摘要:作者結合多年來中小河治理設計中遇到的施工問題， 提出了安全、 經濟、 合理的水下施工方案， 闡述了生態(tài)網石籠水下設施的途徑， 從而促進中小河治理的快速發(fā)展。 關鍵詞: 生態(tài)網石籠;夾心島;水下施工;沖刷;石籠;吊裝 1 工程概況 寧安市護岸位于黑龍江省寧安市南的夾心島， 牡丹江在島兩側 流 過。夾 心 島 村 85 戶， 人 口 352 人， 全 島 面 積1. 1 km 2 ， 耕地0. 85 km 2 ， 護岸工程總長2. 1 km。 2 水文氣象 牡丹江為松花江第二大支流， 發(fā)源于長白山牡丹嶺， 全長725 km。河道平均比降 1. 39‰， 流域總面積37 600 km 2 。市區(qū)段江道長度20 km， 比降0. 5‰， 行洪寬度 300 ～400 m， 主槽寬 80 ～150 m。市區(qū)多年平均降水量536. 5 mm， 多年平均氣溫 3. 5℃， 最高氣溫 37. 5℃， 最低氣溫 －35. 1℃， 最大凍深1. 8 m。 3 江段地形地貌及地質 寧安市護岸位于牡丹江中游段， 距寧安市市政府1 km。城區(qū)地形呈東南高、 西北低。地面坡度 2% ～10%， 海拔高程為 246 ～253 m。牡丹江由東南向西北橫穿市區(qū)， 市區(qū)形成依山傍水、 得天獨厚、 風景優(yōu)美的自然環(huán)境。寧安市城區(qū)屬于剝蝕丘陵與山間河谷平原地貌， 可劃分為河漫灘地， 一級階地、 二級階地和剝蝕丘陵。岸邊上 部 為 低 液 限 粉 土， 厚 度 較 穩(wěn) 定， 滲 透 系 數(shù)1. 02 ×10－4 cm/s ～ 1. 48 ×10 －6 cm/s一般厚 0. 7 ～ 4. 5 m。10+100 ～11 +000 段為牡丹江古河床， 黏土厚度較薄為 0. 7 ～0. 8 m， 中部夾級配不良細砂透鏡體黃色稍密， 厚 0. 4 ～ 3 m。 成份以石英長石為主， 下部為級配良好礫石， 密實 ～ 中密， 礫石磨園度較好， 厚 1. 5 ～3. 5 m， 成份為花崗閃長巖類巖， 基巖為細砂巖。 4 護岸工程設計 4. 1 護岸結構形式選擇 由于夾心島四面環(huán)水， 島上作物全部為蔬菜大棚， 蔬菜大棚多數(shù)靠近江岸， 江岸邊坡均在 1. 1 左右， 牡丹江主河道也靠近岸邊， 要保護耕地及蔬菜大棚的安全， 必須修建護岸工程。 目前傳統(tǒng)的護坡工程有:混凝土護坡、 漿砌石護坡、 干砌石護坡等結構形式， 由于主流靠近河岸， 無倫采用何種結構形式護岸， 基礎施工時都需要打圍堰方能施工。夾心島沿岸下河床質為粗粒砂及卵石， 河床坡度緩， 穩(wěn)定性好， 滿足承載力要求， 為加快施工進度， 節(jié)約資金， 本次設計經多方案比選， 采用生態(tài)格網石龍結構基礎。 4. 2 堤岸沖刷深度計算 選擇 CS02、 CS07 這 2 個斷面進行計算，CS02、 CS07 斷面水流平行于岸坡， 計算公式為:式中: h b 為局部沖刷深度， 從水面起算， m， ; h p 為沖刷處的水深， 以近似設計水位最大深度代替， m; V cp 為平均流速; V 允 為河床上允許不沖流速; n 一般取 1/4。計算結果見表 1。 表 1 護岸固腳處沖刷深度表 4. 3 護岸穩(wěn)定計算 護岸的結構型式為有鎮(zhèn)腳的坡式護岸， 穩(wěn)定計算包括計算在自重及外荷作用下發(fā)生通過堤與地基整體剪切破壞的穩(wěn)定性和計算鎮(zhèn)腳的穩(wěn)定， 包括抗滑穩(wěn)定和抗傾覆穩(wěn)定， 計算時要考慮最大沖刷深度的影響。 表 2 鎮(zhèn)腳穩(wěn)定計算表 根據以上計算確定護岸的結構， 新建護岸采用生態(tài)格網石籠， 格網石籠在水下3. 0 m， 河床下1. 5 m， 格網石籠寬5 m 。 5 護岸工程水下施工 5. 1 施工石料 5. 1. 