1 工程简介
塔里木河地处世界典型的极端干旱区, 是我国最长的内陆河, 是保证塔里木盆地绿洲经济、自然生态和各族人民生活的生命线。2000年, 国务院批准了总投资为107亿元的塔里木河流域综合治理方案。其中塔里木河干流输水堤工程已于2003年底全部施工完成, 通过近几年工程运行, 保证了塔河有效输水。但是由于塔里木河干流输水堤堤距较小, 局部河势发生巨大变化,临河部分堤段顺堤行洪, 已经对输水堤造成冲刷并进行抢险, 必须进行塔里木河干流河道防护工程建设。
塔里木河干流河道防护工程实施的有乌阿1号弯道防护工程、沙吉里克弯道防护工程、阿其克枢纽弯道防护工程、恰拉枢纽弯道防护工程、铁依孜弯道防护工程、中游输水堤防护工程、艾买塔可塔生态闸引水口防护工程等。其主要结构型式均为垛和平顺护岸两种形式, 由土坝基、护坡和护根三部分构成, 护坡和护根多采用格宾笼防护。
2 格宾笼防护工程技术
常见的堤防防护结构, 有混凝土、砌石护坡、挡墙等多种形式。对增强堤防的整体稳定、防洪抗灾起到了重要的作用。但刚性或者半刚性的结构特点是: 易因种种不可抗拒的外作用而出现隐患, 同时影响水质和水生态环境。
为此, 在塔河上探索一种既可保护河岸、加固堤防, 又可改善和维持水生态环境的生态形防护工程——格宾笼/网防护工程。
2. 1 技术指标
①钢丝: 抗拉强度≥380MPa; 伸长率≥12%; 锌含量≥250 g /m2。②涂塑: 抗拉强度≥25MPa; 伸长率≥180%; 30%盐酸浸泡10天, 无异样。
2. 2 主要功能及应用范围
广泛应用于水利、公路、铁路和山体滑坡的治理及泥石流的防治、落石防护等。同时, 兼顾保护和恢复自然生态环境的功能。
①亲水性: 结构填充料间的空隙为水与土之间交换创造了条件。②保护水生态环境: 通过人工植被或自然生长, 实现优化、美化环境, 保持原有的水边生态环境。③稳定性和整体性好: 单元结构之间紧密连接,成为一个整体的柔性结构。④透水性好: 填充料系松散体, 利于墙后填土内孔隙水的排出, 有效降低墙后的地下水位。填充石料(碎石或卵石) 的粒径必须符合设计要求, 蜂巢格网网箱应控制在8 ~ 25 cm, 占80%以上, 其余以良好级配或碎石填满空隙; 蜂巢格网护垫应控制在5~ 10 cm, 占90% 以上, 其余以设计要求为准。⑤耐久性好, 使用寿命长: 材料的热镀锌及包塑防腐处理使其使用年限长。⑥抗震性能好: 箱笼为柔性结构, 地震发生时结构内的松散填充料会自身调节适应变形, 整个结构不会被毁坏。⑦蜂巢格网结构的可变更性强: 在已有的结构上可自由地延伸或者在基础许可的条件下继续加高。⑧抗冲刷能力强: 高速水流下, 箱笼内的松散填充料即使有小的位移, 也不会被水流带走, 而是经过自身的调节达到新的平衡, 同时单元结构之间的连接力也能使其更加牢固。具有独特的抗风浪袭击能力, 蜂巢格网箱笼内填充料的空隙可以粉碎浪花, 减小浪压力, 当浪退下时可以破坏真空吸力, 加上结构本身进行的微调, 可确保工程的安全、稳定。⑨造价低: 通常情况下造价低于混凝土结构, 低于或接近浆砌石结构。⑩施工方便、迅速。
3 在输水堤防护工程中的施工
格宾笼护坡工程施工组成分3个分项: 基础处理、铺设土工布、格宾笼组装及填装。
3. 1 基础处理
3. 1. 1土方清基及开挖
土方填筑以前, 施工单位严格按照设计文件进行土方清基, 清基范围包括坝基、坝坡上的草皮、腐植土、砂石等杂物, 其清基边界应在设计基面线外30~ 50cm, 清基平均深度为20~ 30 cm, 芦苇地清基深度为50~ 80 cm。
清基完毕后, 按照设计文件要求对清基后的建基面进行平整及压实, 压实宽度超过填土边界0. 3~ 0. 5m, 在填筑前将清基范围内坝基开挖线以下的树根、垃圾等全部清除, 按设计要求回填密实。
开挖土方时利用水准仪与经纬仪相配合控制开挖边坡与深度, 随挖随测, 严格控制超挖, 与设计断面基本吻合。土方清基采用装载机推运土方, 土方开挖采用1 m3挖掘机进行开挖, 88 kw 推土机将土方推运至轮廓线30m以外的地方就近摊平。开挖时遵循从下游至上游分段依次进行, 施工中随时做成一定的坡势,以利排水。
3. 1. 2土方填筑
坝体采用当地土质进行填筑, 外坡1：3, 在前、后坝坡土料填筑时, 由于填筑的厚度较薄, 主要采用自卸车将填筑料拉运至坝项填筑区域, 顺坝坡翻卸, 装载机推运至施工区域进行整平、填筑。每层填筑厚度不超过25 cm, 平碾碾压至设计要求。局部大型机具难以到达处, 采用人工配合2. 6 kw 蛙式打夯机回填、夯实至设计要求。人工填筑时每层填筑厚度不超过10cm。
3. 2 土工布的铺设
土工布铺设前, 坝坡面须夯实至设计要求。复合土工布可沿坝坡从一侧自上而下铺设。铺设时坝坡一定要平整, 技术质量达到设计要求, 无杂物, 对土工布的焊接按设计要求进行, 土工布的搭接宽度不小于50cm。铺设时和铺设后, 施工人员不能在上面攀爬。铺设时不能穿有凸钉的鞋施工, 以保护铺好的土工布。所用土工布必须合符质量要求, 并经检验合格后使用,土工布铺设好后不能裸露时间过长, 以防变形硬化等。复合土工布铺设完工后, 即可进行格宾笼装块石护坡工程的施工。
3. 3 格宾笼组装及填装
格宾笼的连接应平整、均匀, 接头连接整齐、坚固。螺旋连接线为与网箱相同材质的覆树脂膜钢丝。单元网箱间隔网与网身成90?相交, 间隔网与网身的四处交角各双股绑扎一道, 交接处采用连结线一孔绕一圈呈螺旋状穿孔绞绕连接。格宾笼绑扎时每隔15 ~ 20cm绑扎嵌固, 中间进行八字拉结形成1 m×1 m较为规则的立方体格宾笼后沿施工线摆放。
格宾笼中装入块石, 块石较大而平的一面摆在笼子周围, 使格宾笼四周平直, 避免出现凸凹现象, 中间用颗料较小的石块填塞紧密, 格宾笼四周石料不能小于网孔尺寸。格宾笼最上一层石块摆放时, 应大面朝上, 保证格宾笼的平整, 最后封闭格宾石笼。
格宾笼之间不得连接, 为相对独立体。
4 结束语
塔里木河流域近期综合治理项目是一个利国利民的项目, 在工程施工中大力引进新材料、新技术、新工艺, 尤其是环保材料, 这不仅提高了工程建设质量, 保证了工期, 更提升了工程建设的科技环保含量, 使塔河的环保工作更上一个新台阶。
作者简介: 冯斐(1981- ) , 男, 助理工程师, 从事水利工程项目管理工作。
