混凝土砌塊護坡在水利工程中的應(yīng)用

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  摘　要：預(yù)制混凝土砌塊護坡在歐美等國較為普遍。它具有抗波浪效果好，工程質(zhì)量便于控制，施工快速、便捷，有一定柔性、整體美觀和環(huán)保等特點。借鑒國外在混凝土砌塊護坡研究和應(yīng)用上的成功經(jīng)驗，結(jié)合我國國情，就混凝土砌塊生產(chǎn)、施工等方面亟待解決的問題開展研究，對混凝土砌塊護坡在我國的推廣應(yīng)用，豐富水利工程護砌形式，提高我國堤壩防護水平，有著重要的實際意義。

  關(guān)鍵詞：混凝土砌塊；hupo；生產(chǎn)；施工  由于堤防迎水面經(jīng)常受波浪沖刷、水位變化和水流作用侵蝕的影響，需采取工程措施加以保護堤防確保工程安全，防止水上流失。水上流失使大量泥沙下泄，淤積上游河道，削弱行洪能力，一旦上游來洪量增大，常引起洪澇災(zāi)害。根據(jù)SL／T188—96《堤防工程管理沒計規(guī)范》，堤岸防護工程的結(jié)構(gòu)、材料應(yīng)符合下列要求：①堅固耐久，抗沖刷、抗磨損性能強；②適應(yīng)河床變形能力強；③便于施工、修復(fù)、加固；④就地取才，經(jīng)濟合理。在我國河道整治工程的護坡形式有拋石、砌石、現(xiàn)澆混凝土等，其中最常運用的護坡形式為現(xiàn)澆混凝上護坡、砌石護坡。預(yù)制混凝土砌塊護坡在歐美等國較為普遍，在我國水利工程中近幾年才開始運用。 一、混凝土砌塊護坡的tedian 　　混凝土砌塊護坡有以下主要特點： 　　1．混凝土砌塊護坡是以人工預(yù)制混凝土砌塊作為護面層單元的一種鋪砌式斜坡保護結(jié)構(gòu)，雖然本質(zhì)上屬散體護坡，但規(guī)則的塊型和一定的鋪砌方式，使相鄰砌塊可以相互作用共同抵御波浪和水流的作用。因此，從結(jié)構(gòu)上講，砌塊護坡介于散體護坡(拋石、干砌石)和整體護坡(現(xiàn)澆混凝土)之間。 　　2．護坡用砌塊平面尺寸較小，一般多為幾十公分，厚度在0．1～0．5m左右，因而有一定的柔性。從滲透性看，也介于完全滲透性的拋石護坡和非滲透性的現(xiàn)澆混凝土護坡之間，屬半滲透性護坡，因而在波荷載作用下，這類護坡的破壞機理也有別于其他護坡形式，波生浮力(揚壓力)造成的砌塊脫落是護坡結(jié)構(gòu)破壞的主要形式。 　　3．砌塊形狀規(guī)則、尺寸統(tǒng)一、施工效率高，工程質(zhì)量易于控制，施工受天氣影響小。從蚌埠閘、人海水道樞紐等工程施工實際應(yīng)用看，平面聯(lián)鎖砌塊(單塊重52kg)人工護砌每人每日可達20-30m2，國外砌塊護坡多采用機械施工，效率更高。 　　4．整體美觀。通過塊型、鋪砌方式及顏色的變化，可將每一個護坡工程都建設(shè)成為一個景觀工程。 　　5．具有環(huán)保概念，在砌塊生產(chǎn)過程中，應(yīng)用粉煤灰、鋼渣、礦渣等工業(yè)廢料，可避免天然石料開采對環(huán)境帶來的影響。 　　6．利用先進的砌塊成型設(shè)備制作護坡用混凝土砌塊，產(chǎn)量高、質(zhì)量穩(wěn)定。對護砌量大、工期緊的護坡工程優(yōu)勢更為突出。 二、混凝土砌塊的生產(chǎn)問題 　　1．生產(chǎn)設(shè)備與生產(chǎn)工藝 　　混凝土砌塊生產(chǎn)設(shè)備主要包括配料與攪拌系統(tǒng)、鋪料與成型系統(tǒng)、傳送與碼垛系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)等。