砼构件在长江上游航道整治工程中的使用效果及施工经验

    夏声宏+叶兵

    摘 要：航道整治建筑物在航道整治中发挥着举足轻重的作用，多年来其结构形式、施工工艺以及建筑材料等日新月异，使其结构更加坚固，更加经久耐用，更加符合航道大建设大发展的趋势，具有更加深远的意义和经济价值。文章从砼构件在航道整治建筑物中的应用以及砼构件施工工艺注意事项方面进行阐述。

    关键词：长江上游 整治建筑物 施工工艺 砼构件

    长江上游经过几次较大规模治理，航道整治建筑物也越来越多，结构形式更是多种多样。据统计，从宜宾至重庆971公里航道上，就分布着各种丁坝、顺坝、潜坝及其组合形式的坝体就有89座。

    砼构件在航道整治建筑物中的应用

    近年来，各参与航道建设的有关部门都在整治建筑物被不断冲毁，尤其对冲毁比较严重的部位的冲毁原因进行经验总结和分析，不断寻找更好的保护坝体不被冲毁的方法，终于功夫不负有心人，一种保护坝头的新的砼构件和一种加固潜坝的新的砼构件被诞生。保护坝头的砼构件因其外形像“王”字而命名为扭王字块，而另一种砼构件则是一种四面体结构。其中扭王字块主要应用于坝头护面和镇脚，四面体主要作为潜坝坝体的主体修复。

    1、扭王字块砼构件的应用

    因这种构件外形像“王”，翼角较多，设想就是通过翼角的相互勾结，将独立的扭王字块联接成一个整体铺在坝头坡面上，就像坝头坡面被披上一件盔甲一样，以形成对坝头的特别保护。再加上翼角可以增加与河床或者坝头块石之间的摩擦，使抗冲击效果更加显著，而重达0.8t的重量，使水流更是无力将其冲跑。通过计算，按125架/100m2控制抛投质量比较合理，抛筑太密，水下施工将很难达到设计要求；抛筑过稀，则整体性不佳。坝头露出水面部分采用机械和人工相结合的形式进行抛投，水下部分则采用散抛与测量相结合的形式。扭王字块抛投，须待坝头坡面整理工序严格经过隐蔽工程验收合格之后方能进行，不然扭王字块抛投的质量将很难达到设计要求，抛投完后的外观效果也会不佳。

    2、四面体砼构件的应用

    潜坝因其从不露出水面而得名，对其修筑和修复也只能通过水下测量的手段来检测其好坏，一旦坝体被冲毁其修复的难度较大。一方面，如果只是局部受损因其在水下很难修补到位，再加上在低水位时坝顶同样要过船，所以对其坝顶高程的控制至关重要，如果经常修补，难保不因抛投控制不好而坝顶被抛高，一旦抛高再去处理难度也是相当大。综上原因，对潜坝稳固性和使用年限的要求较高。为了增加坝体的稳固性，改善块石容易被水流冲毁而导致坝体受损的现象，研制了这种新型的四面体砼构件来取代块石进行坝体主体修复。根据坝体损毁严重情况和避免坝体抛高，设计了边长分别为1.1m和1.6m两种类型。对坝体损毁比较严重、修补高度较高的地方采用1.6m构件；在损毁较轻、修补高度较低的地方采用1.1m构件，并且每五个构件用钢丝绳串成一组，连成一个整体进行抛投，更增加了构件的抗冲击能力。这种构件在抛投施工时，定位一定要准确，根据坝体损毁情况选用何种类型的构件也要准确，并结合水下测量的手段避免抛高。

    砼构件施工工艺注意事项

    越先进的施工工艺，往往对施工的要求也就越高，方法不当，不但效果不明显，反而因构件制作成本过高而增加施工成本，带来不可小视的经济损失。根据笔者多年来从事砼构件的应用的经验，总结如下几点注意事项：

    1、扭王字块砼构件

    将这种砼构件应用在坝体施工中，最重要的就是要控制好构件的制作质量，保证构件的强度。因为这种构件要取代块石，它应该比块石更具耐风化和抗水流冲刷的性能。

    首先要从原材料着手控制质量。制作砼构件的原材料有：水泥、砂、水和碎石。水泥要有出厂合格证和订购设计要求强度的水泥，且进场前要根据规范批次要求进行原材料送检，满足要求后方可在监理见证下进场使用；砂，因砼构件预制场一般设置在河边，可直接采用河砂，但同样必须按规范要求进行送检；碎石，不得采用河中卵石，因其表面太光滑，与砼之间的咬合力太差，应采用岩石粉碎而成；水，可以直接用江水搅拌。

