利用科学技术实施长江堤防加固崩岸治理工程摘要：崩岸治理问题一直是堤防工程的难点，由于产生崩岸的水流及土质等因素复杂，不同河段水流、土质条件或崩岸的主要成因可能会有些不同，相应的整治方案及工程措施也有所差异。
特别是河床演变在不断地进行，如何稳定河势的变化而控制新崩岸的产生，则是更深一层的有待研究与实践的问题。
2002年我市在长江干堤加固建设过程中，在安徽省水利厅科技处的大力支持下，委托了中国水利水电科学研究院在模型试验和江西省九江河段江新洲崩岸治理工程的成功经验基础上，选定芜湖市东梁山崩岸区作为我省长江崩岸治理的试验工程点。
是首次利用新科技在我省进行崩岸治理项目推广的试验工程。
关键词：土工布软体排崩岸治理1、崩岸治理试验工程的选点立项及整治方案的依据1.1崩岸治理试验工程的选点立项中国水利水电科学研究院在完成了属于长江中游末端的江西省江新洲崩岸治理试验工程后，派出有关专家随同安徽省水利厅科技处领导考察了属于长江下游感潮河段的安庆与芜湖市有关崩岸险段，最终确定在芜湖市东梁山下崩岸严重的河段开展崩岸治理试验工程。
该段位于长江下游马鞍山河段进口处右岸，芜湖与当涂交界处的芜湖市境内，东梁山下游1.7 km处，对应芜当江堤桩号24+300～25+150（护岸桩号1+174～2+024），全长850 m，是芜当江堤护岸工程的一部分。
芜当江堤座落在河漫滩冲积地层上，为松散的二元结构，堤外岸滩较窄。
护岸工程所处河段的进口有东、西梁山对峙，水流过东、西梁山结点后江面骤然展宽，形成水位降落和水流扩散，造成东梁山下江岸冲刷、崩塌，加之进口段主流右摆，引起下游河段的河势变化，对马鞍山河段稳定不利。
为保证芜当江堤防洪安全，有利于马鞍山河段的河势稳定，实施东梁山崩岸治理试验工程是十分必要的。
该工程由中国水利水电科学研究院、北京中水科水利水电设计院设计，于2002年1月编制完成《芜湖市东梁山崩岸治理试验工程初步设计报告》，安徽省水利厅于2002年2月1日以皖水基[2002]105号文批复，核定工程总投资815万元。
1.2东梁山崩岸治理试验工程整治方案的依据中国水利水电科学研究院根据国家计委“水利科技救灾实用技术推广项目”的要求与江西省水利厅协作，于1999年12月底至2000年5月底，在长江九江河段开展了崩岸治理工程的试验研究工作。
试验工程位于江新洲洲头北岸崩岸频发段，总长1000m。
经过汛期和枯水期考验，试验段崩岸治理已取得初步成效。
2001年3月由水利部国科司又组织了成果鉴定。
在试验工程中使用了一些新的工程措施和施工方法。
取得了三项护坡工程措施的实用新型专利，一项拖拉铺排施工方法的发明专利。
2、东梁山试验工程的设计与施工技术要点长江中下游河道, 由于河床的冲淤、上游来水来沙的变化、江中的无序采沙及河岸地质条件不同等原因，引起河道演变、主流摆动, 常出现崩岸现象,如何稳定河势的变化而控制新崩岸的产生，护岸工程既能具有抵抗水流冲刷的能力，又能适应被护河岸产生变形的能力。
经过实体模型试验和工程实践,对于单程抛石护岸而言,在崩岸频发河段，岸坡基础亦很差的条件下，将水上护坡工程设计成钢筋混凝土框架梁加锚桩，通过锚定沟与排体的加筋带，使水上、水下护坡工程连成一个抗滑而保持稳定的整体，更显出其优越性,这也是东梁山崩岸治理试验工程中设计模袋护岸的一个技术要点。
东梁山崩岸治理试验工程由水上护坎和水下护岸两部分组成。
水上护坎型式为带锚桩的钢筋砼框架梁,内铺砼预制锁块；水下护岸采用复合土工布软体排再进行水下抛石压重的护岸新技术。
