摘 要:本文主要對鎮江段運河整治所采用的直立式駁岸以及斜坡式的混凝土預制塊 護坡、漿砌塊石護坡和法布模袋護坡等4種護岸結構形式的布設、作用及其特點進行了剖析 。
關鍵詞:運河 護岸 結構 形式 作用 特點
1 鎮江段運河的地理位置和主要特點
1.1 地理位置和地形
鎮江段運河地處丘陵地帶,丹陽以北地區以平緩的崗地為主,地面標高為10~336m(吳淞基面,下同)不等;丹陽以南地區,地勢平坦寬廣,地面標高一般為7.0~10m不等。整個地 勢由西北向東南傾斜,地下水位較高主要受地表水系控制,一般距地表以下-1.0~-1.5m。
1.2 土質情況
運河兩岸地表土系歷次開挖運河時人工堆積成的堆填土,一般為黃褐、棕黃色亞粘土。地表以下為全新統Q4,土性較好的是棕黃、灰黃色粘土,呈硬塑狀態,中等壓縮性,天然含水量 在25%左右,標貫擊數在13擊左右;土性極差的為灰黃淤泥夾泥炭,呈流塑狀態,高壓縮性 ,天然含水量達100%。
2 航道橫斷面和護岸結構形式設計
2.1 航道設計標準
鎮江段運河是根據國家頒布的《內河通航標準》中通航500t級駁船的4級航道標準進行整治的。設計水位是:設計最高通航水位為7.10~6.40m,最低通航水位為2、5m,正常水位為 4、5~4、0m;設計航道尺度是河底寬40m,河底標高0.0m(最低通航水位下的航道水深
2、5m),曲率半徑為330~1000m。
2.2 設計橫斷面及護岸結構形式
鎮江段運河有兩種橫斷面和護岸的結構形式。
(1)在城鎮段為矩形橫斷面,航道一級平臺(△7、5m口寬60m,平臺以下建駁岸,平臺寬10 ~20m,平臺以上建小擋土墻。
(2)在郊區和農村段為倒梯形橫斷面,航道一級平臺(△6.0m)口寬70~76m,平臺以下為1∶ 2.5~1∶3的邊坡,建斜坡式混凝土預制塊和漿砌塊石護坡;局部地段為1∶1.5的邊坡, 建法布模袋護坡。一級平臺寬5~10m,平臺以上視地形,以1∶2.5邊坡分 別建1~3級干砌片石拱圈和草皮護坡。
3 直立式駁岸的作用和特點
(1)直立式駁岸是建在城鎮地段,駁岸頂標高為7、5m,共新建直立式駁岸7983m。
(2)直立式駁岸的結構是15MPa混凝土基礎,10MPa漿砌塊石墻身,駁岸頂是20MPa混凝土壓頂 ,在壓頂上設置了欄桿扶手,分別在標高2、5m、5m處設二排5cm塑料泄水孔,橫向間隔2、5m上下呈梅花形布設。在墻后泄水孔處用土工布封孔口,并沿駁岸方向設置0.5×0.5m 的碎石帶狀倒濾層。
(3)利用運河整治的契機,通過運河整治結合地方規劃,改造老城鎮,美化市(鎮)容,凈 化環境。在駁岸頂設置欄桿扶手,更給人以手扶欄桿觀賞運河上來往船舶運輸繁忙景象時的 安全和舒適感。
(4)城鎮地段的運河兩岸房屋密集,工廠林立,桿線縱橫交錯,地下管線繁多,因而在城鎮 地段建直立式駁岸具有“三減少一節省”的優點,一是減少征用土地;二是減少房屋、桿 線、地面附著物和地下管線的拆遷,由于上述兩方面的工作量減少,也節省了附著物和地下 管線的拆遷;三是由于減少工廠車間廠房和設備的拆遷,也就減少了工廠生產和工程施工的 矛盾。由于上述三個減少,從而相應地節省了工程投資。
(5)城鎮地段工廠多,相應的工廠生產用水的泵站取水口和工業廢水的排污口也多,整治后 新建的取水口統一從駁岸墻體底部穿過,排污口統一從駁岸墻體中穿過,使經整治后的運河 岸線整齊劃一美觀。
(6)直立式駁岸是抵擋不穩定土體倒塌和滑動的穩定的擋土墻,確保運河岸線的穩定 。 (7)直立式駁岸有效地保護了河岸土體不受地表徑流和運河水流以及船行波和風浪沖刷,能 確保已整治好的四級航道標準尺度和技術狀況。
