河道治理中護岸工程設計與施工探討

時間:2022-05-24 15:03:06

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河道治理中護岸工程設計與施工探討

摘要:本文簡要概述了豐城市秀富水橋東段河道治理護岸工程的情況,主要對該護岸工程的設計與施工進行分析,從施工組織設計、環境保護設計,以及護坡、護腳、斷面設計三大方面分析了護岸工程的設計內容,從選擇護岸型式以及注意施工安全兩方面分析了護岸工程的施工概況。

關鍵詞:河道治理;護岸工程;工程設計

1工程概況

本工程位于豐城市秀富水橋東段。河道綜合治理總長7.11km,其中秀富水干流長5.37km,干流治理起始于吳家上游200m處,終止于與支流富水匯流口;富水支流治理長1.74km,支流治理起始于富水桐木橋,終止于與干流秀富水匯流口。下游兩岸局部岸坡加固是本次河道治理主要項目之一。本次工程河道綜合治理總長7.11km,其中河道岸坡加固長2.27km。本工程最主要的目的為通過邊坡加固穩定河岸,將河段區域不足的防洪能力進一步提高,進而保障區域的生態安全。工程根據河岸現狀及地質情況采用不同護岸加固方式,河岸護岸加固方式主要有兩種,一是對沖刷嚴重的凹岸迎流頂沖河岸段,采用拋石固腳+干砌塊石護坡,總長1.80km;二是靠近房屋且沖刷嚴重的凹岸迎流頂沖河岸段,拋石固腳+漿砌石擋墻,總長0.47km。

2工程設計

2.1施工組織設計

工程治理任務是對秀富水橋東段實施綜合治理,開展防洪、河道整治,并兼顧排澇,工程總體上盡可能維持原河道布置不變。根據上述布置原則,本工程河線布置綜合考慮兩岸間距、河岸當前實際走向、工程建設的地形地質條件以及河流中的水流條件等因素,從現場踏勘中獲得大量數據并對其進行分析論證,已經建好的岸坡原則上保持其岸線不變。施工組織設計需要對場內交通、施工供電、施工供水、混凝土拌合系統、棄渣場等事務進行全面設計[1]。

2.2環境保護設計

工程涉及河流為秀富水,按照江西省對地表水的劃分,工程所在河段為保護區,水質目標定位Ⅲ類水;項目施工期廢水處理達標后回用于混凝土拌合系統或綜合利用,施工廢水的處理嚴格執行《污水綜合排放標準》(GB8978—1996)一級標準。環境保護設計中建議采取的保護措施有多種,對于混凝土拌合廢水而言,需要確保進水水質為pH值為9~12,SS5000mg/L。處理目標為將混凝土拌合廢水處理后回用。處理此類物質需要使用的工藝是中和絮凝結合沉淀工藝處理。就含油廢水處理而言,進水水質為SS500mg/L,石油類的一般濃度為100mg/L。最終處理的目標定為出水后的水質符合SS70mg/L,同時石油類濃度控制在10mg/L。處理工藝為吸附過濾+沉淀工藝處理。處理基坑廢水時本工程按照三峽與其他水利工程項目的處理經驗,不采用額外措施對其進行處理,只投加絮凝劑,確保廢水被充分靜置沉淀,靜置時間為2h,靜置完成后將廢水抽出并將其排放到當地灌溉用水的渠道,安排人工對剩余污泥進行定時清除。在處理工程中產生的生活污水時,能夠將其投入化糞池實施初級處理,初步處理完成之后再將其輸送至附近的農田當作農家肥使用。環境保護中,還需要注意水土的保持,施工期間需要落實場地排水工作,在施工結束之后,進行全面整地,并幫助占用地區的植被恢復。水土保持設計中要求施工結束后,清除場地雜物,進行土地平整,面積0.10hm2。通常施工場地應當根據當地地形實況設置土質的排水溝,此類臨時排水溝大多是梯形斷面,坡比為1∶1.0,溝深1.0m。排水溝總長220m,土方開挖110.0m3。

2.3護坡、護腳、斷面設計

本工程護岸采用干砌塊石進行護坡,在波浪作用下,斜坡干砌塊石護岸坡面厚度按下式(1)計算:(1)式中:K1為系數,其中干砌塊石取0.266、砌方石與條石取0.225;t為干砌塊石護岸整體護面厚度,m;γ為水的重度,kN/m3,γb為塊石重度,kN/m3;L為波長,m;D為岸坡前的水深,m;H為計算的波高,m;m為斜坡坡率,取1.5~5.0;α表示斜坡坡角,(°);D/L≥0.125的情況下H取4%;D/L<0.125的情況下H取13%。為了符合規范,護腳塊石中起到穩定作用的抗沖粒徑需要通過式(2)~式(3)進行計算:(3)式中:d為折算直徑,通常其依據球徑進行折算,m;W為石塊重量,kN;v為示水流流速,m/s,g為重力加速度,取9.81m/s2;c為石塊在運動過程中的穩定系數,當底坡水平時,c取1.2,當堤坡傾斜時,c取0.9;γs為石塊容重,取26.5kN/m3;γ為水的容重,取10kN/m3。從公式中計算得出,該工程中護腳的抗沖粒徑在0.12~0.18之間。本次設計中采用的多種斷面加固以當前岸坡的實際情況為依據,進行分段加固,最終滿足經濟合理與生態美觀兼顧的需求2-3]。各護岸斷面型式具體設計如下:拋石固腳+干砌塊石護坡(如圖1),拋石固腳+漿砌石擋墻(如圖2)

