混凝土砌塊護(hù)坡技術(shù)在治淮工程中的應(yīng)用與創(chuàng)新

淮河水利委員會辦公室副主任董開友

在水利部國科司的大力支持下，淮委自2001年、2004年、2005年分別承擔(dān)了三個“948”計(jì)劃項(xiàng)目，總計(jì)引進(jìn)經(jīng)費(fèi)56萬美元，配套經(jīng)費(fèi)138萬元人民幣，折合人民幣總額為604.8萬元。目前，已有一個項(xiàng)目順利完成并通過驗(yàn)收和成果鑒定，其余兩個項(xiàng)目也在收尾總結(jié)階段?？傮w來看，淮委承擔(dān)的三個項(xiàng)目在實(shí)施過程中還是比較順利的，效果和作用也是明顯的。下面重點(diǎn)匯報(bào)《混凝土砌塊護(hù)堤技術(shù)》項(xiàng)目在引進(jìn)、吸收、消化、推廣過程中，形成自主知識產(chǎn)權(quán)的工作情況。

一、引進(jìn)項(xiàng)目概況

1、立項(xiàng)背景及意義

我國常見的護(hù)坡形式，有拋石、砌石、現(xiàn)澆混凝土、瀝青混凝土等，這些傳統(tǒng)的護(hù)坡形式有其適用條件，也都存在明顯不足。以預(yù)制的混凝土砌塊作為護(hù)面層單元的鋪砌式混凝土砌塊護(hù)坡近年來在歐美國家廣泛得到應(yīng)用，而我國則處于起步階段?；炷疗鰤K護(hù)坡抗動力作用效果好，施工方便快捷，工程質(zhì)量易于控制，有一定柔性,整體美觀環(huán)保。

我國幅員廣闊，內(nèi)陸水域湖泊、水庫、河道眾多，護(hù)坡工程量大，尤其是1991年淮河大洪水后，19項(xiàng)治淮骨干工程相繼開工，更為新型護(hù)坡材料的研究提供了廣闊市場。在這種形勢下淮委醞釀提出的“混凝土砌塊護(hù)堤技術(shù)”研究項(xiàng)目，于2001年7月被正式批準(zhǔn)列入水利部“948”計(jì)劃，并得到16萬美元研究經(jīng)費(fèi)用于關(guān)鍵技術(shù)的引進(jìn)，撥入配套經(jīng)費(fèi)人民幣8萬元；淮委作為引進(jìn)項(xiàng)目承擔(dān)方投入配套經(jīng)費(fèi)人民幣50萬元。項(xiàng)目總投入為190.80萬元。2002年初相關(guān)工作全面展開。

2、引進(jìn)內(nèi)容及執(zhí)行情況

引進(jìn)內(nèi)容：按合同要求引進(jìn)的是技術(shù)資料和關(guān)鍵設(shè)備兩部份。引進(jìn)國別為德國、荷蘭。引進(jìn)的方式是貿(mào)易和合作研究。

技術(shù)資料方面：引進(jìn)了砌塊模具設(shè)計(jì)、砌塊配方、砌塊自鎖與互連技術(shù)、砌塊護(hù)坡設(shè)計(jì)等。

關(guān)鍵設(shè)備方面：引進(jìn)了德國瑪莎公司生產(chǎn)的6套水平聯(lián)鎖砌塊生產(chǎn)模具及部分配件。

此外，根據(jù)砌塊護(hù)坡實(shí)際，在合同之外，利用自有資金引進(jìn)多套垂直聯(lián)鎖砌塊模具和荷蘭砌塊護(hù)坡穩(wěn)定計(jì)算軟件等。

執(zhí)行情況：整個項(xiàng)目實(shí)施過程中，通過走出去、請進(jìn)來等方式，就砌塊護(hù)坡涉及的多項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行交流與合作。2002年派6人的代表團(tuán)赴德國、荷蘭學(xué)習(xí)，培訓(xùn)砌塊塊型及模具設(shè)計(jì)、砌塊配方和生產(chǎn)工藝等內(nèi)容，實(shí)地考察德國、荷蘭砌塊護(hù)坡應(yīng)用情況；先后多次與德國瑪莎公司、施樂斯·非凡公司、歐馬克公司、蘭福模具公司等就砌塊模具、砌塊塊型、配方、生產(chǎn)工藝等開展技術(shù)交流及合作研究；邀德國比勒費(fèi)爾德大學(xué)Fritz教授等外國專家先后9人十多次來華指導(dǎo)、培訓(xùn)；向荷蘭Delft水力學(xué)研究所專家Breteler就砌塊護(hù)坡設(shè)計(jì)及穩(wěn)定厚度計(jì)算等進(jìn)行技術(shù)咨詢。

