连锁混凝土板在高寒区渠堤防护工程中的应用

张会玉 徐政华

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2015.36.133

摘 要：连锁混凝土板是一种新型的渠堤护坡型式，既具有传统护坡的功用又兼顾自然环境生态平衡，在水利工程防护工程中得到广泛应用。高寒区堤防防护工程存在基础融沉问题，笔者结合连锁混凝土板的结构特性和高寒区基础处理的措施，提出渠堤新型护砌设计方案，并将该方案推广应用于吉林省月亮泡蓄滞洪区防洪工程，取得良好效果。

关键词：连锁混凝土板 高寒 堤防防护

中图分类号：TV64 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）12（c）-0133-02

传统渠堤防护工程主要强调满足防洪、排涝、航运等基本功用，侧重防洪固岸，防护材料多选用糙率系数较小的浆砌石或混凝土等刚性硬质材料，以减小沿程水头损失；其结构型式片面追求最经济断面而忽略生态景观适应性，对河道原有自然功能造成一定程度破坏。生态护坡是在满足传统护坡功能的基础上，结合植物和工程技术措施实现与河道自身生态系统相平衡的一种新型护坡型式，除满足传统护坡功能外，还具有增强河流生态景观、滞洪补枯、调节水位和增强水体自净等作用，生态护坡主要包括草皮护坡、格宾石笼护坡、生态预制块护坡和土工合成材料护坡4种类型，其中生态预制块护坡包括连锁混凝土板，铰接式混凝土砌块等；连锁混凝土板护坡是采用一种柔性结构，不会因坡面基础发生不均匀沉降而发生断裂，适应基础变形后能保持其原有强度不变，具有整体性好、适应基础变形能力和抗冲刷能力强、施工方便等优点，在护坡防护工程中得到广泛运用。

近年来，连锁混凝土板在我国水利防洪工程应用实例逐渐增多，如：福建木兰溪防洪工程、北京永定河卢沟桥以下立垡II段河道综合险工治理工程等，但在我国东北高寒地区因存在基础冻胀问题，连锁混凝土板在渠堤防护工程中应用偏少，因此，开展连锁混凝土板在高寒区堤防防护工程中应用研究，对工程实际具有重要指导意义。

1 连锁混凝土板

我国运用连锁混凝土板护坡技术始于20世纪90年代，而当时国外如丹麦、加拿大等国家这种技术已经在河渠、水库、海岸和港口的防护中得到了成功的应用。连锁混凝土防护系统主要基层土、反滤层、面层三部分组成，基层土即渠堤坡岸，是整个防护工程的基础，坡度可根据水文地质及工程地质条件计算优化选择，保证岸坡稳定；反滤层多选用透水性土工布，主要作用是防止土颗粒受水流侵蚀，发生管涌破坏；面层是由一系列连锁板采用独特的锁扣相互机械咬合连接，使每一个连锁块被相邻的6个连锁块的齿槽相互机械咬合，能够实现每块连锁板的准确定位不发生侧向滑移，形成整体稳定性好、结构柔韧性强、透水性好的坡面防护层。当坡面发生冻胀、融沉变形时，护面仍能正常工作。

护坡整体稳定性能够抵抗水流掏刷冲蚀；坡面高开孔率能够降低水流流速和水压力，提高坡面排水能力，正常水位以上部分的孔口部分可用一定厚度的腐质土覆盖，其上种植绿色植物起到美化环境作用；连锁混凝土板在预制过程中可添加醋酸纤维等高分子聚合材料，使护坡在强度不变且有益于水生植物生根，维护河道自然生态平衡。

2 高寒区基础处理措施

我国东北部地区多为季节性冻土，水位以上的基础易发生融沉破坏，融沉是指自然或人为因素改变地面温度，使土体中的冰发生局部融化，融化水从土体中排除以及土体在融化固结过程中局部地面的向下运动。主要处理措施有：（1）置换法：用粗砂、砂砾石等非（弱）冻胀性材料置换冻胀性土；（2）物理化学法：采用人工材料处理地基土中土、水电荷离子之间的相互作用，使土体中的水分迁移；（3）保温法：构筑物底部设置隔热层，延缓土体冻结以提高土中温度，使冻结深度减小，减小冻胀破坏；（4）排、隔水法：降低季节性冻土含水量，阻断外水补给。

渠堤融沉破坏防护措施多选用置换法或保温法。保温法多使用聚苯板保温材料，高寒区防护工程一般使用量大，材料造价高，增加工程总投资；置换法一般使用造价低、运输方便的粗砂或砂砾石，但高寒区传统防护措施多使用混凝土板或浆砌石硬质材料，因柔韧性差，对换填料压实度及颗粒级配要就较高，施工质量控制难度大。

3 技术设计与应用

月亮泡蓄滞洪区位于吉林省的西北部，主要由月亮泡水库库区片、新荒泡片、六号坝片以及四号坝以西片组成，区域日平均气温低于零度时间一般从每年的11月上旬到翌年的3月下旬，长达5个月之久，多年平均气温4.4 ℃，1月份最冷，月平均气温-18.1℃，属于我国高纬度寒冷区域。

蓄滞洪区堤防设计采取双孔型生态连锁混凝土板块，因基层土多为渗透系数较低的粘性土，为防止冬季护坡发生融沉破坏，生态连锁混凝土板下铺设10 cm厚砂砾石垫层，砂砾石垫层下铺设无纺布反滤层，以防止水位突降时护坡发生管涌渗透破坏。堤肩处采用素混凝土压顶，堤脚处采用格宾石笼脚槽护脚（见图1）。迎水侧护坡设计洪水位以上连锁混凝土板空内采用腐殖土填充，为美化生态环境的绿色植物提供营养补给。

4 结语

生态连锁型混凝土护坡结合了传统护坡防冲刷、结构稳定和强度高等优点，形成了改善生态环境新型护坡。笔者以吉林省月亮破蓄滞洪区堤防设计为背景，结合高寒区渠堤基层土特点，在原有生态护坡型式的基础上，提出防止生态连锁混凝土护坡基层土发生融沉措施和适应高寒区堤防设计断面，并在高寒区推广应用。工程运行后，护坡运行良好并达到了美化环境的功用。

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