是我省在长江干堤上引进新材料治理崩岸的首项试验工程。
2.1水上护坎水上护坎是由带锚桩的钢筋混凝土框架梁和框架梁内铺制预制混凝土锁块组成，每50米左右为一个独立的框架结构单元，每个独立框架结构单元有6根斜梁，分成五个小框每5格，每个单元框架梁的顶梁与底梁长度均为50m左右，其中每隔10米左右设有一根斜梁，梁的横断面尺寸均为20cm×40cm（宽×高），框架梁陡坎的坡度设计最陡为1:3。
锚桩的横断面尺寸为20cm×20cm，长度为2-3m，锚桩与梁用混凝土浇筑在一起，形成一个完整的锚定结构。
2.2水下护岸水下护岸采用软体排抛石压重一种新型护岸形式，由水下软体排和水下抛石组成。
水下软体排沿宽度方向布置3条充沙管袋，管袋长度同于横向长度；沿横向长度方向每隔5m布置1条充沙管袋，管袋长度同于宽度。
每条充沙管袋直径0.40m。
水下抛石设计确定抛石粒径为20～40cm，块石重量为20-70kg，石质坚硬，无风化。
软体排抛石压重是一种新型护岸形式，其方法是在复合土工布排上特定部位的管袋灌注天然沙，做成软体排铺在水下岸坡，形成水下坡面防护，防止水流冲刷岸坡，再在软体排上抛石增加稳定与糙率，这种方法称为软体排抛石压重护岸。
试验工程在实施过程中创造了水下拖拉铺排方法（包括拖排船只改装的方案及拖拉铺排的施工程序）。
克服了水深流急中铺排的困难，让排体贴着河岸移动，可使其受水流的冲力最小。
采用在岸坡上充灌，再向水下拖排的施工方法。
抢回了时间，使工程按期完成。
垫土工布抛石护岸工程技术在国外已有，但在长江上则没有成熟的经验，因为在水深流急的长江上预铺土工布确实有难度。
由于掌握了充沙模袋及水下拖拉铺排技术，使垫土工布抛石的护岸工程在长江上得以完成。
3、东梁山试验工程的建设管理3.1项目管理2002年2月，项目法人芜湖市水利基本建设管理局按照“四制”的要求，积极开展了项目建设的各项前期准备工作。
由于该项目属科学试验性质，采用非常规的新工艺、新方法进行施工，专业性较强，且需当年汛前完工，工期紧迫，经省水利厅皖水基〔2002〕10号文批准,同意采用邀请招标方式，经资质审查共有来自省内外5家施工单位（其中省外2家）及6家监理单位（其中省外2家），计11家施工和监理单位参加了投标，在公开竞标、择优选择的基础上，最后由安徽省长江河道工程有限责任公司，安徽省江河水利水电工程监理咨询有限公司分别中施工和监理标，经芜湖市水利基本建建设管理局以水基字[2002]6号文同意，特邀曾在江西省成功实施软体排施工的江苏海洋公司承担东梁山试验工程水下软体排分包业务。
3.2施工过程东梁山崩岸治理试验工程，由于汛期来得较早，分为两期施工，第一期从2002年3月4日至2002年5月31日，完成了水下软体排制作和铺设、水下抛石和钢筋混凝土框架梁浇筑，主体工程基本完成，施工中得到了安徽省水利厅领导专家和设计单位多次现场指导。
3.3质量控制3.3.1 .主要建筑物和构筑物的质量控制框架梁分部：首先设立施工控制网，在施工全段设立多个控制断面，按设计文件要求对坡面清基削坡，相关基面清理超过边线30cm，并将芦苇、树根全部清除，并运至指定地点，经建设、设计、监理、质监等单位验收合格后，进行压设锚桩和框架梁砼施工，此次用反铲挖斗在水准仪监控下压设锚桩，是经过多种试验方案比选后得出的经济、有效、快捷的施工方法，也是同类工程首次使用。
项目法人专门委托安徽省水利科学研究院在现场进行了4根锚桩抗拉试验和拖排拉力试验，锚桩的水平极限承载力为14kN-18kN ，工程船舶拖排最大拉力为64.34kN。