其生產(chǎn)過程如下：生產(chǎn)所用的碎石、砂等材料通過裝載車裝入室外集料斗，通過自動配料系統(tǒng)送入攪拌機。水泥罐中的水泥、粉煤灰罐中的粉煤灰通過螺旋輸送器、水泥均勻送入攪拌機。水箱內(nèi)的水通過自動測水、加水系統(tǒng)加入攪拌機拌和，攪拌機能夠根據(jù)原材料的含水量實現(xiàn)自動加水，拌和料再通過自動成型系統(tǒng)均勻地鋪入模具型腔，經(jīng)過預(yù)壓、振動成型、脫模等工序，成型后的濕產(chǎn)品落在特制的棧板上，經(jīng)濕傳送機、濕檢、升板機輸送到養(yǎng)護室進行濕養(yǎng)護。36-48h后，再經(jīng)降板機、干傳送機、碼垛機將干產(chǎn)品碼垛到木托盤上?？諚０褰?jīng)翻轉(zhuǎn)、棧板回送機、喂板機再提供給成型機，進行下一個生產(chǎn)循環(huán)。碼垛好的干生產(chǎn)品經(jīng)包裝，再輸送到養(yǎng)護室養(yǎng)護2～3d，然后再送到成品堆場養(yǎng)護l0～15d天可出廠。 　　2．配方與外加劑 　　成型機采用振動加壓密實成型的工藝，水灰比一般小于0．3，所配混凝土為干硬性混凝土。為保證產(chǎn)品內(nèi)部均勻，表面不產(chǎn)生麻面、孔洞等現(xiàn)象，要求混凝土有一定流動性，因此所需集料級配要合理。護坡用混凝土砌塊配方一般包括水泥、碎石、砂。水泥用量一般占12％～15％，碎石占50％左右，為5～20mm連續(xù)級配，含砂率為40％～45％，為中粗砂。為提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，該項目組根據(jù)蚌埠地區(qū)原材料實際情況，進行了配合比優(yōu)化設(shè)計試驗，試驗考察了水泥含量、碎石含量、粉煤灰參量、含砂率4個因素，每個因素分別分三個水平，采用L9(34)正交表，通過九次試驗，優(yōu)化出最佳配比，并在實際生產(chǎn)中應(yīng)用，取得了良好效果。該工藝生產(chǎn)的混凝土砌塊一般不需其他添加劑，除改善混凝土的某些性能時才需添加，如減水劑、防凍劑等，但要在實驗的基礎(chǔ)上科學添加。對砌塊顏色有特殊要求時，可在面料或整個基料中添加彩色顏料。   　3．砌塊生產(chǎn)質(zhì)量控制 　　搞好砌塊生產(chǎn)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制對于砌塊成品質(zhì)量和工程安全有十分重要意義。生產(chǎn)質(zhì)量控制主要包括：原材料質(zhì)量與配合比，攪拌的質(zhì)量，成型時的質(zhì)量，砌塊養(yǎng)護溫度、濕度和時問，棧板的平整度等。 三、混凝土砌塊護坡的施工工藝及養(yǎng)護措施 　　1．混凝土砌塊砌筑工藝 　　在砌塊護坡施工中，清基、削坡、土工布及墊層鋪設(shè)與砌石護坡要求相同，可按國家現(xiàn)行規(guī)范要求執(zhí)行。砌塊護坡施工方法簡便易行，對施工人員沒有特別要求，結(jié)合淮干蚌郊段、人海水道等幾個工程砌塊施工實踐，提出了混凝土砌塊護坡人力施工的具體要求：砌塊砌筑從條埂一側(cè)開始，由堤腳向堤肩方向進行，在水平和垂直方向分別掛線，確保鋪砌面整齊、美觀，砌塊間隙按2～5mm控制。砌塊由垂直方向進入護砌位置，借助錘子(墊木塊)進行水平和高度調(diào)整，層面要拍打平實，禁止將砌塊從遠距離水平推向護砌位置。