成果鑒定情況：2004年12月17日～18日，水利部國際合作與科技司在安徽省蚌埠市主持召開了《混凝土砌塊護(hù)堤技術(shù)》成果鑒定會。與會專家審閱了相關(guān)技術(shù)資料，實(shí)地考察了引進(jìn)的砌塊生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)現(xiàn)場和砌塊護(hù)坡工程，聽取了項(xiàng)目承擔(dān)單位關(guān)于項(xiàng)目實(shí)施及成果應(yīng)用匯報(bào)。經(jīng)充分討論，評定該研究成果總體上達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中無繩索連接開孔垂直聯(lián)鎖技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

二、引進(jìn)技術(shù)的吸收與創(chuàng)新

特別設(shè)計(jì)、經(jīng)先進(jìn)生產(chǎn)線工廠化制作而成的混凝土砌塊具有護(hù)砌厚度小、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、易于控制工程質(zhì)量和工期，護(hù)坡結(jié)構(gòu)整體美觀、環(huán)保等特點(diǎn)。借鑒國外在混凝土砌塊護(hù)坡研究和應(yīng)用上的成功經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)消化、吸收，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，我委工程技術(shù)人員就混凝土砌塊護(hù)坡設(shè)計(jì)、砌塊生產(chǎn)、施工等方面亟待解決的問題，與科研單位開展了積極合作，在治淮工程建設(shè)中成功的取得以下成果：

1、開發(fā)生產(chǎn)的植生砌塊和抗動力作用護(hù)坡砌塊兩大類十多種產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于淮河流域水利工程護(hù)坡；護(hù)砌總面積超過 200萬平方米，部份工程已經(jīng)受了2003年淮河大洪水的考驗(yàn)，受到了社會各界廣泛認(rèn)同，開創(chuàng)了國內(nèi)引進(jìn)技術(shù)工廠化大規(guī)模制作的先例。之后，安徽、江蘇、浙江、天津、河北、湖北、河南、山東等地的多家單位先后與我委聯(lián)系，現(xiàn)已經(jīng)有很多水利工程推廣應(yīng)用了混凝土護(hù)坡砌塊。

2、與南京水利科學(xué)研究院合作，對抗動力作用護(hù)坡砌塊進(jìn)行抗波浪作用系列模型試驗(yàn)研究，定量驗(yàn)證了砌塊開孔、水平聯(lián)鎖和垂直聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)的抗波浪作用效果，從而導(dǎo)出了護(hù)坡穩(wěn)定厚度計(jì)算公式。即:

規(guī)則波

式中：D為砌塊厚度，H為規(guī)則波波高，R為系數(shù)，對實(shí)體砌塊取0.225，對開孔砌塊取0.152，Δ為相對密度，ξ為破波參數(shù) ，α為坡角度，L為波長。

不規(guī)則波

式中：R對實(shí)體砌塊取值為0.26，對開孔砌塊R取值0.168，對垂直聯(lián)鎖開孔砌塊R取值0.12～0.14，Hs為有效波高，破波參數(shù) ，為平均波長。

由于護(hù)坡工程實(shí)際經(jīng)受的波浪作用為不規(guī)則波，在實(shí)際應(yīng)用中可采用不規(guī)則波計(jì)算公式，并根據(jù)工程的重要性考慮10～30%的安全系數(shù)。

3、特別設(shè)計(jì)的垂直聯(lián)鎖砌塊以其良好的抗波浪作用效果和新穎的外觀獲得國家外觀設(shè)計(jì)和實(shí)用新型專利，并在國家大型工程臨淮崗洪水控制工程中大規(guī)模應(yīng)用。

4、首次在國內(nèi)較為全面、系統(tǒng)地提出了砌塊塊型開發(fā)、穩(wěn)定厚度計(jì)算、砌塊生產(chǎn)與檢測及施工工藝方法和基本要求，對砌塊護(hù)坡推廣應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。目前我委正在與中國建筑砌塊協(xié)會合作編制《混凝土護(hù)坡砌塊》產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

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