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(三)长年枯水位以下的框格型充沙模袋
水下护坡工程是整个护岸工程的重点,试验工程在水位变动区采用模袋混凝土,在长年水下则采用框格型充沙模袋护脚,其设计横断面如图1所示。
图1 水下模袋混凝土及充沙模袋护坡设计横断面
模袋排布上部20m为充混凝土的模袋,厚20cm,强度C20。下部36m为框格型充沙模袋软体排,铺至近岸深槽。在生产厂家加工成长56m、宽15.3m一整块,沿岸线铺了850m,每块搭接1~2m。
框格型模袋排布采用410g/m2的高强机织丙纶长丝土工布制成,有效孔径由充灌泥沙的粒径确定。框格型模袋尺寸的设计需考虑抗漂浮能力,试验工程在模袋铺完后,还在坡脚处抛长沙袋压脚,既抗滑又抗漂。框格型充沙模袋在垂直水流方向有主管袋,充沙后直径达到34cm~38cm,每隔25cm布设一条。为了防止铺设时两条主管袋之间不能展平,每隔0.64m布设一条肋袋,肋袋顺水流方向,充泥后直径为27cm。这种充沙模袋可均匀加糙,减缓水流对坡面的冲刷。为了不致某处破损后管内泥沙都漏出,在横向每6m缝合为一段,而沿纵向每1.1m左右又缝有7cm宽的双层加筋带,使其互相隔开。这些加筋带除隔仓外,主要功能是传递拉力。用江中的淤沙注入特制的模袋中,作为护坡材料,其最大的优点是材料费比混凝土低,另外,充沙模袋具有柔性特点,在护脚时能较好地适应河床及坡面的变形。
www.tmgc8.com (四)模袋固化沙浆的应用
试验中采用的模袋固化沙浆为水泥基的复合材料。优点是成本低,虽然采用了品质较差的三级粉煤灰,但固化沙浆的强度仍然能够达到设计要求,即模袋固化沙浆28天龄期的抗压强度不低于5MPa。对于不同细度模数的沙料,在满足泵送性和强度要求的前提下,单方胶凝材料的用量是不同的。根据施工现场沙料细度模数的实测资料,得出单方胶凝材料为500 kg/m3 (水泥用量约200 kg/m3)。虽然固化沙浆在强度性能上不及混凝土,但它在单方成本上占有一定优势。
(五)长充沙管袋的应用
长充沙管袋在崩岸治理中有多种用途,如垫坡、压脚防冲、防风浪淘刷和治理窝崩等。窝崩频发河岸一般坡度都较陡,水下削坡很困难,可用长充沙管袋垫坡;水上整坡施工时,如遇大风浪天可用长充沙管袋压脚防冲;当排体铺完后,需要在坡脚增加压重时,可在坡脚抛投这种充沙管袋。如试验工程中沿水流方向每10m抛10个,每个充沙管袋长度为10m,直径为0.65m。
充沙管袋可用一块176g/m2的机织丙纶长丝土工布对折后缝合制成,两头各缝一个直径20cm、长30cm的袖口,一个为灌沙口,一个为沉沙后的溢水口。当管袋充满泥沙后需用绳子将袖口困紧。
(六)水下拖拉铺排的新方法
崩岸整治工程中,采用排体护坡是一种新的护坡技术。这些排体在静水及浅水中施工比较好做,有沉排及水下充灌模袋等。但在长江这样水深、流急的大河中进行铺排,即使用大型铺排船其难度也相当大。我们在试验工程中创造了一套水下拖拉铺排的施工新方法,无须大型铺排船,只用了一条600t的工程驳船、6台卷扬机来拖排,施工成本比用大型铺排船要低。
水下拖拉铺排除了拖排设备,排布上要缝有能承受拖排拉力的加筋带这是个技术关键。应根据受力情况进行计算,确保在拖拉铺排过程中排体不被拉坏。铺排时拖排船应在岸上定位的经纬仪严格控制下运行,确保排体的搭接满足设计要求,这是水下铺排的技术关键。
(七)软体排上抛石压重的水下护脚措施
抛石护脚是护岸工程中采用最为普遍及有效的方法, 但在土质松软的一些崩岸严重河段,由于抛石不设反滤垫层, 经过一段时间水流的淘刷后,抛石将逐渐下沉流失。因此造成护岸工程的稳定性较差。如果抛石前铺设了土工布反滤垫层,则抛石护脚工程的效果能大大提高。问题是在流动的水下铺设土工布反滤层,有相当难度。以往在长江上很少使用这种护坡技术。在本次试验工程中由于我们成功地创造了框格型充沙模袋与水下拖拉铺排方法,使先在水下铺放复合土工布,等待抛石的困难迎刃而解。
试验段上游有www.tmgc8.com130m的水下坡度陡于1:2,不宜采用模袋混凝土排体;另外下游端20m为了防止排体下游端的冲刷,都选用垫土工布抛石措施。在工厂缝制出只在周边与中间有充沙管道的框格很大的排布,充沙管袋在纵向有三条、横向有五条,直径40cm。每块排56m长、12m宽。因为有充沙管袋压在土工布排体上,所以当排体贴岸坡被拉入水下并铺到位后,就不会被水流立即冲走。尤其是许多排体相互扣压成一大遍后更不易被冲动。抛石时要注意船舶定位,按设计抛石量抛投。由于垫了土工布,抛石不会流失,抛石厚度可降低,减少了抛石量。因此垫土工布抛石护坡的成本与一般抛石护岸相差不多。
垫复合土工布抛石护岸工程的优点是能适应岸坡的沉降变形;工程造价比模袋混凝土、铰链混凝土块软体排等都低得多;便于施工、便于维修;不怕船只碰撞;抛石使岸坡加糙,对减低流速而促淤有利。
(八)窝崩抢险措施