(辽宁省沈阳新杉电子工程有限公司沈阳市110000)
河道护岸工程冬季施工方法探讨
王 钢
(辽宁省沈阳新杉电子工程有限公司沈阳市110000)
对于河道护岸工程在冬季进行施工时,应采用适当的施工技术来保证河道在冬季的正常运行,应注意冻结或胀裂等危险因素给工程带来的影响。文章对河道护岸工程在冬季的施工方法进行分析讨论,以期提高河道冬季施工的工程质量,维护整个河道的正常使用,并为实际工作提供借鉴与依据。
河道护岸工程冬季施工技术
随着我国经济的快速发展,城市人口越来越多,城市建设也越来越完善,许多原本属于郊区或农村的河道被纳入城市之中,以供城市及周边地区进行水利灌溉、排水泄洪和生活用水等,因此河道的护岸工程在保护河道正常使用方面也越来越重要。由于一些城市河道长时间受雨水或洪水冲刷,护岸工程严重受损,如不加以修护,有可能在雨季降水量较大时出现决堤的情况,给整个城市人们的用水以及生命财产安全带来严重威胁。另外,由于在夏季降水较多,降雨量大,河流水位较高,在河边滩地进行护岸工程施工难度较大,难以确保施工质量,因此,护岸工程大多选择冬季进行施工。本文结合冬季施工时可能遇到的各种问题,对护岸工程在冬季的施工方法进行讨论。
河道护岸工程的常见形式包括植被保护、软体排、柴排和丁坝群等。
(1)植被保护。已有资料表明,植物对土壤结构有很大影响,植被在植物莲叶与根系的作用下可提高坡体的抗损坏能力。植被的工程作用有很多,例如粘聚作用,植物的根可以产生分泌物,具有穿插、挤压作用、有利于土体结构团聚。还有植物的坡面保护作用,植物根系对边坡土壤具有可观的加固作用,它可以收缩周围土壤,将团聚体机械地黏合在一起,以此来增加了土壤的粘聚力。同时,坡面的植物莲、叶可以避免了雨水直接冲刷坡面,防止表面形成结皮,而且促进水分下渗,促进土内微生物的活动,使间产物能胶结土壤颗粒,稳定了土壤骨架,提高了土壤的渗透性和土壤的再生能力,从而有效地保土、固坡,增加坡面耐久性,达到护岸的目的[1]。
(2)软体排。软体排在河道护岸工程中运用比较广泛,其中上层是反滤土工布层,下层是机织布层,上下层间是单元体,单元体周边是框格,用灌沙子形成,以此达到护岸的实际效果。
(3)柴排。柴排是河道护岸的重要方法之一,使用具有良好柔韧性和耐拉性的柳枝或杂树枝编扎成片状结构物,以此达到阻水缓流、防护冲刷的作用,对河岸进行有效保护。
(4)丁坝群。丁坝也是河道护岸的重要方法之一,根据丁坝对水流的影响,可将其分为长丁坝和短丁坝,长丁坝能够束窄河槽,改变主流线,短丁坝能够保护河滩。两者结合则能够调节水流,稳住河势,使得凸岸冲刷凹岸落淤,能够有效地防治雨水和洪水的淘刷,保护河岸,在河道护岸工程中起着非常显著的效果[2]。
在河道护岸工程冬季施工中,为确保施工顺利进行,首先应做好施工组织设计工作。根据护岸工程的实际情况,选择采用柴排、软体排、丁坝群或植被保护等形式。由于在冬季进行施工,当河流结冰到一定程度后,冰面上具有相当强的承载力,可以在河流的冰面上编制柴排。同时滩地也会结冰,当滩地结冰到一定程度后,材料可以通过汽车接运送到施工现场,不需要修筑临时道路,这样不仅节省了大量施工时间,也节约施工成本,提高工程质量。按照设计要求进行施工,在放排位置上用芦苇、铁线、木梗和柞条编制排体,编制完成后将排体四周的冰打开一道缝,通过钢丝绳固定柴排四角,钢丝绳另外一端锚固在水中定位,然后准确定位排体。当第一块排体施工完成后,可以将其他丁坝位置的柴排进行施工,不必要立即进行第二块排体施工。并且在施工过程中应等到该处河水冻结之后再在上面编排、沉排,直至整个工程施工结束。在露天进行抛石,比较容易控制其均匀度和厚度,可满足设计规范的各项要求。由于丁坝能够改变水流的方向,使水流在坝前能够产生回流区和挑流区,减弱水流的冲刷流速,减少对岸边的冲刷作用。同时由于回流区流速小,可能会导致泥沙出现淤积阻塞的现象,此时柴排则起到了有效的反滤作用,避免其下面的土被淘刷。除此之外,具有柔性结构的柴排对地形具有很强的适应性,能够通过将地基、柴排、抛石连接在一起来提高丁坝整体的稳定性,从而使冬季施工取得最佳效果。
植被在河道护岸工程中起着重要的作用。在冬季施工的河道一般都位于北方,气候寒冷,因此,在草种选择中尽量采用适应当地生长环境的草种,位于城区或需要有观赏要求的岸坡选用相应的品种,在有养护能力的地点则按主管部门的要求播种相应草种。应根据当地的气候特点选择冷季型草种,以防止在冬季被冻死而不能保护河岸,这类草种主要优点是种植容易、绿化形成快、生长速度快、绿期长并具有良好的观赏效果,并且因为其经济实用性而得到广泛推广和应用。冷季型草适宜的生长温度较低,限制其生长的主要因素为干旱和炎热。由于不同品种的抗旱性和耐热性均有不同的差异性,绿化草种的质量和绿化效果也会受不同的种植技术及养护方法的影响。应以气候环境适应性为基本原则来选择草种,为更好地达到护岸工程的目的应选择适宜、优质、适合在冬季生长的草种。经查阅资料及相关调查,常见的冬季型草种主要有:黑麦草、早熟禾、白三叶、碱茅、扁宿豆、野大麦、剪股颖、高羊茅等[3]。几个草种的特点如下:
