摘要:随着我国工业化、城市化进程的持续推进,河流污染、河道“脏、乱、差”等问题必须得到遏制。各类污染不仅对沿河生态环境造成破坏,还直接影响河道行洪、排涝、供水、灌溉等功能的有效发挥。因此加强河道堤防护岸施工,做好河道综合治理已成当务之急。文章结合实例,就河道堤防护岸施工技术及相关问题展开探究。
关键词:河道堤防护岸;施工技术;问题
河道环境不仅是影响城市自然风光和城市品味的重要因素,也是增强区域防洪排涝能力、提高居民生活质量的重要保障。随着水资源短缺、生态环境恶化等问题日益严重,如何在不破坏生态环境的同时保护淡水资源、保护河道就变得尤为重要。传统的护坡、护岸方法主要是依靠石块或混凝土,会造成对植被和环境的破坏。因此探究河道的生态治理,运用绿色环保的堤防护岸施工技术十分必要。
一、河道生态治理的必要性
近年来的河道污水排放量呈直线上升态势,但污水的处理率却无法同步增长,这使得城市的内河负荷越来越大,河水的质量明显低于其他水体的水平,而水体污染程度的加深更是形成了水体富营养化,这引起了蓝藻水华泛滥,给居民们带来了严重的危害。其次,当地有关部门为了整治河道,封填了城区水体,部分居民为了方便,在河道两侧违章乱搭,导致河道阻塞甚至断流,污染问题进一步加剧。此外,工业废水和生活污水所带来的污染也同样使人触目惊心,大量的工业废水、生活污水未经处理就直接排入河道,使河道的纳污负荷越来越大,久而久之就超出了现有的纳污能力,开始出现河水浑浊乌黑、细菌滋生等问题。在一系列问题的影响下,城市的河道逐步变成了一块“大毒瘤”,不仅降低了城市的形象,还严重影响到居民的生活质量。由此可见,积极应用生态理念、生态技术等对河道进行整治,已经成为城市生态系统建设的当务之急,更是打造生态城市的必然选择。
二、河道堤防护岸生态整治模式
(一)原生态型治理模式
该模式一般指植被法,主要利用芦苇、白杨、柳树、水杨等喜水性植物对河堤进行保护,使自然河岸的特征得到保持。这些喜水性植物的根系比较发达,能够起到固堤作用,另外柳枝柔韧,顺应水流,能够使水流速度减缓,使抗洪能力不断增加,河堤保护功能得到充分发挥。但这种方式具有较差的洪水抵抗能力,大部分应用的河段具有较大的腹地或较缓的坡度。对于较陡的河岸可以使用土工织物辅助固坡,进一步提高河道岸坡的结构稳定性。相关部门可以根据河道地质情况和地区气候情况选择刺愧林、龙须草、黄花、常青藤等适宜的固土植物品种。
(二)自然型治理模式
这种模式包括“土壤生物工程法”“结构措施法”等,是在原生态型治理模式的基础上增加天然护底材料,充分利用石材、木材等制作成木桩、石笼、各种种植包设置在坡脚进行护岸,植被种植在斜坡上,实行乔灌结合,形成“植物加筋土”,固堤护岸,避免岸坡出现坍塌现象。自然型治理模式一般在岸坡较陡或地段冲蚀严重的区域应用,具有良好的环境效益,能够提高河道岸坡的稳固性。
(三)工程生态型治理模式
这种模式在自然型治理模式的基础上,使用钢筋混凝土或混凝土等材料进行护坡,使河道的抗洪泄洪能力进一步增强。例如在护坡施工中,利用耐水原木或钢筋混凝土制作梯形箱状框架,并将大量石块投入框架中,或插入硅管插入箱中,随后将水杨枝或大柳枝埋入框架外,将芦苇、菖蒲等水生植物种植在邻水侧,使大量草木在梯形箱状框架缝中繁茂生长。再比如格宾网箱,格宾网箱(工程用机编网箱)是由最少六片钢丝网格拼装、绑扎组成的长方体或正方体。钢丝网格则是由抗腐蚀、耐磨损、高强度的钢丝通过专用设备铰合编织而成的多铰、六边形孔的网状结构。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆格宾网箱有多种尺寸,从 1 m×1 m×1 m 至 4 m×2 m×1 m 不等,可根据项目需求,将不同尺寸的格宾网箱组合,形成满足设计要求的尺寸,并填充石料后投入使用。这种治理模式一般应用的河段具有较大的防洪要求和较小的腹地。应用工程生态型治理模式的主要目的是避免岸坡受到冲刷,所使用的材料一般是具有较高安全系数和较大硬度的干砌块石、工型钢筋混凝土等。