    其次要控制制作过程。构件的制作为在模板中浇筑成型而成（本文指钢模），所以，在浇筑前，模板表面要清理干净，不得有杂质；脱模剂要涂刷均匀，不得漏涂；模板拼缝要紧密，避免振抖时漏浆。模板拼装好后就可以浇筑砼，由于扭王字块构件高1.094m，体积0.348m3，是一种大型的砼构，所以浇筑过程中对浇筑振抖比较讲究，如果浇筑振抖不合理，会导致砼强度低、砼粘结强度低而使翼角容易被折断、表面蜂窝麻面多等问题。浇筑必须采用分层浇筑，根据经验采取三层浇筑振抖效果最好，即能够保证构件强度，又能减少蜂窝麻面产生。构件制作时，要制作同条件养护试块和制作试块送检，以控制构件的质量。

    构件的养护同样重要。构件制作完后要及时进行养护，根据气候条件和工期情况控制养护时间和方式，如果工期不紧，采用自然养护的方式就行。养护时根据各构件制作时间的先后顺序进行标号，一般先制作的先吊运。并根据同条件养护试块的强度来判断构件是否满足吊装、抛投强度要求。

    最后为构件的抛投。构件抛投前要根据试块送检情况，强度满足要求后方可进行吊装抛投。扭王字块抛投采用机械吊装进行定点抛投，通过计算，按125架/100m2控制抛投质量比较合理，抛筑太密，水下施工将很难达到设计要求；抛筑过稀，则整体性不佳。坝头露出水面部门采用机械和人工相结合的形式进行抛投，水下部分则采用散抛与测量相结合的形式。扭王字块抛投，须待坝头坡面整理工序严格经过隐蔽工程验收合格之后方能进行，不然扭王字块抛投的质量将很难达到设计要求，抛投完后的外观效果也会不佳，因此，坝头坡面整理工序对扭王字块抛投工作顺利开展很关键。

    2、四面体砼构件

    四面体构件的制作与扭王字块的制作类似，注意事项基本相同，这里不再赘叙。由于其结构无翼角，浇筑时分两层浇筑就行，浇筑质量比较好控制。下面说几个与扭王字块不同的地方：

    首先四面体构件成型后不像扭王字块那样，将组装的模板进行拆除，而因模板被整体固定不便拆除，通过吊机直接吊住预埋在构件顶部的吊环从模板中整体吊出，然后准备下一次浇筑。这样在第二次浇筑砼之前，要将残留在底部的杂质清理干净，并涂刷涂膜剂，不然第二次浇筑底部尖角将很难形成，而导致构件残缺被当作废品处理，造成过大的经济损失。

    其次四面体的吊运。四面体四个角都为尖角，必须轻提轻放，否则很容易被折断，一方面影响构件预定的抗冲击效果，另一方面严重影响构件外观质量，甚至使构件尖角损毁严重而不满足质量要求被列为淘汰品处理。

    最后为构件的抛投。砼构建是一种为潜坝修复设计的构建，潜坝由于从不露出水面，其坝顶在低水位时同样要过船，如果坝顶高程控制不到位，会存在严重的安全隐患，所以在抛投时对构建尺寸的选择和抛投质量的控制上尤其要注意。为此，设计人员专门设计了两种尺寸的四面体构建，边长分别为1.1m和1.6m。在施工过程中，对坝体损毁比较严重、修补高度较高时采用1.6m构建；在局部小范围修复时采用1.1m构建，构建抛投每五个一组用钢丝绳串起来，连成一个整体，通过吊装机械抛投到指定地点，抛投完成后，及时进行水下测量，对坝顶高程进行检测，发现不合格情况及时采取措施进行处理。

    结束语

    目前，长江正处在大建设大发展的黄金时期，国家对长江航运的发展更加关注和重视，新一轮的航道等级提升正在紧张的设计规划当中，这也就意味着将会有更多整治建筑物将在上游沿线矗立起来。随着航道等级的不断提高，对整治建筑物的要求也会越来越高，不管是从结构的坚固性，还是从坝体整体外观效果来看，其要求都会有不同程度的提高。因此，整治建筑物的发展将是乐观的，长江航运发展将是永恒的，让我们共同携手谱写长江航运发展的新篇章。

    （作者单位：长江重庆航道工程局）