(8)直立式駁岸標高7.5m,亦是擋洪墻,對保護沿河城鎮不被洪水淹沒,保護人民的生命和 財產安全,發揮了重要作用。
(9)直立式駁岸岸線齊整,墻面順直,改善了水流條件,使水流平穩、流暢,利于船舶安 全航行,利于泄洪。
(10)直立式駁岸體積大、墻身厚、剛性好,堅固、穩定,但造價高。
4 斜坡式護岸的作用和特點
根據鎮江段運河地處丘陵地帶的特點,運河兩岸地勢較高,鎮江段運河護岸是以斜坡式護坡為主,在斜坡式護坡中,尤以混凝土預制塊護坡為主。
4.1 混凝土預制塊護坡
(1)混凝土護坡是建于城郊區和農村地段的標高6m以下,鎮江段運河整治共新建混凝土護坡38023m。
(2)混凝土預制塊護坡結構。首先在已開挖修整好1∶3(2、5)土坡上并通過已開挖成型的頂 、中、底格埂基坑,自上而下地整幅鋪設好4mm厚的土工布,并用型針間隔4m將土工布固 定在土坡上以免在鋪砌混凝土預制塊時挪動土工布;二是分別在坡底標高0、0m(土質較好地 段為標高1、5m),以及坡面標高4.0m、坡頂標高6.0m處設置0.4×0.6m和0.4×0.5m的10MPa 漿砌塊石格埂;三是在三道格埂間鋪砌0、5×0.79×0.09(或0、07m)的20MPa混凝土預制 周克祥:對鎮江段運河護岸結構形式的剖析 塊,混凝土預制塊間設置4cm的嵌縫,在坡面嵌縫處按縱橫間距3.0m和梅花型布設3cm塑料泄水管。
(3)由于郊區和農村地段的運河兩岸房屋、工廠、桿線、地下管道等基本沒有,拆遷工作量甚微,因而在郊區和農村地段的運河建斜坡式的混凝土護坡,只是多征用一點土地,在資金 不寬裕的情況下,是經濟適用的。[NextPage]
(4)由于郊區和農村地段的運河兩岸是崗地和歷次開挖運河人工填土,故地勢較高。標高6m 以下建混凝土預制塊護坡,標高6m以上建干砌塊石拱圈草皮護坡,擴寬了運河水域和口寬, 高度、寬度比例相適應,給工程增添了氣魄、宏偉和美觀的感覺。
(5)混凝土預制塊護坡是在土坡自身穩定的前提下,護坡覆蓋住土坡,可以保護岸坡不受外 在的各種自然因素外力的作用而塌坍。
(6)護坡是保護岸坡不受地表徑流和運河水流以及船行波和風浪沖刷而淤塞航道,惡化航道條件。
(7)混凝土預制塊護坡不但岸線順直,坡面光潔平整,而且加大了過水斷面面積,在洪水期間使水流順暢,流速減慢,改善船舶航行條件。
(8)混凝土預制塊可提前在預制場集中生產,質量控制有保障,預制塊形狀規則、平整,鋪 砌簡便速度快,可縮短工期,造價低。
4.2 漿砌塊石護坡
(1)漿砌塊石護坡是建在支河口的圓弧段,共新建漿砌塊石護坡1254m。
(2)由于支河口圓弧段的曲率半徑較小,再之,圓弧段的坡面坡度是變化的,坡面是一個曲 面,而坡石是不規則、大小不一的,根據砌筑的要求可對石料的形狀和大小進行選擇,這樣 砌筑的坡面,圓弧段的曲面,相對的說線型和曲面都是比較流暢和美觀的,坡面上看不出折 線和折線相交的節點。如果用混凝土預制塊砌筑,則混凝土預制塊就要事先根據每個支河口 不同的曲率半徑預制成不同形狀的上小下大的各種異型塊,這樣模具大大增加,其利用率不 高,只用一次,鋪砌要對號入座,施工困難。如果在坡面上現澆混凝土護坡,不能振搗密實 ,護坡質量得不到保證。
(3)由于支河口圓弧段的河底標高是由運河河底標高0m漸變到各支河河底標高,河底角線不是水平的而是傾斜的,混凝土預制塊難以預制和鋪砌,只有塊石能滿足要求,且漿砌塊石的 厚度為30cm厚,利于護披的穩定。
(4)漿砌塊石護坡,由于塊石形狀各異,大小不一,厚薄不均,有隨意性,可根據現場施工 的不同情況進行選修,故此種護坡適用于支河口的圓弧變化段及河底角標高漸變地段,造價 比較低,但由于塊石面不平整,鋪砌不易坐實擠緊,砌筑砂漿不易充填飽滿。 4.3 法布(模袋混凝土)護坡
