模袋砼護(hù)坡技術(shù)在慈溪圍涂中的應(yīng)用

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慈溪四灶浦西圍涂工程西起三八江以西2km，東至四灶浦十一塘閘，為庵東灘面西側(cè)，本段灘面平均含沙量為1.2~3.2kg/m³,中值粒徑0.02~0.06mm，泥沙來(lái)源主要來(lái)自長(zhǎng)江口。圍區(qū)涂面高程在2.7m（吳淞基面，下同），橫堤（北堤）全長(zhǎng)20.475km，西直堤1.5km，東直堤2.3km，中間設(shè)三條隔堤，總長(zhǎng)6.44km。西面圍墾處在杭州灣南岸西三潮溝末段，根據(jù)浙江省河口與海岸研究所進(jìn)行的本次圍涂對(duì)鄰近水域的沖淤影響分析和數(shù)模論證，認(rèn)為西三潮溝的形成及演變主要受尖山河灣大范圍河勢(shì)和潮流特征控制，圍墾對(duì)西三潮溝的水動(dòng)力因素影響較小。圍區(qū)西直堤受西三潮溝直接影響明顯，抗沖刷設(shè)計(jì)是本段堤防設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，模袋砼護(hù)坡的應(yīng)用解決了本次圍涂海堤快速施工和局部海堤抗沖刷問(wèn)題。

      2、工程設(shè)計(jì)       2.1  海堤結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)       ㈠ 迎潮面外坡結(jié)構(gòu)：     橫、西直堤工程迎海坡均為雙坡型式，坡比為1:2.5，同時(shí)根據(jù)各自所處地段的風(fēng)力、波浪、施工要求等因素，橫堤和西直堤在7.5m高程處設(shè)3m寬的平臺(tái)，護(hù)坡平臺(tái)及其以下坡段采用模袋砼護(hù)坡，其下采用沙土找平，坡腳設(shè)置100×100cm的C25砼溝槽，壓住模袋,防止潮溝擺動(dòng)對(duì)本工程的堤腳和護(hù)坡的沖刷。平臺(tái)以上段采用M10漿砌石護(hù)坡，下臥30cm厚石碴墊層。為保證護(hù)坡的穩(wěn)定，坡腳設(shè)置100×80cm的C25埋石砼地梁。     ㈡ 堤頂結(jié)構(gòu)：     橫、直堤堤頂迎海側(cè)設(shè)置M10漿砌石防浪墻，墻頂寬度60cm，頂面用10cm厚C20砼壓頂。防浪墻凈高為80cm，外海設(shè)1:0.3的斜坡，內(nèi)側(cè)面直立，防浪墻埋入堤頂路面以下50cm。     堤頂路面采用C25砼路面，凈寬5m，其結(jié)構(gòu)為：先鋪30cm厚的石碴墊層，再澆筑10cm厚的水泥碎石穩(wěn)定層，最后澆筑15cm厚的砼路面，砼路面根據(jù)規(guī)范要求設(shè)沉降縫。     工程所有的砼、埋石砼、漿砌石等結(jié)構(gòu)物每10m設(shè)置沉降縫一道，填縫采用2cm厚的浸瀝青杉木板。     ㈢ 反濾結(jié)構(gòu)：     海堤土方與護(hù)坡間的反濾層采用300g的反濾土工布，土工布在鋪設(shè)時(shí)應(yīng)設(shè)錨固，將土方反包在內(nèi)，嚴(yán)密覆蓋。     海堤斷面見(jiàn)圖一。       2.2  護(hù)坡厚度計(jì)算

 

   
    護(hù)坡厚度是影響工程安全和造價(jià)的主要因素，對(duì)本工程而言，主要復(fù)核波浪壓力對(duì)護(hù)坡結(jié)構(gòu)的破壞的可能性，波浪對(duì)護(hù)面的作用主要為波峰對(duì)護(hù)面的正壓力和波谷對(duì)護(hù)面形成的浮托力。根據(jù)SL/T225-98水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范規(guī)定，抗漂浮一般可由按下式進(jìn)行平均厚度計(jì)算：

 

