长江小河口段江滩防护工程重难点分析及质量控制

姚玉扣，郭晓玲

(仪征市水利工程总队，江苏 扬州 211400)

仪征水道自三江口(陡山节点)至世业洲头，全长10.5km，呈单一微弯型，上窄下宽。入口端河道弯曲，陡山以下基本顺直，深泓靠左岸，右岸三江口凸咀以下为杨家沟边滩。由于仪征水道进口有陡山节点的导流岸壁，加之三江口节点所起的挑流作用，在长期的演变过程中，河道平面变化不大。但近几十年来，上游龙潭水道经历了由顺直到弯曲水道急剧变化的过程，并直接引起仪征水道左岸冲刷、右岸淤积及世业洲汊道分流点上堤、下挫的变化[1- 3]。尽管上游栖龙弯道发生了剧烈的变化，只要三江口、陡山节点继续保持稳定，则该段河势仍可保持稳定。故左岸小河口—仪扬河口一线的稳定十分重要，它不仅可保持仪征水道基本稳定，也可阻止世业洲汊道分流区主流向北移动。对比近十年江滩地形图变化，发现小河口段近岸0m等高线大幅度北移，平均内移20～30m，-5m和-10m等高线均内移约20m，河床平均刷深约1m，形成明显的窝崩形态，同时近岸河床存在冲淤问题[4- 5]。

河床演变表明，受长江主流经三江口节点后过渡至本区域及礁板矶的影响，小河口段近岸河床坍塌较为严重，已形成明显窝崩[6- 8]。为防止窝崩进一步扩大，保障江滩稳定，维持仪征水道现状河势，本文通过对小河口段现场环境进行分析，提出窝崩区域防护方案，总结分析该段工程实施重难点及相应解决方案，研究主动式钩连体相关质量控制，为类似工程提供参考。

1 小河口段工程概况

1.1 工程总体布置

小河口段位于三江口斜对岸，长江主流经三江口节点后过渡至小河口段，贴岸洗滩较为严重，形成明显的窝崩，迎江子堤于20世纪末坍入江中。由于该区域地质较好，地势高，窝崩与主江堤间距约150m，窝崩现未对防洪构成重大威胁，但仍存在安全隐患。经分析，本段江滩防护工程以沉放主动式钩连体方案为主，近岸采用散抛石防护，护岸长度为1.1km，防护宽度为65～90m，分3区抛护。三峡蓄水以来，镇江和江阴水位站最枯3个月平均水位值分别为1.35和0.67m，结合历年护岸工程情况，小河口段设计枯水位为1.5m。

1.2 主动式钩连体设计

主动式钩连体由2个“U”型钢筋(φ12)混凝土构件(外缘侧长度0.9m)和1根长0.66m的钢筋(φ12)混凝土杆件拼装而成(如图1所示)，构件和杆件横截面均为0.12m×0.12m，混凝土标号均为C25，钩连体拼装应保障构件的整体完整，拼装后的成品模型如图2所示。

图1 钩连体组装构件示意图(单位：cm)

图2 主动式钩连体组装成品示意图(单位：cm)

2 工程重难点及解决方案

2.1 主动式钩连体工程

2.1.1主动式钩连体的预制抛投

主动式钩连体的预制抛投，属于一种新型工艺[7]，DB32/T 2334—2013《水利工程施工质量检验与评定规范》中无相关规范标准，因此施工质量评定无统一规范标准可依。

解决方案：施工前，邀请有关专家代表共同制定主动式钩连体的单元、分部、单位工程质量评定标准，明确单元工程质量评定标准中主控项目和一般项目，便于单元工程质量评定，确保本工程顺利通过完工验收；因主动式钩连体预制与常规混凝土的预制基本相同，即主动式钩连体质量评定标准可参考DB32/T 2334—2013 第2部分中“表A.43预制混凝土块单元工程质量评定表”，以及工序质量评定表；抛投单元工程质量评定表可部分参考块石抛投质量评定表，结合相关施工经验，本文总结提出一套主动式钩连体抛投单元工程质量评定标准，详见表1。

2.1.2主动式钩连体的成品保护

主动式钩连体结构单一，从预制到抛投需做好成品保护[8]。主动式钩连体经预制场内预制、叉车运输集中堆放、吊机起吊上船、平板船上拼装、浮吊船起吊抛投至指定地点经历多个程序的运输、起吊，极易造成预制构件的成品破坏，而抛投的钩连体整体拼装的质量稳固是确保钩连体护岸效果的关键。

解决方案：施工前制定详细的运输方案，预制件达到一定强度后由人工抬运至指定区域内的定制钢制托盘内，要求轻抬轻放，堆码整齐至规定层数后，叉车在场内运输过程中，采用对拉螺栓将预制构件固定在钢制托盘内，以避免运输过程中的颠簸对构件造成损坏或滑倒对人员造成伤害；合理划分堆放区，将同类型规格预制件集中堆放，并留设通道。预制构件验收合格后放于存储堆放区，以减少雨淋和日晒影响，并设专人进行洒水养护。经现场施工多次搬运及起吊分析可知，预制构件存放时按5层摆放，通过定制钢制框架分层堆放(如图3所示)，起吊必须待混凝土龄期达到设计强度的75%后，能够保障搬运、起吊质量。