(1)法布護坡是建在諫壁船閘閘外運河的西岸,共新建法布護坡730m。
(2)法布護坡的結構是將化纖強長絲土工模袋布JWC-150鋪設在按設計邊坡已修整好的土坡 上,由坡頂鋪至坡腳處的溝槽底,然后用混凝土壓力泵將20MPa細石混凝土輸送充填進JWC- 150土工模袋里,法布護坡厚度為15cm。坡面沿河流向呈波浪形,每幅法布的寬度為12m左右 ,充填混凝土后寬度為11、4m左右,長度按設計坡長而定,灌混凝土口沿河流方向每隔3m左 右一個灌口,沿坡向是上下兩個灌口。
(3)法布護坡適用于水下施工,從坡頂至坡腳處溝槽是一塊整體的混凝土,整體性好,但坡 面平整度差,主要是水下土坡是挖泥船挖的,無法用人工整修,另外水下土坡浸泡在水里, 在土質軟弱處,充填混凝土時是用人工踩擠,在被踩擠的土坡就會發生凹陷,當退潮后法布 護坡外露,才發現坡面凹凸,另外法布護坡在感潮河段施工,高潮水位時水深,人無法下水 踩擠,施工受到制約。
4.4 標高6m以上岸坡保護的拱圈草皮護坡
(1)干砌塊石連拱草皮護坡一般是砌筑、鋪植在標高6m以上1∶25土坡上,共新建干砌塊石拱圈草皮護坡31526m。
(2)干砌塊石拱圈為0、4×0、4m的截面,每一拱的直線段長4、03m左右,拱圈半徑115m左 右,拱圈頂面是20MPa,砂漿抹面3cm厚。在干砌塊石拱圈內鋪植草皮。
(3)標高6m以上不受運河水流和船行波的影響,砌筑干砌塊石拱圈草皮護坡是進行岸坡保護 的最經濟適用的方案。
(4)干砌塊石拱圈草皮護坡的高度與各段地面標高或堆土標高相同,標高6~8m設1拱,標 高8~12m設2拱,標高12~18m設3拱,標高18m以上設置4~5拱。
(5)拱圈草皮護坡,施工簡便,造價最低。
(6)標高6m以上的拱圈草皮護坡是一種優質的植被,草皮的根系與土壤緊密結合,草皮覆蓋 住土坡,土質岸坡就不會被雨水沖刷發生水土流失,淤積航道。
(7)對標高6m以上進行拱圈草皮護坡,可以避免農民任意開墾種植,保持岸坡的穩定。 (8)由于草皮檔住雨水下滲入土,亦就是減少八土滲水量,降低了地下水位上漲的幅度,減小了地下水位與運河水位的水頭差,相應地減少地下水的動水壓力對護坡體的頂托力,保護 標高6m以下的已建護坡工程。
(9)草皮覆蓋住土,特別是砂土,消除了風起塵揚的現象,凈化了空氣,草皮還增添了綠色 景觀,美化了環境,給人們舒適感。
5 結束語
(1)在資金寬裕的情況下,運河整治的護岸形式應優先選擇直立式駁岸,它一次性投資大, 但今后的運行使用過程中,維修量小,維修經費亦少,省事省力省財。
(2)自1997年10月交工驗收以來,通過近1年的運行和使用情況來看,標高6m以下斜坡式混凝 土護坡比直立式駁岸維修量大,如駁岸墻身勾縫修復4900m2,墻身修復80m2,而斜坡式 混凝土護坡凸縫修復23500m2,混凝土預制塊更新1043m2,中格埂修復2105m。
(3)斜坡式混凝土護坡損壞原因較多,其一是船舶停靠岸碰壞;其二是船靠岸邊,船主 將錨拋在標高6m頂格埂處,留下洞穴,特別是砂土地段雨水匯集灌入洞穴,淘空護坡底的土 坡致使護坡損壞;其三是標高6m以上邊坡如被開墾種植和標高6m平臺上的排水系統排水不 暢,在狂風暴雨的侵襲下,大量雨水滲入標高6m以下已鋪砌的護坡面下,會導致護坡 坍塌。
(4)混凝土護坡損壞后,修復很困難,主要是護坡損壞時,土坡是上凹下隆,土仍包在土工布下面,而土工布幅寬為20m,而損壞護坡以外的土工布仍壓在四周的混凝土預制塊下面, 因而土方清不掉,要清掉土方,除非構筑施工圍埝,拆除四周未損壞的混凝土護坡,這是不可能的。另外即使構筑施工圍埝將護坡修復好,代價也較高。