避免對墊層影響，砌筑過程中要隨時檢查其平整度，必要時用碎石調(diào)整。一個作業(yè)面完成后要及時用混凝土封頂，以避免降水沖刷墊層；為增強護面層整體穩(wěn)定性，方便多作業(yè)面同時施工，可每隔30～50m設(shè)混凝土或漿砌石條埂。條埂厚度為50em左右，寬度與砌塊寬度相同，條埂的空隙(對聯(lián)鎖砌塊而言)可用現(xiàn)澆混凝土填補。 　　2．砌塊施工效率 　　砌塊護坡施工效率較高，從工程實際鋪砌看，人均日砌護面積均大于20m2，熟練工可達30m2。同時，施工效率與砌塊塊型關(guān)系密切，塊型越復(fù)雜，效率越低。不論何種塊型，施工效率均高于砌石護坡施工，且質(zhì)量易于控制。 　　3．砌塊的養(yǎng)護工藝 　　砌塊的養(yǎng)護對砌塊的質(zhì)量影響很大。良好的養(yǎng)護環(huán)境可確保砌塊的凝結(jié)硬化正常進行，使砌塊能獲得所需要的物理力學性能和耐久性。根據(jù)作者的工作經(jīng)驗，砌塊的養(yǎng)護可以采取以下的流程： 　　濕產(chǎn)品→養(yǎng)護室濕產(chǎn)品養(yǎng)護(36h～48h) →碼垛→干產(chǎn)品保濕養(yǎng)護(5d～7d) →堆場自然養(yǎng)護(10d～15d) →出廠。 　　在養(yǎng)護過程中，有以下幾點值得注意： 　?、贋闇p少剛成型濕產(chǎn)品所占養(yǎng)護室場地面積和減少周轉(zhuǎn)所需的棧板數(shù)量，自然養(yǎng)護時要設(shè)法盡快使砌塊達到允許搬動碼垛的強度。因此要確保前48h的養(yǎng)護溫度和濕度。 　?、跅０迳蠟⑺资箺０遄冃螕p壞，為了延長棧板的壽命，盡量減少在棧板上灑水的次數(shù)。夏季時自然養(yǎng)護溫度較高。養(yǎng)護時的灑水次數(shù)隨溫度的增加而增多；冬季養(yǎng)護時間要適當延長f不少于48h)，養(yǎng)護時的灑水次數(shù)隨溫度的降低而減少，甚至可不灑水。 　?、垧B(yǎng)護初期盡量放在相對密封的、空氣流動不大的、氣溫偏高的養(yǎng)護室內(nèi)養(yǎng)護．避免露天暴曬養(yǎng)護和通風養(yǎng)護。 　?、芏攫B(yǎng)護時(尤其經(jīng)灑水后)，為防止產(chǎn)品受凍，應(yīng)采取保溫措施，如覆蓋塑料薄膜，為養(yǎng)護室加熱保溫等。 　　⑤為防止養(yǎng)護室冷凝水滴穿養(yǎng)護初期的砌塊，應(yīng)在冷凝水易滴處覆蓋薄膜或草墊。 　?、揲_孔混凝土砌塊的養(yǎng)護條件比實體砌塊的高；摻粉煤灰的砌塊比普通混凝土砌塊養(yǎng)護條件高。 　　結(jié)束語 　　我國護坡工程量大面廣，既有新建工程，又有改造工程，隨著社會發(fā)展和環(huán)境保護要求的提高，對護坡工程質(zhì)量要求也會越來越高?；炷疗鰤K護坡作為一種新型護坡形式，優(yōu)點突出，未來應(yīng)有廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻 【1】張玉清.宓永寧.諸葛妃.龐海臻.徐鋒：一種新式護坡——模壓混凝土砌塊護坡[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2011(6) 【2】朱勇， 吳美安， 朱一平， 趙橋：水工護坡混凝土砌塊的生產(chǎn)實踐[J].建筑砌塊與砌塊建筑，2005(6) 【3】李晶，湯洋：新型混凝土砌塊護坡質(zhì)量管理的探討[J]. 治淮，2010(6)