三、沉箱式深水定位抛石防护在河道综合整治工程中的应用
(一)工程概况
老海坝节点位于长江澄通河段浏海沙水道与如皋中汊两股水流的交汇顶冲处,历史上一直是水下冲刷的险工区域。2014年江苏省发改委批复同意老海坝节点综合整治工程初步设计,项目正式开工建设。工程全长约7.2km,整治宽度165~255m,工程主体内容是对码头前沿岸坡直至深槽进行水下抛石防护,设计抛石厚度2.0~2.5m,从码头前沿至河床深槽分为防崩层和防冲层两部分,分别抛投不同粒径的散块石,部分区域抛投网兜石,用以减缓和扼制水下冲刷继续发展,总抛石量230多万m3,工程概算5亿元。工程于2014年7月正式开工,2016年7月基本完成。
(二)工程的难点
老海坝节点综合整治工程位于长江澄通河段浏海沙水道右岸张家港市沙钢集团海力码头群前沿水域,施工区平均水深超过40m,水下地形复杂,水流速度变化快,涨落潮频繁,抛石施工难度大,特别是在水深较深且水流流速、流向复杂多变区域,块石落距往往难以精准控制。经过反复试验和改进,探索出一套比较成熟可靠的施工工艺,并在老海坝一期和二期工程施工中广泛使用,效果良好。
(三)施工工艺
该沉箱式深水定位抛石船由普通运输船改装而成,船体长约30m,宽约13m,船体中段为加强型开底结构,配备2个长10m、宽4m、深1.5m的独立沉箱,每只沉箱重量约为25t,内部分隔为10个2m×2m的网格。沉箱底部为可控启闭的对开门构造,沉箱前后甲板上各配备2台电动绞车等装置,用于控制沉箱的下降、提升及箱底启闭。甲板后部装有吊机1台,用于起吊装载块石,甲板前部安装有水深测深仪和GPS定位系统。沉箱装好块石后,通过GPS和锚机调整抛石船位置进行精准定位,然后同步启动前后电动绞车,松开链轮使箱体缓慢下沉,箱体下降深度根据水深和配套标尺读数进行控制,在箱体底部距河床4~5m时,两边4路链轮限位支挡,中间4路继续下降到距河床2m左右,深箱底部双开门打开,石块自行滑落在河床上,然后再依次提升中间4路链轮关好底门,打开限位支挡提升箱体,归档回升至舱口面,随即进行下一次块石灌装及下沉提升,如此循环操作。
(四)效果评价
老海坝节点综合整治工程中使用的双沉箱抛石船一次沉放提升循环可完成抛投块石100m3,在河床指定位置形成面积40m2的块石防冲体,完成了相应的整治任务,效果良好。
综上,沉箱式深水定位抛石工艺采用可在水中升降和启闭的专用沉箱,待接近河床表面时将所装载块石平稳地“安放”在设计抛投网格内,与传统水上抛石施工方法相比,具有抛投精度高、均匀度好、效率高等特点,特别是在大水深及流速流向变化大的施工条件下优势更加明显。该施工技术在老海坝节点综合整治工程中得以成功应用,可为类似工程提供一点的借鉴和参考。
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论文作者:刘福现
论文发表刊物:《防护工程》2018年第29期
论文发表时间:2018/12/26
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