内容提要
本书系《中国堤防工程施工丛书》之一,主要介绍了抛石法的定义、适用范围、工法原理、施工工艺流程、质量控制及检验,并通过部分工程实例来说明抛石法的应用。书中还介绍了一些新的工艺技术和我国目前对抛石法的研究现状及发展趋势。
本书可供从事水资源堤防工程设计、施工技术人员直接应用,也可为土木建筑、冶金采矿、石油化工、公路交通、铁道桥涵、地基处理的设计、科研、施工、监理、生产与管理方面的技术人员和中职、中专及高等院校的师生提供有益的借鉴。
前 言
人类在其生存、发展和享受这三个基本需求中,对水的本能的渴望,创造了"人类需要保护河道和其他水道岸坡"的早期文明。为了适应这些需求,千百年来,已开发了许多保护岸坡的材料与技术。以抛石来保护岸坡就是其中一种。
抛石保护堤防岸坡,具体作法就是采用天然石料进行合理级配,或伴以现代化的材料,诸如水泥、钢材、土工合成材料等组构为一种铺砌结构。
抛石的环境、工程特性主要包括以下几个方面。
(1)抛投施工简单,利用其自重置于水下,可实施人工与机械并举。
(2)具有可变形性,并且对保护的堤防岸坡有极大的相容性,即使因抛石作用发生岸坡的最终破坏也是缓慢渐进的,当一块石相对于另一块石移动时,抛石具有一定的自愈能力。
(3)具有很高的水力糙率,可以减少波浪与水流的冲刷作用。为此,除重点用于堤防岸坡之外,对桥墩的保护同样具有等效功能。
(4)通过合理级配,既在力学强度上起固基作用,又因其间孔隙密布在物理结构上具有保温作用。为此,在我国高寒冻土地段的青藏铁路采用抛石法,攻克了铁道路基因冻融失稳难题。
(5)便于维修,且维修技术要求及其费用也较低廉。
(6)具有耐久性,在同等经济指标下,石块远比水泥和土工合成物等现代化材料寿命长,即使是钢材强度虽高于石块,但在水下不作防锈保护,其耐久性也难与石块相比。
(7)块石不存在环境污染,包括对水体、空气与被加固的介质结构的侵蚀、腐蚀和毒害等。这一特性是抛石法历久不衰沿用于水资源堤防工程和其他工程的关键所在。
古人曰:"退而守堤,不如进而守滩。"
抛石作为传统保护堤防滩涂岸坡方法与其说是科学技术,不如说是一种工艺艺术。使用天然石料诸如小石、角石、块石:坦石、面石、腹石;砾石、花岗石、卵石等,星星点点,密密集集,在堤身的"心部"为"堤心石抛石",在堤坡的斜面为"垫层石抛石";在堤身与堤基的结合部为"压脚抛石"。前两种构成了"培厚、抛石护岸固堤工程",后一种就是通常所说的"抛石护堤工程"。
在抛石保护堤防岸坡中有两个因素非常重要:一是任何石质材料或任何结构型式,保护岸坡实际上构成了自然环境的一部分,必须按环境与工程观点就设计、施工的有效性作出判断,二是兴建或补强加固堤防时,人与水和谐相处的必须建立在现有岸坡稳定性的因素基础上,两者不可偏废。
以抛石法来保护堤防岸坡,不仅就地取材、价格低廉,而且施工抛投简捷、立竿见影。条件有限的可以人工实施;条件优越的可以船机自动抛掷。无论哪一种,只要按照规范具有一定粒径与质量的石材均匀抛投到设计指定的地点、(范围)并形成一定厚度的连续铺砌体,就可免除或最大限度地降低水流的淘刷破坏,以达到稳定河势与保护堤防岸坡的目的。
《中国堤防工程施工丛书》·3:《抛石法》,概述了七大流域堤防工程抛石保护岸坡的基本形式与特征,并在《中国堤防工程施工丛书》统一规划的框架下,按定义、适用范围、发展筒史与发展趋向,作用原理与工作原理,施工材料与设备、施工工艺及流程、施工质量控制及验收标准以及工程应用典型案例均一一作了精练概述。力求通俗易懂,操作简便。本书列有"术语表"及"符号表",规范统一了本书的有关基本概念与计算说明;书末附录有施工通用的记录、计算表格与检验验收项目及其标准,使该书具有全面统一的新意。
《抛石法》采取集体讨论与分工合作方式编著。由陶亦寿主笔撰写前言、绪论、工法原理及部分工程应用案例与附录计6万余宇;由谭界雄执笔撰写施工材料与设备、施工工艺及流程、施工质量控制及验收标准及部分工程应用案例与附录计6万余字;董建军和陈彦生参加了部分章节编写工作;全书由董建军策划、陈彦生统稿。
在编著中,引用了水利部长江水利委员会、长江科学院以及黄河、淮河、海河、松花江、辽河和珠江诸流域堤防工程方面的信息;水利部国际合作与科技司、中国水利水电科学研究院、南京水利科学研究院也提供了有关资料,在此一并表示谢意。
鉴于笔者水平有限,书中难免有不足之处,析盼不吝指正。
编著者
2005年10月
前言
1 绪论1 1.1 定义2
1.2 适用范围3
1.3 发展简史4
1.4 发展趋向6
2 工法原理10 2.1 作用原理10
2.2 工作原理16
3 施工材料与设备29 3.1 材料29
3.2 设备31
4 施工工艺及流程60 4.1 施工准备60
4.2 施工技术工艺64
4.3 施工流程76
5 施工质量控制及验收标准77 5.1 施工质量控制77
5.2 验收标准82
5.3 质量效果评价84
6 工程应用典型案例85 6.1 抛石护岸85
6.2 崩岸抛石抢险90
6.3 抛石工程的其他应用96
附录99
附录A 抛石护岸施工常用表格99
附录B 工程项目划分及编码系统实施细则116
附录C 水下抛石护岸工程监理实施细则118
附录D 长江重要堤防隐蔽工程抛石护岸工程招标技术规范127
附录E 江苏省长江水下平顺抛石护岸工程质量验收办法(试行)136
附录F 国产SC 9098型升降式料斗抛石船140
附录G 美国用于公路建设抛石材质规范要求142
附录H 用于抛石法的三类全站仪系列、性能与国内报价(人民币:元)144
参考文献152