1 石料 塊石料必須質地堅硬、 新鮮、 完整， 塊石厚度宜 ＞20 cm，長厚比≤3， 不得使用有尖角或薄邊的石料， 石料飽和極限抗壓強度 ＞40 Mpa， 軟化系數(shù)應 ＞ 0. 85。塊石供應先經試驗，確定其符合設計及規(guī)范要求， 經監(jiān)理確認合格后， 方可選用。杜絕風化石、 水解、 碎石等不合格的石料。 5. 1. 2 生態(tài)格網質量檢查、 計量與組裝 1)生態(tài)格網的檢查:生態(tài)格網到達工地指定地點后， 在監(jiān)理單位監(jiān)理工程師在場的情況下， 對生態(tài)格網尺寸(含網目)核查， 對檢查合格的生態(tài)格網進行計量。施工中監(jiān)理工程師和項目部質檢人員可隨機抽樣測量。 2)生態(tài)格網結構組裝:按照生態(tài)格網技術說明進行格網結構組裝， 生態(tài)格網組裝同陸地施工。 3)吊裝生態(tài)格網的用具安裝， 在裝填前要對吊裝用具進行安裝， 安裝時要求各吊環(huán)分布均勻， 避免吊裝時局部受力過大。對組裝完畢的生態(tài)格網進行填裝石料， 采用機械填裝， 填裝完畢進行封蓋， 等待吊裝。 5. 2 施工技術要求 1)施工隊伍進入現(xiàn)場后， 要先了解施工條件及周圍環(huán)境， 在全面仔細閱讀設計圖紙的基礎上開始施工， 并合理安排好各項工作的施工順序， 避免施工干擾， 做好施工筆記。 2)根據施工作業(yè)區(qū)域對施工區(qū)段劃分， 水下吊裝施工的關鍵是合理劃分施工區(qū)段， 根據工程施工的經驗， 結合當?shù)厮牡刭|資料具體情況分析， 可將施工區(qū)段劃分為10 m(垂直水流方向) ×20 m(順水流方向)的標準網格， 每個標準網格再分為上、 下兩個半區(qū)進行作業(yè)， 不足10 m寬度的吊裝區(qū)可劃分為定寬的區(qū)段進行施工， 根據設計圖紙每個區(qū)域的厚度以及施工前水下地形測量成果， 計算出每個網格應吊裝生態(tài)格網的數(shù)量， 編制施工檔位圖。 3)在吊裝區(qū)附近的岸邊， 根據建設單位提供的控制點，采用前方交會或后方交會的方法在岸上測設一點， 由此點放出施工基線。根據測設的已知點設立一條平行于吊裝區(qū)長度方向正基線。在基線上根據各施工區(qū)段的長度劃分放出各基線樁。由基線樁上測設出各斷面方向樁， 方向樁應垂直于吊裝區(qū)長度方向。 測量放樣放出的基線樁與方向樁應與定位吊車通視良好。利用測設點作控制點， 采用極坐標法放出基線樁和方向樁。 4)施工吊車定位的方法為:①吊車選用:設備狀況良好，并配有專業(yè)操作人員。②吊車定位準確、 牢固。③生態(tài)格網在吊裝到水底過程中， 因水流的沖刷帶動作用， 生態(tài)格網會移動， 因此在吊裝前要計算出生態(tài)格網在水流的作用下， 所移動的距離， 確保吊裝投位標的準確。具體實施時， 可根據現(xiàn)場實驗參考確定最后的設計值。④吊車根據計算參數(shù)， 先將定位吊車移至要吊裝投的斷面， 測出流速和水深， 計算出沖距(漂距)， 利用經緯儀進行精確定位。 5)施工應安排在汛前、 汛后的枯水季節(jié)進行， 并應做好防汛準備。根據吊裝擺放須均勻的原則， 吊車位應互相錯開， 以保證吊裝生態(tài)格網擺放均勻。根據所確定的標準車型及有效吊裝寬度將吊裝生態(tài)格網標準網格的半區(qū)5 m ×5 m的網格條形區(qū)域進行吊裝， 每個吊車依次錯開， 從而保證吊裝投均勻， 且無空檔。吊裝生態(tài)格網在標準網格中， 應安要求依次進行， 保證生態(tài)格網入水后落至指定區(qū)域， 從而達到吊裝均勻的目的。 水下吊裝生態(tài)格網工程結束后， 測量人員可采用 GPS 系統(tǒng)對吊裝區(qū)域及相鄰的部分水域進行水下地形測量， 并繪制水下地形圖， 將吊裝前吊裝后的水下地形圖進行對比， 確定吊裝成果。