    式中：c----面板系數(shù)，大塊砼護(hù)面，c=1              m----坡比              r_c----砼的有效容重（kN/m³）              r_w----水的容重（kN/m³）              H_w----設(shè)計(jì)波高（m），取H_1%0.15568               L_w----設(shè)計(jì)波長(zhǎng)（m）                L_c----垂直于水邊線的護(hù)坡長(zhǎng)度     設(shè)計(jì)中取c=1，r_w=31kN/m³， r_w=10kN/m³，H_w=3.52m，L_w=43m，m=2.5，Lr=23m，計(jì)算得h=0.16m。     根據(jù)計(jì)算結(jié)果，參照國(guó)內(nèi)其它防波堤的護(hù)面厚度，同時(shí)考慮工程設(shè)計(jì)和建設(shè)中的諸多不確定因素，取安全系數(shù)為1.25，最終確定模袋砼護(hù)面厚度取為20cm。       2.3  模袋設(shè)計(jì)       土工模袋的型號(hào)和規(guī)格較多，本工程擬采用無(wú)錫產(chǎn)的290g/m²FWG/B44/40機(jī)織模袋布，其主要技術(shù)指標(biāo)如下表：

型號(hào)：FWG/B 44/40 條帶拉伸 抗拉強(qiáng)度 N/5cm 縱 2200 主要技術(shù)指標(biāo) 單位重量g/ m² 290 橫 2000 垂直滲透系數(shù)cm/s 5×10-³ 伸長(zhǎng)率% 縱 30 等效孔徑O₉₅,mm 0.25 橫 30 抗?jié)B強(qiáng)度KPa   頂破強(qiáng)度(CBR)N 4000

      模袋厚度為200mm，正負(fù)差20mm，模袋布與模袋布之間的拼縫小于30mm，每條布之間不得多于2處大于30mm的縫，最大縫長(zhǎng)不得超過(guò)700mm。       2.4  充填材料配比       根據(jù)工程實(shí)際情況，砼標(biāo)號(hào)選為C20，碎石粒徑≤15mm，黃砂采用中粗砂，砂率選用50%，砼坍落度控制在22cm，采用425#普通硅酸鹽水泥，摻加適量木質(zhì)素磺酸鈣外加劑或20%粉煤灰。本工程采用水灰比為0.55。       2.5  施工要點(diǎn)       2.5.1  整坡       本工程采用泥漿泵吹填加人工整坡，要求按設(shè)計(jì)坡比進(jìn)行邊坡整平，達(dá)到表面平整順直，填土密實(shí)。       2.5.2  開(kāi)挖溝槽       根據(jù)設(shè)計(jì)斷面整坡完成后，開(kāi)挖加固溝槽，清除雜物。       2.5.3  鋪設(shè)模袋       將縫制好的模袋布，平鋪在坡面上，然后用Φ50鋼管穿入模袋布上預(yù)先縫好的穿管套內(nèi)，再用葫蘆拉住鋼管，掛在堤岸上預(yù)先打好的鋼管樁上，一般按布幅寬度設(shè)置葫蘆，把模袋布下端拉入坡腳的溝槽中，在上部預(yù)留6%的拉緊縮率。模袋布鋪設(shè)示意圖見(jiàn)圖二。       2.5.4  砼灌注及養(yǎng)護(hù)       砼拌和機(jī)和砼泵布置在堤頂，砼經(jīng)拌和機(jī)拌和均勻后送入砼泵，經(jīng)泵壓送入灌注口中，使砼連續(xù)注入模袋，當(dāng)模袋灌注完畢后，應(yīng)對(duì)模袋砼進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，使其達(dá)到設(shè)計(jì)要求。       3、模袋砼護(hù)坡在國(guó)內(nèi)堤防防護(hù)中應(yīng)用已有較大發(fā)展，作為一種新技術(shù)、新工藝在寧波市圍涂護(hù)坡中應(yīng)用尚屬首次，在本工程實(shí)踐中，采用模袋砼護(hù)坡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的拋石順壩結(jié)構(gòu)，不僅可以加快施工進(jìn)度，減少施工期干擾，而且可以降低工程成本，減少護(hù)坡維修工程量且有利于工程日常管理，護(hù)坡外觀整齊美觀；另外由于模袋砼具有良好的整體性，表面凹凸不平，具有流線形的結(jié)構(gòu)，抗沖能力強(qiáng)，防護(hù)效果好，可起到抗浪減壓作用，增加工程護(hù)坡的安全度。