混凝土砌塊護坡技術(shù)在治淮工程中的應(yīng)用與創(chuàng)新

淮河水利委員會辦公室副主任董開友

在水利部國科司的大力支持下，淮委自2001年、2004年、2005年分別承擔(dān)了三個“948”計劃項目，總計引進經(jīng)費56萬美元，配套經(jīng)費138萬元人民幣，折合人民幣總額為604.8萬元。目前，已有一個項目順利完成并通過驗收和成果鑒定，其余兩個項目也在收尾總結(jié)階段?？傮w來看，淮委承擔(dān)的三個項目在實施過程中還是比較順利的，效果和作用也是明顯的。下面重點匯報《混凝土砌塊護堤技術(shù)》項目在引進、吸收、消化、推廣過程中，形成自主知識產(chǎn)權(quán)的工作情況。

一、引進項目概況

1、立項背景及意義

我國常見的護坡形式，有拋石、砌石、現(xiàn)澆混凝土、瀝青混凝土等，這些傳統(tǒng)的護坡形式有其適用條件，也都存在明顯不足。以預(yù)制的混凝土砌塊作為護面層單元的鋪砌式混凝土砌塊護坡近年來在歐美國家廣泛得到應(yīng)用，而我國則處于起步階段?；炷疗鰤K護坡抗動力作用效果好，施工方便快捷，工程質(zhì)量易于控制，有一定柔性,整體美觀環(huán)保。

我國幅員廣闊，內(nèi)陸水域湖泊、水庫、河道眾多，護坡工程量大，尤其是1991年淮河大洪水后，19項治淮骨干工程相繼開工，更為新型護坡材料的研究提供了廣闊市場。在這種形勢下淮委醞釀提出的“混凝土砌塊護堤技術(shù)”研究項目，于2001年7月被正式批準(zhǔn)列入水利部“948”計劃，并得到16萬美元研究經(jīng)費用于關(guān)鍵技術(shù)的引進，撥入配套經(jīng)費人民幣8萬元；淮委作為引進項目承擔(dān)方投入配套經(jīng)費人民幣50萬元。項目總投入為190.80萬元。2002年初相關(guān)工作全面展開。

2、引進內(nèi)容及執(zhí)行情況

引進內(nèi)容：按合同要求引進的是技術(shù)資料和關(guān)鍵設(shè)備兩部份。引進國別為德國、荷蘭。引進的方式是貿(mào)易和合作研究。

技術(shù)資料方面：引進了砌塊模具設(shè)計、砌塊配方、砌塊自鎖與互連技術(shù)、砌塊護坡設(shè)計等。

關(guān)鍵設(shè)備方面：引進了德國瑪莎公司生產(chǎn)的6套水平聯(lián)鎖砌塊生產(chǎn)模具及部分配件。

此外，根據(jù)砌塊護坡實際，在合同之外，利用自有資金引進多套垂直聯(lián)鎖砌塊模具和荷蘭砌塊護坡穩(wěn)定計算軟件等。

執(zhí)行情況：整個項目實施過程中，通過走出去、請進來等方式，就砌塊護坡涉及的多項內(nèi)容進行交流與合作。2002年派6人的代表團赴德國、荷蘭學(xué)習(xí)，培訓(xùn)砌塊塊型及模具設(shè)計、砌塊配方和生產(chǎn)工藝等內(nèi)容，實地考察德國、荷蘭砌塊護坡應(yīng)用情況；先后多次與德國瑪莎公司、施樂斯·非凡公司、歐馬克公司、蘭福模具公司等就砌塊模具、砌塊塊型、配方、生產(chǎn)工藝等開展技術(shù)交流及合作研究；邀德國比勒費爾德大學(xué)Fritz教授等外國專家先后9人十多次來華指導(dǎo)、培訓(xùn)；向荷蘭Delft水力學(xué)研究所專家Breteler就砌塊護坡設(shè)計及穩(wěn)定厚度計算等進行技術(shù)咨詢。

成果鑒定情況：2004年12月17日～18日，水利部國際合作與科技司在安徽省蚌埠市主持召開了《混凝土砌塊護堤技術(shù)》成果鑒定會。與會專家審閱了相關(guān)技術(shù)資料，實地考察了引進的砌塊生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)現(xiàn)場和砌塊護坡工程，聽取了項目承擔(dān)單位關(guān)于項目實施及成果應(yīng)用匯報。經(jīng)充分討論，評定該研究成果總體上達到國際先進水平，其中無繩索連接開孔垂直聯(lián)鎖技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。

二、引進技術(shù)的吸收與創(chuàng)新

特別設(shè)計、經(jīng)先進生產(chǎn)線工廠化制作而成的混凝土砌塊具有護砌厚度小、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、易于控制工程質(zhì)量和工期，護坡結(jié)構(gòu)整體美觀、環(huán)保等特點。借鑒國外在混凝土砌塊護坡研究和應(yīng)用上的成功經(jīng)驗，經(jīng)消化、吸收，結(jié)合生產(chǎn)實際，我委工程技術(shù)人員就混凝土砌塊護坡設(shè)計、砌塊生產(chǎn)、施工等方面亟待解決的問題，與科研單位開展了積極合作，在治淮工程建設(shè)中成功的取得以下成果：

1、開發(fā)生產(chǎn)的植生砌塊和抗動力作用護坡砌塊兩大類十多種產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于淮河流域水利工程護坡；護砌總面積超過 200萬平方米，部份工程已經(jīng)受了2003年淮河大洪水的考驗，受到了社會各界廣泛認(rèn)同，開創(chuàng)了國內(nèi)引進技術(shù)工廠化大規(guī)模制作的先例。之后，安徽、江蘇、浙江、天津、河北、湖北、河南、山東等地的多家單位先后與我委聯(lián)系，現(xiàn)已經(jīng)有很多水利工程推廣應(yīng)用了混凝土護坡砌塊。

2、與南京水利科學(xué)研究院合作，對抗動力作用護坡砌塊進行抗波浪作用系列模型試驗研究，定量驗證了砌塊開孔、水平聯(lián)鎖和垂直聯(lián)鎖結(jié)構(gòu)的抗波浪作用效果，從而導(dǎo)出了護坡穩(wěn)定厚度計算公式。即:

規(guī)則波

式中：D為砌塊厚度，H為規(guī)則波波高，R為系數(shù)，對實體砌塊取0.225，對開孔砌塊取0.152，Δ為相對密度，ξ為破波參數(shù) ，α為坡角度，L為波長。

不規(guī)則波

式中：R對實體砌塊取值為0.26，對開孔砌塊R取值0.168，對垂直聯(lián)鎖開孔砌塊R取值0.12～0.14，Hs為有效波高，破波參數(shù) ，為平均波長。

由于護坡工程實際經(jīng)受的波浪作用為不規(guī)則波，在實際應(yīng)用中可采用不規(guī)則波計算公式，并根據(jù)工程的重要性考慮10～30%的安全系數(shù)。

3、特別設(shè)計的垂直聯(lián)鎖砌塊以其良好的抗波浪作用效果和新穎的外觀獲得國家外觀設(shè)計和實用新型專利，并在國家大型工程臨淮崗洪水控制工程中大規(guī)模應(yīng)用。

4、首次在國內(nèi)較為全面、系統(tǒng)地提出了砌塊塊型開發(fā)、穩(wěn)定厚度計算、砌塊生產(chǎn)與檢測及施工工藝方法和基本要求，對砌塊護坡推廣應(yīng)用具有重要的指導(dǎo)意義。目前我委正在與中國建筑砌塊協(xié)會合作編制《混凝土護坡砌塊》產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

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