上海市海塘维修养护技术指导工作手册
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4.3 保滩结构损坏的修护

保滩工程由于其功能及种类的多样性,工程所处位置的特殊性,其修复、加固的方法也各不相同,在一般情况下应首先考虑在现有基础上按原样填补修复,对现状条件无法按原样修补的则应研究其他处理措施,甚至改变原有结构型式。

4.3.1 块石结构护面的修护

保滩工程结构位于海堤外潮滩上,受潮位涨落的影响,且不同部位受潮水的影响程度也不同,其修护的方法也有所不同,需区别对待。而保滩工程由于其护面结构的多样性,故采用的修护措施也多种多样。

1.潮位以上露滩结构的修复

对于坝体结构位于中滩、高滩低潮位时能露滩或暴露的结构,一般可采用填补翻修方法。

(1)丁坝坝根土芯坝的修复。

1)土芯坝坝体沉降护坡(顶)开裂、损坏。这种状况如沉降不是太大(一般10~20cm),无土体逸出迹象,则说明反滤层未损坏,只需拆除损坏部分护面块石,增加碎石垫层厚度,重新按原来浆砌或灌砌块石修复即可。

2)由于坡(顶)面原材料质量不好、施工质量差等引起的局部块石脱落、坍塌,则拆除全部损坏部分坡(顶)面材料至土芯基面(范围适当扩大至土工布搭接要求尺寸),重新铺设反滤土工布(400g/m2无纺布,无纺布为习惯称呼,规范语言为“非织造土工布”,以下采用习惯称呼),然后20~30cm碎石找平,再按原护坡(顶)同类结构(干砌、浆砌、灌砌)修复。

3)由于反滤土工布损坏引起坝芯土逸出、坝体沉陷塌落损坏。此类损坏修复需拆除该坝段损坏部分的护面材料以及反滤层,除去坝芯部分松动土体,土体开挖成阶梯形,然后选用袋装土,填实后铺设一层无纺布(400g/m2)及厚200~250mm碎石反滤层找平,然后按该坝段原护坡(顶)同类结构(干砌、浆砌、灌砌块石)修复。

丁坝坝根土芯坝修复示意图见图4.3-1。

图4.3-1 丁坝坝根土芯坝修复示意图(单位:mm)

(2)块石结构护面的修复。除上述丁坝的高滩坝根采用土芯坝体结构外,其余丁坝、顺坝坝段一般采用抛石坝芯结构,护底材料除二十世纪六七十年代采用沉排(柴排)护底外,现一般采用机织土工布砂肋软体排、混凝土铰链排或复合软体排进行护底,上铺袋装碎石垫层(300~500mm),抛块石坝体,坝顶、坝坡面层则采用:①抛石理砌,②袋装碎石垫层加干砌、浆(灌)砌块石护坡(顶),③理砌块石上安放异形块体或干砌块石面层上放置异形块体等。

1)抛石理砌护面结构。此类顺坝目前还有少量存在,损坏原因主要是块石重量、尺寸偏小,遭遇风浪袭击局部面层滚落。维修方案是拆除原结构至原状,按照风浪标准所需的块石重量、尺寸新建干砌块石护面结构,或新建为浆(灌)砌石护面结构。

2)干砌块石护面结构。此类护面(护坡、顶面)部分因砌筑块石尺寸太小或风化严重、强度过低而破坏,维修时需更换符合要求的新鲜块石;部分因施工质量(如大面朝上,平砌、缝过大)而引起损坏,维修时需补铺袋装碎石,剔除块石砌面的凸包以增加块石间的接触面,采用块石立砌紧密;对较大的三角缝,应用小片石填塞并楔紧,防止松动;砌筑应自下而上进行,形状扁平块石必须修整后立砌,砌缝要交错压缝,厚度400mm。砌筑时为防止上部原有护坡坍塌,可逐段拆砌,每隔1~2m临时打入一排钢钎阻止上部护坡滑下。

图4.3-2 浆砌块石护面修复示意图(单位:mm)

3)浆砌块石护面结构。修补前应拆除松动的块石,并将块石灌浆缝冲洗干净,不准有泥沙或其他污物粘裹,剔除风化块石或有尖锐棱角块石,更换成符合要求的新鲜块石,重复利用块石应刷除黏接其上的砂浆;对于小面积修补面层,应根据砌筑位置的形状,用手锤进行修整,经试砌大小合适以后,再搬开石块,座浆砌筑,必须保证砂浆灌缝密实。个别不满浆的缝隙,再由缝口填浆并予以捣固,务使砂浆饱满,对较大的三角缝,可用手锤楔入小片石,做到稳、紧、满。浆砌块石护面修复示意图见图4.3-2。