2.1.3主动式钩连体抛投作业

主动式钩连体施工处于近岸浅水区，抛投受水位影响较大。因大部分抛投区位于枯水期以上位置，受长江枯水期影响，在枯水期水位不足情况下，无法抛投。

解决方案：采用平板船进行抛投作业；将钩连体抛投工作分区域安排至非枯水期水位上升后施工；对潮位进行监测，选择大潮位时段在近岸浅水区进行抛投作业。

表1 主动式钩连体抛投单元工程质量评定参考表

图3 主动式钩连体钢制托盘集中堆放示意图

2.2 抛石工程

2.2.1石料质量控制

各矿山矿石质量差异大，石料质量不易控制[9]。石料质量作为抛石工程的主控项目，是抛石工程质量达到合格标准的关键因素之一。因各矿场块石在容重、湿抗压强度、软化系数、块石含泥量、块石粒径方面均有较大差异，块石原材料质量难以控制。

解决方案：施工前，由业主、监理、施工方派代表至各料场考察，对各料场的块石原材料进行取样，将有代表性的块石送检至有块石检测资质的机构进行检测，将检测结果符合设计要求的矿场作为本工程预备料场，择优选用；运输船在料场码头起运，严禁易水解石、风化石上船；对含泥量高的运输船加大扣分处理。

2.2.2块石总量控制

块石数量难以精确计算，“抛足”不易控制[10- 11]。矿场块石一般是从矿山上爆破或破碎而来，每一块块石的粒径、形状均不相同[8]，且每一辆运输车和运输船大小均有区别，块石的含泥量也不尽相同，块石总量控制存在一定难度。

解决方案：可采用“称重法”“载重线吃水位置法”“体积法”，取3种方法最小值作为各运输船实际抛投工作量。“称重法”在重量计算方面较为准确，但需对磅秤数据的真实性进行定期复核；“载重线吃水位置法”主要是防止石料运输船在运输过程中偷卸料；“体积法”因每艘运输船在堆载块石后都是不规则形状，量测点要求越多越好，以满足精度要求[12- 14]。

2.2.3抛石的均匀控制

块石抛投区位于近岸浅水区，“抛匀”不易控制。本工程抛石护岸1.1km，抛宽仅有10m，均为近岸护坎。需在高潮位进行抛投，因位于近岸浅水区，流速和水深都不大，抛石在下落过程中还没完全散开，就已堆积至河底，造成抛石不均匀现象。虽抛石总量达到设计要求，但对欠抛部位仍需补抛，增加了施工工作量，并延长了工期。

解决方案：针对水上护坡水位较浅的情况，可使船只在潮位高时进入工程水域进行均匀抛放，在潮位低时利用挖掘机平整抛石坡面。根据不同船型将对应抛投区划分为对应规格的区格和小区格，根据抛投厚度计算出各小区格网包数量，并在浮吊船舷一侧做好变化标记，以此控制抛投数量。块石粒径需满足设计规范要求，施工船只采用双GPS精确定位，要求定的准、定的稳，移位灵活迅速。固定断面的设置要合理，固定断面设置间距过大，对抛投的均匀性起不到良好的监测效果；固定断面设置间距过小，不利于控制工期成本，经验间距20m较为合理。及时对固定断面进行抛前、抛后测量套比，检查抛石的均匀程度，确定漏抛区域，并及时进行补抛。

3 主动式钩连体质量控制

3.1 蜂窝、麻面、气泡的形成原因分析及防止措施

混凝土配合比不当或其搅拌时间不够，模板拼缝不严，局部漏浆等，均会导致混凝土局部表面出现缺浆和许多蜂窝、麻面、气泡，影响钩连体整体强度[15]。因此在预制钩连体过程中，模板要打磨清理干净，不得粘有干硬水泥砂浆等杂物，应在清理干净的模板上覆盖塑料薄膜等待施工，避免在打磨过程中落入灰尘，造成二次污染。应在模板缝隙垫加密封条，上紧螺丝，避免漏浆。第一次布料要在模型的1/3处，开启倾斜模板震动功能振捣密实，至排除气泡为止，然后平放模板进行第二次布料，震动到混凝土不再下沉、基本不冒气泡，表面呈现平坦、乏浆为止。

3.2 漏筋、缺棱掉角的形成原因分析及防止措施

预制板截面本身就小，石子卡在钢筋上，使水泥砂浆不能充满钢筋周围造成漏筋；脱模剂喷洒不均匀造成局部粘模或脱模过早，拆模时缺棱、掉角，导致漏筋；预制构件浇筑后养护不到位，造成脱水，致使产生裂纹在脱模时随模板掉角[16]。研究发现，除保证模具质量及拆模时间以外，模板在组装前应均匀喷洒脱模剂，混凝土浇筑后应认真浇水养护，在蒸汽养护下，应根据要求提升温度。转移运输时，将成品用草袋或土工布等保护好，以免碰损。这些措施均可有效避免漏筋、缺棱掉角等质量问题。

4 小结

主动式钩连体为一种新型工艺，通过对设计参数及抛投工艺的研究，本文提出的一套主动式钩连体抛投单元工程质量评定标准可满足该类工程的总体质量控制；采用“称重法”“载重线吃水位置法”“体积法”，取3种方法最小值作为各运输船实际抛投工作量，可以有效把控抛石工程的总体工作量。但抛投钩连体及抛石施工均为动态过程，施工参数随抛投时间段、地段等不同而变化，得到的施工参数也有所不同。故在试抛作业方面仍需进行大量的研究，以便完善施工参数，多方面确保施工质量。