3護岸工程施工

現狀岸坡及坡腳基本無防護,部分凹岸迎流頂沖段岸坡受洪水長年沖刷已發生崩岸坍塌,嚴重威脅岸邊農田、道路及村莊的安全,為保障當地人民群眾生命及財產安全,對河道局部岸坡進行加固是十分必要的。

3.1選擇護岸型式

根據《河道整治設計規范》(GB50707—2011)對堤防護坡的頂部高程作出的規定,其高度必須比洪水位高出0.5m,灘岸類型的護坡頂部高程則至少需要與灘面相平,最好比灘面略高。本工程當前主要需要對凹岸坍塌段實施有效加固。護坡型式的選擇需因地制宜,在選擇護岸型式和材料時,要注意選擇環保性材料,盡量選擇當地的材料,并且需要因地制宜,盡可能地保留施工區域原有的自然資源,以免對當地生態造成過多破壞。本工程對施工河道的兩岸地形進行了全面分析,并將其與其他同類工程進行,吸取適用的建設經驗,提出了三種護岸型式。方案一:拋石固腳+干砌塊石護坡設計坡腳采用上拋式回填,拋石平臺比枯水位高0.5m,拋石平臺寬2.0m,外邊坡坡比為1∶2.0;拋石平臺上接干砌塊石護坡,護坡坡比為1∶2.0,干砌塊石厚0.40m,下鋪砂礫石墊層厚0.15m,護坡頂高程與灘岸岸頂齊平。方案二:C20混凝土固腳+C15預制塊護坡設計坡腳采用C20混凝土固腳,固腳深0.8m,寬0.4m;護坡采用C15混凝土預制塊護坡,坡比為1∶2.0,護坡厚0.10m,下鋪砂礫石墊層厚0.10m,護坡頂布置混凝土壓頂,壓頂厚0.2m,寬0.4m。方案三:C20混凝土固腳+生態磚護坡設計坡腳采用C20混凝土固腳,固腳深0.8m,寬0.4m;護坡采用自鎖式預制混凝土生態磚砌塊,坡比為1∶2.0,生態磚護坡厚0.15m,護坡頂布置混凝土壓頂,壓頂厚0.2m,寬0.4m。三種方案選擇的材料(如表1)需要生態環保,同時需要滿足安全的前提。因此,從多方面進行考慮,本次設計將對沖刷嚴重的凹岸迎流頂沖坍塌河岸段,采用拋石固腳結合干砌塊石護坡。其他局部臨近房屋及道路凹岸迎流頂沖段采用拋石固腳+漿砌石擋墻護岸[4]。

3.2注意施工安全

安全自檢是施工安全管理中重要的一部分,其貫穿于整個工程的施工期間,對施工的各個階段進行安全管控。安全檢查包含的內容很多,例如安全防護的設置是否到位,現場的作業環境是否符合規范,現場的施工人員是否佩戴安全帽等自我防護器具,施工過程中所使用的大型器械是否存在安全隱患等等。需要將安全檢查細分到每一個設備、每一個人員,才能保證施工過程的安全。安全檢查是管理中必不可少的步驟,但在現場施工時經常會遺漏安全檢查。無論是管理制度的定期完善,還是就業人員是否經過安全培訓、應急預案是否準備妥當,都沒有得到應有的管理與檢查,安全管理人員也沒有對現場進行定時巡回,不能發現現場的不安全的行為操作并及時制止給予懲戒。安全管理重在預防,需要將一切安全隱患扼殺在搖籃之中。施工現場的危險源頭主要分為兩種,一種是不安全的行為,包括施工人員亂接電線,不佩戴安全帽,不規范施工等等;另一種則是不安全的狀態,主要是針對使用的設備與材料,要求在每一次使用施工設備之前都需要對設備進行詳細的安全檢查,只有確保設備的安全,才能保障設備使用人員的安全,對于施工所用的材料更需要進行合理放置,易燃易爆炸的物品需要單獨保管,避免造成意外。對于危險源需要進行嚴格的控制,最好在施工前就做好詳細的把控方案,對于所有可能出現的安全問題做詳細的分析,再根據危險的等級進行劃分。還需要建立健全安全管理制度。首先在施工開始前需要制定詳實的施工安全管理計劃,合理規避安全隱患,在施工過程中,要安排專人進行定期安全檢查,在施工結束后,對整個工程進行安全回顧,將此次經驗應用于下次工程的安全防范之中。

4結論

本護岸工程在整個河道治理工作中具有不可替代的意義,通過分析其施工組織設計、環境保護設計以及護坡、護腳、斷面設計與探究護岸工程在選擇護岸型式以及施工安全,護岸工程將會獲得更好的建設效果。

參考文獻:

[1]吾斯曼卡熱·依馬木.塔里木河河床穩定性分析及護岸工程設計施工[J].陜西水利,2021(2):161-163.

[2]高文鵬.水利工程堤防護岸工程施工技術分析[J].農家參謀,2021(15):179-180.

[3]郭美平.水利工程河道治理護岸防護施工技術分析[J].技術與市場,2021,28(6):123-124.

[4]倪磊.護岸結構施工縫的設置方法[J].建筑施工,2021,43(6):1105-1107.

作者:熊志鋒 單位:豐城市水利局