4)灌砌块石护面。丁坝和顺坝坝顶及护坡为灌砌块石,此类护面结构在遭遇强风浪袭击出现大面积损坏时应在灾后立即上报主管部门,专门立项进行设计、施工修复。如出现局部损坏(开裂、翘起、滚落、吸出、沉降、塌陷等),则首先拆除损坏部位面层,理砌被风浪打乱的块石,铺筑200~300mm袋装碎石(袋布用140g/m2丙纶机织土工布)垫层找平,C20细石混凝土座浆灌浆(赶潮施工宜用C25细石混凝土),必须保证缝间混凝土灌捣密实,块石立砌、不得采用大面朝上砌筑,块石采用新鲜抗风化岩石,块石厚度护坡400mm,坝顶450~500mm。拆除块石抛至滩面护滩。为保证坝顶灌砌块石压顶的整体性,压顶必须一次砌筑完成,不能采用分层或留有明显分层砌筑痕迹的砌筑方式。灌砌块石护面修复示意图见图4.3-3。

图4.3-3 灌砌块石护面修复示意图(单位:mm)

2.潮位以下不露滩结构的修护

丁坝坝头滩面高程较低(一般在0~-2.0m以下)、顺坝坝前滩面高程较低(1.0~-2.0m),坝体下部结构常年处于潮水位以下,如遇这部分结构(浆砌、灌砌、抛石理砌)在风浪作用下受损滚落,常规修补方法无法实施,一般可采用如下方法。

如低潮位线以下坝体坡面坍塌严重,则必须先进行抛石填补,其抛填坡度要缓于原坝坡,一般取1∶3。上部抛石线与修补的坝体护坡衔接,然后抛合金钢丝网石笼网兜镇压。网兜厚度控制在60~80cm,在下部宜形成一个小平台,上一个网兜部分骑压在下一个网兜上,抛放时注意定位[图4.3-4(a)],或者在抛石填坡后随机密集抛放扭王块体(0.5~1.0t)镇压。

图4.3-4 合金钢丝网石笼网兜修复图

如低潮位线以下原护坡面损坏,未伤及坝体抛石,则在修补部位以下抛合金钢丝网石笼网兜护脚[图4.3-4(b)],或随机抛放扭王块体镇压。

由于海塘前沿潮水受咸潮影响,用镀锌石笼网兜易受腐蚀而导致网兜失效,因此必须采用耐腐蚀的合金钢丝网兜护脚。合金钢丝网兜须从有资质、信誉好的企业单位采购,网兜大小由每兜块石重量确定,石笼网兜先在块石船上装好块石,在需要抛放位置定点抛放(自下而上,GPS定位)。

4.3.2 异形块体护面结构的修护

在有些风浪较大或流速较大岸段的丁坝、顺坝,为防止风浪侵袭或急流冲刷,坝体坡面一般采用干(理)砌块石坡(顶)面上安放异形块体护面以增强坝体护面的稳定性。

异形块体护面结构一般有扭工块体、扭王块体、四脚空心块体等,单重一般有300kg、500kg、1000kg、2000kg、4000kg等。

丁坝一般安放在坝头潮流流速较大位置或主要风浪作用面坝坡;顺坝安放在风浪较大的迎风面外坡至坝脚;四脚空心块体一般安放于风浪作用较大的坝体顶部。

异形块体损坏一般表现为移动、翻滚移位,块体局部损坏,较大台风时也出现异形块体被掀翻过顺坝坝顶落入内侧坝田的情况。

对于异形块体局部损坏,如扭王块体、扭工块体断裂,则在原位置更换原规格新块体即可。

对于块体受风浪袭击移动情况,一般是施工安放时未按设计要求排列,相互衔接未到位所致,如移动不大,则重新对周围几块块体适当调整位置,相互“勾链咬合”住即可;如出现大面积移位或翻滚滚落,则应是施工安放不当或块体单重不足,不能抗风浪袭击,或遭遇超设计标准的罕遇风浪袭击,或多种因素组合袭击所致,则要对移位区域异形块吊起重新进行安放,并报主管部门立项设计修复。

当出现少量块体滚落,则首先检查原来异形块体下支撑块体的抛石或砌石垫层是否损坏,如有局部损坏,则按原样修复,如未损坏,则把滚落块体或另运来同规格块体在原地安放复位。

4.3.3 丁坝、顺坝护滩的修护

为了保护丁坝、顺坝坝体不因坝前滩面的淘刷而导致坝体坍塌损坏,一般丁坝坝脚两侧均设有3~5m宽土工布软体排及抛石护滩,顺坝则设置坝内3~5m宽,坝外宽10m左右的土工布软体排及抛石护滩。其损坏情况一般为土工布损坏、抛石滚落;特别是顺坝,在一次大的台风风浪袭击时,常会发生排体前沿刷深,致使护滩抛石滚落,排体飘起,排下土体进一步刷深,抛石进一步滚落,如不制止,则可淘刷至顺坝坝脚,导致顺坝坍塌。故顺坝坝前护滩要注意观测坝前滩面的变化,特别是一次台风过后,在大汛低潮时注意观测坝前抛石情况及有无土工布排体飘起情况,如有则应上报主管部门并采取相应措施,如补抛块石等;排体前沿如滩面变陡时,抛杩槎等以阻流和防止块石滚落;如护滩发生大面积损坏,则报请专项维修。