混凝土连锁砖使用建议:
 
   以前,河道整治工程中护坡(岸)采用的主要结构( 材料)形式有干砌石、浆砌石、 混凝土预制块、现浇混凝土板、模袋混凝土、格宾石笼以及草皮、灌木等生态护坡。 由于近年来河道整治工程出现了“硬化、白化、渠化”的现象,而目前,除了宾格石笼和混凝土联锁砖外, 在城市段还没有更好的护坡材料, 鉴于此, 建议在采取以下措施的情况下,在有条件的地方可适当使用联锁砖。
 
1)常水位以上采用开孔联锁砖,常水位以下部位采用混凝土。
 
2)适用于河道比较顺直 ,中低流速的城市段 ,河岸边坡不陡于 1:2 部位。
 
3)设计要对联锁砖的基础提出压实指标(施工阶段可通过现场试验确定),并采用无纺布做反滤层,联锁砖应直接放置在无纺布上,取消现在无纺布和混凝土联锁砖之间加入砂保护垫层的做法。
 
4)冰冻严重的河段不建议用联锁砖。
 
5) 建议采用单位面积质量小于 400g/m2 的无纺布。
 
6)设计要对联锁砖本身的规格、抗压强度、抗剪强度、防冻指标、单体重量等提出具体要求,并提出施工方法、施工质量标准等,满足设计审批、工程施工、检验评定、验收、维护管理等方面的需要。
 
7)加强对联锁砖成品的现场检测 ,加强施工过程中的监督和检测。
 
8)加强对已完工程的监测 、评估,为今后混凝土联锁砖应用技术的开发、设计、施工提供科学依据。
 
 
   4、结语:
 
   水利工程建设与生态环境的融合越来越多的受到人们的重视和关注, 生态护坡是融现代水利工程学、生物科学、生态学、环境科学、美学等学科于一体的水利工程措施, 它有助于河流保持生物多样性和改善水质,以及提供给人们一个见水,近水,亲水的美好生存环境。 因此,生态护坡是现代中小河流治理的发展新趋势, 是水利建设发展到一种相对高级形态的必然结果。 混凝土联锁式护坡技术是生态护坡的一种新技术, 其生态性能良好、施工简单快捷、造价低等良好的性能使其在中小河流整治、溢洪道、防洪等工程及城市河道护坡改造等工程中必将得到广泛的应用。
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