(1)黑麦草是多年生、丛生型的禾木科草木植物,该草种抗寒、抗霜,种子较大,生长较快,耐践踏性强,炎热和夏季呈休眠状态,适合在河岸播种,起到护岸绿坡的效果。
(2)早熟禾是多年生、禾木科草木植物,原产欧洲,亚洲北部,现遍及全球温带地区,具细根状。该草种子细小,草秆丛生,叶片条形,光沿且柔软。早熟禾喜光耐萌,既喜欢温暖湿润的地方又具有很强的耐寒能力,在零下27℃的寒冷冬季也能安全越冬。其根室繁殖力强,再生性比较好,耐践踏性也很强,有利于护岸工程的更好维持。
(3)内三叶草别名又叫内车轴草,原产地为小亚细亚南部和欧洲东南部,也是重要的绿化护坡植物之一。白三叶萌发早,衰退迟,再生性好,耐践踏性较强,能以种子自行繁殖。枝叶茂盛,固土能力较强,其耐寒性和耐热性较强,喜湿润,寿命较长,一般在10年以上。是风蚀和水蚀地较为理想的水土保持植物[4],具有广泛栽培意义。
(4)碱茅草又名星星草,属多年生草木植物,株型较小,叶背光滑,叶面微粗糙,灰绿色,耐碱,喜湿润和盐渍性土壤,适应性较强。抗寒能力较强,能耐零下30℃的低温,对土壤要求不高,抗盐碱,喜光不耐荫,能顺利越冬,因此也适合作为冬季护岸可选择的方法之一。
(5)高羊茅草又称为苇状羊茅,分布于中国东北和新疆地,在欧亚大陆也有分布。高羊茅为亚热带常用冷季型草坪草种,经常应用于运动场草坪和防护草坪,其最为显著的特征是突出的抗早特性和耐热性,在冷季型草坪中尤为重要。高羊茅经常和早熟禾搭配播种,既耐寒喜潮湿,适合在寒冷、潮湿的气候中生长,又耐高温,耐酸,耐干旱。高羊茅在平地上建坪或水土保持用的植草经常采用撒播方式,在斜坡上护岸建坪经常采用条播方式,除了可单独播种外,还可与高羊茅、草熟禾或黑麦草等多种冬季型草种混播,其生命力顽强,是护岸护坡的良好草种选择之一。
首先在提高工程质量方面,在河道护岸工程冬季施工中,由于冰面宽阔,可将冰面作为施工现场,这样有利于柴排的编制,编制完成后凿开冰就能沉排,确保了柴排达到紧密、结实、均匀的严格要求。另外在冬季一般为枯水期,河水的水位较低,流速比较小,这样有利于钢丝绳精确的定位以及抛石的厚度和均匀度得到准确的控制,从而保证了保河道护岸工程在冬季的施工质量。其次是在缩短施工周期方面,由于河道冬季施工的场地比较宽阔,作业面较宽,能够安排多块柴排同时编制和同时沉排,即使下雪对施工带来的影响也不是很大,可避免夏季施工因可能出现的降雨天气而延误工期,从而确保工程按计划在规定时间内完成,既节约了工程成本又节省了施工工期。最后是在节约工程投资方面,在河道护岸工程的冬季施工中,施工所需要的设备比较简单,基本上不需要机械进行工程作业,既减少了机械使用的费用,又节约了机械的台班费,且材料价格也相对较低。同时,与夏季施工相比,冬季施工环境好,施工周期短,因此也节约了很大一部分的工人劳务费。如果能够将冻结的滩地作为施工道路,不仅节约了运费,还省去了临时工程,从而降低了整个工程的施工成本。
除此之外,通过对护坡植物的习性进行分析,选出适用于寒区各种工况的多种草种,由于其施工简单,难度较低,又具有非常好的保土能力,能够增强坡面抗坡积水冲刷能力,耐久性好,在岸坡防护方面具有一定的优势。而且采用植被保护技术减少了块石、水泥、钢筋等材料的应用,从而减少了人类活动对自然环境的污染破坏,在很大程度上降低了能源消耗,减少了CO2的排放量。这样既改善了城市河流的水质,又美化了环境、绿化了城市,得到了显著的环境效益。由于植被保护维持时间较长,投资一次可多年使用。因此,经过多种方法结合利用,可达到节约投资的目的。
在河道护岸冬季施工工程中,综合运用植被保护、软体排、柴排和丁坝群等施工方法,充分利用在冬季施工中可利用的各种资源,并针对不同特殊部位选用最适宜的材料、植物种类以及施工方法,使其既可以满足工程安全要求,又可以节约工程成本,保护生态环境。
[1]胡海泓.生态型护岸及其应用前景[J].广西水利水电,1999,(4):59-61.
[2]潘美元,李俊娜,尹崇清.护岸设计原则和类型综述[J].中国水运,2006,(11):108-110.
[3]李敏,徐琳,赵美琦.冷季型草草坪建植与管理指南[M].北京:中国林业出版社,2002.
[4]赵方莹.水土保持植物[M].北京:中国林业出版社,2007.
2016-09-16)
王钢(1970-),男,辽宁沈阳人,大学本科,工程师,研究方向:水利水电工程。