软体排分部：复合土工布软体排按设计要求，在国家经贸委定点厂专门加工，并经抽检合格后，方可使用，铺设前，首先按照水下实测断面进行铺排范围内清障，现场监理人员按设计要求检测复合土工布软体排尺寸，短排纵宽13m×横长11.2m，长排纵宽13m×横长53.8m～73.8m，搭接宽1.0m±0.2m，拖排时采用岸上经纬仪定位，确定工程船舶定位准确，模袋充沙管分节充沙，充盈率大于85%，边充边拖，软体排排头与底梁用钢丝绳牢固连接，长短排用丙纶带连接。
除要求施工单位自备潜水员检查外，监理部委托驷马山引江工程管理处潜水员进行了8次水下摸检，施工质量符合设计要求。
水下抛石分部：按照设计要求，充分考虑抗冲、动水落距，多层抛投，良好级配及石源条件的因素，确定本试验工程抛石粒径为20～40cm，单块重20～70公斤，监理人员采用现场丈量，距尺见证，以称重方式确定扣方空隙率的方式现场收方，投抛时，按顺序从上游到下游，先远后近，先深水区后浅水区，依次抛石，监理进行旁站式现场签证，确保了投抛质量。
砼锁块及干砌石分部：砼锁块尺寸为50cm×50cm，厚度为12cm，锁块腰部设有梯形槽，腰部宽为34cm，砼等级为C20，钢筋砼框架梁施工结束后，开始排设预制块，由下而上铺，铺设整齐，使框架内铺满,经对3组砼锁块抽芯试验，强度符合设计要求。
3.3.2 工程质量评定该单位工程的质量监督单位为芜湖市水利工程质量监督站，质监部门按该单位工程的特点，选派了2名专职质监员实施监督，并明确一名专职质监员进行巡回监督检查，制定了质检计划，对建设、监理单位的质量、检查体系和施工单位的质量保证体系以及设计单位现场服务实施了监督检查，对分部工程、单元工程的划分进行了监督检查，并参与了分部工程签证验收。
本工程质量等级核定意见为：东梁山崩岸治理试验工程共有5个分部工程，质量全部合格，其中优良5个，优良率为100%；主要分部工程3个，全部合格，其中优良3个，优良率为100%；施工中未发生较大质量事故；原材料及中间产品质量合格，其中砼拌和物质量优良；外观质量得分率87.8%，施工质量检验资料齐全；按照《水利水电工程施工质量评定规程（试行）》（SL176-1996）和《堤防工程施工质量评定与验收规程》（SL239-1999）的规定，核定本单位工程质量等级为优良。
4、工程初期运用及效益该段崩岸直接影响马鞍山河段河势稳定和芜当江堤的防洪安全，加之近十几年来，进口段主流右摆，导致芜当江堤岸坡连续发生几处严重窝崩及长约 2.4km 的条崩，且以30m/年的速度逼近芜当江堤，由于岸滩为抗冲刷性较差的二元结构，且该段水流特别复杂，流态紊乱，虽经多次采用常规抛石方式治理，难以在短期内使河势稳定。
建国以来的50余年，对长江崩岸治理基本采用平顺抛石护岸工程型式。
截至2000年底，仅省内投资完成的抛石工程量高达1879万m3，经费3.66亿元，由于抛石工程量大，且大都在枯水期同时开工，造成石料供应紧张，往往难以满足施工需求，使护岸工程质量工期难以保证，尤其虚吨位较难控制。
同时大量采石不仅浪费了资源，也破坏了生态环境和自然景观。
从工程效果分析，由于抛石受水位流速流态及风浪船浪影响较大，抛石均匀度控制一直是个难题，很难完全按要求均匀覆盖设计的河床岸坡，工程整体结构性差，故需加大断面抛石方量，一般在长江干流每米抛石量达100～150m3左右。
随着每年洪水的淘刷，又需不断进行抛石加固，以维护工程稳定。
