牛丽霞 薛 菲 纪文文
(黄河河口管理局,山东东营 257091)
随着黄河三角洲地区社会经济指标(人口、GDP等参数)的迅速发展,社会一体化活动对黄河三角洲湿地生态平衡的影响也越来越大。石油开采设施、湿地保护设施、农耕设施等生产生活设施林林总总坐落于黄河三角洲湿地之上,为黄河三角洲生态、社会、经济等指标的发展起到了积极的推进作用。自1999年开始,黄河至今已有15年不断流,来水在补充湿地所需水源、改善生态环境、特别是水生态环境的同时,也在冲刷着湿地临黄边界,造成湿地面积连续蚀退,部分生产生活设施已经受到黄河来水的威胁。为此,黄河河道主管部门、胜利油田、自然保护区管理部门多次联合在易出险位置进行了护岸施工,为防护生产生活设施起到了一定的保护作用。但是传统工艺的护岸,一般采用软料进行施工,所做临时护岸一般次年防护作用就锐减,为此,寻求一种经济、长效的护岸工艺显得尤为重要。
护岸施工按照材料可分为软料施工和硬料施工,见图1。软料施工即用土工袋、柳枕、棉柴枕等软性材料在临水边坡进行固定,起到防止来水冲刷的作用。硬料施工一般采用石料等材料进行抛石护岸施工,先挖基坑,再填石料,同时为了牢固和防止石头流失,每到一定厚度,用铅丝笼进行加固。
图1 软料防护与硬料防护示意图
软料施工具有成本经济、施工难度低、施工周期短的特点,但是软料施工由于材料的限制,受到来水冲刷后,易出现流失、溃塌、腐烂等质量问题,生命周期一般只有一到两年。
硬料施工成本较高、施工难度大、施工周期较长,但是硬料施工一旦完工,所起到的防护效果极好,生命周期也较长。因此,为长久保护黄河三角洲湿地,应尽量采用硬料护岸的施工工艺。
传统硬料施工,政府投资成本控制难度大,对机械人工施工水平高,为此,寻求一种经济、有效的硬料施工工艺,对于政府投资成本控制显得尤为重要。
黄河三角洲湿地爆破挤淤护岸施工的基本原理是通过人工爆破途径清除黄河三角洲湿地临黄岸的基泥,实现护岸施工区基泥和抛石石料的置换。通过爆炸冲击震荡作用降低护岸施工区基泥物理性强度,利用放置的抛石自重使爆破前处于静态平衡的抛石体向强度降低处的护岸基坑内移动,达到泥、石互换目的。爆破挤淤护岸施工方法具有施工时间短、工程质量可靠等优点,极适用于黄河水沙多变的三角洲湿地护岸施工中。
对黄河三角洲湿地施工区及周围现场进行勘察,落实三通一平条件,到有关部门办理爆破许可手续,提前对施工区控制点根据确定的设计施工图纸进行放样,设立抛石抛填标志,在临水施工范围内,利用圆木、土工袋等材料修建施工围堰,保护施工现场。
爆破挤淤护岸施工起爆网路首先将起爆体放入炸药包体中,将炸药包体填埋入一定深度的基泥(根据实际设计参数),将导爆索引出施工区域水面后,与主导爆索相连(并联方式)。主导爆索为保证正常起爆,采用双股主导爆索,最终依靠电雷管起爆,见图2。
图2 起爆网络
爆破挤淤湿地护岸施工工艺依次包括堤头爆填,堤身爆填、坡脚爆夯,典型人字坝湿地护岸平面布置见图3。
图3 典型人字坝湿地护岸平面布置
堤头爆填先做必要的水深地形复测并设立堤轴线和两侧抛石填埋边线标记,按两侧边线标记和约定进尺进行抛石。当抛石进尺、宽度、高程等参数满足设计要求后进行装药施工。装药结束后,机械、人员撤场。鸣警报,连接雷管后进行起爆,堤头爆填一次循环完成,堤头推进以3~4m为一个循环。
堤头段爆填完成后,抛石基本落到护岸临水侧基泥持力层,待抛石下陷停滞后,对堤身两侧进行爆填,进行坝身加宽和基本整形。侧堤爆填施工与堤头段爆填相同,侧爆循环进尺可根据施工现场实际情况灵活掌握。
坡脚爆夯可使内外人字坝脚稳定,通过对坝脚进行爆填处理,可以密实加固坝脚。施工工艺与上相同。等到主体护岸完成后,再利用小型机械、少量人工对外形进行整理,即可完工(见图4)。
图4 护岸机械修整施工
爆破挤淤护岸施工工艺通过爆破手段替代了传统的机械开挖、机械人工回填硬料施工手段,在经济、时效、质量上都有极大的优化性、科学性、经济性。通过爆破挤淤工艺施工完成的黄河三角洲湿地护岸能够在长时间段内对防护范围内的生产生活设施起到良好的保护作用。■
[1] JTJ/T 258—98爆破法处理水下地基和基础技术规程[S].北京:人民交通出版社,1999.
[2] 乔继延,丁桦,郑哲敏.爆炸排淤填石法机理研究[J].岩土工程学报,2004,24(3):349-352.