淮河水利委員會辦公室副主任 董開友

　　在水利部國科司的大力支持下，淮委自2001年、2004年、2005年分別承擔了三個“948”計劃項目，總計引進經費56萬美元，配套經費138萬元人民幣（包括中央配套28萬元），折合人民幣總額為604.8萬元。目前，已有一個項目順利完成并通過驗收和成果鑒定，其余兩個項目也在收尾總結階段?？傮w來看，淮委承擔的三個項目在實施過程中還是比較順利的，效果和作用也是明顯的。下面重點匯報《混凝土砌塊護堤技術》項目在引進、吸收、消化、推廣過程中，形成自主知識產權的工作情況。

一、引進項目概況

　　1、立項背景及意義

　　我國常見的護坡形式，有拋石、砌石、現(xiàn)澆混凝土、瀝青混凝土等，這些傳統(tǒng)的護坡形式有其適用條件，也都存在明顯不足。以預制的混凝土砌塊作為護面層單元的鋪砌式混凝土砌塊護坡近年來在歐美國家廣泛得到應用，而我國則處于起步階段?；炷疗鰤K護坡抗動力作用效果好，施工方便快捷，工程質量易于控制，有一定柔性,整體美觀環(huán)保。

　　我國幅員廣闊，內陸水域湖泊、水庫、河道眾多，護坡工程量大，尤其是1991年淮河大洪水后，19項治淮骨干工程相繼開工，更為新型護坡材料的研究提供了廣闊市場。在這種形勢下淮委醞釀提出的“混凝土砌塊護堤技術”研究項目，于2001年7月被正式批準列入水利部“948”計劃，并得到16萬美元研究經費用于關鍵技術的引進（折合人民幣132.80萬元），撥入配套經費人民幣8萬元；淮委作為引進項目承擔方投入配套經費人民幣50萬元。項目總投入為190.80萬元。2002年初相關工作全面展開。

　　2、引進內容及執(zhí)行情況

　　引進內容：按合同要求引進的是技術資料和關鍵設備兩部份。引進國別為德國、荷蘭。引進的方式是貿易和合作研究。

　　技術資料方面：引進了砌塊模具設計、砌塊配方、砌塊自鎖與互連技術、砌塊護坡設計等。

　　關鍵設備方面：引進了德國瑪莎公司生產的6套水平聯(lián)鎖砌塊生產模具及部分配件。

　　此外，根據砌塊護坡實際，在合同之外，利用自有資金引進多套垂直聯(lián)鎖砌塊模具和荷蘭砌塊護坡穩(wěn)定計算軟件等。

　　執(zhí)行情況：整個項目實施過程中，通過走出去、請進來等方式，就砌塊護坡涉及的多項內容進行交流與合作。2002年派6人的代表團赴德國、荷蘭學習，培訓砌塊塊型及模具設計、砌塊配方和生產工藝等內容，實地考察德國、荷蘭砌塊護坡應用情況；先后多次與德國瑪莎公司、施樂斯·非凡公司、歐馬克公司、蘭福模具公司等就砌塊模具、砌塊塊型、配方、生產工藝等開展技術交流及合作研究；邀德國比勒費爾德大學Fritz教授等外國專家先后9人十多次來華指導、培訓；向荷蘭Delft水力學研究所專家Breteler就砌塊護坡設計及穩(wěn)定厚度計算等進行技術咨詢。

　　成果鑒定情況：2004年12月17日～18日，水利部國際合作與科技司在安徽省蚌埠市主持召開了《混凝土砌塊護堤技術》成果鑒定會。與會專家審閱了相關技術資料，實地考察了引進的砌塊生產設備、生產現(xiàn)場和砌塊護坡工程，聽取了項目承擔單位關于項目實施及成果應用匯報。經充分討論，評定該研究成果總體上達到國際先進水平，其中無繩索連接開孔垂直聯(lián)鎖技術達到國際領先水平。

二、引進技術的吸收與創(chuàng)新

　　特別設計、經先進生產線工廠化制作而成的混凝土砌塊具有護砌厚度小、產品質量穩(wěn)定、易于控制工程質量和工期，護坡結構整體美觀、環(huán)保等特點。借鑒國外在混凝土砌塊護坡研究和應用上的成功經驗，經消化、吸收，結合生產實際，我委工程技術人員就混凝土砌塊護坡設計、砌塊生產、施工等方面亟待解決的問題，與科研單位開展了積極合作，在治淮工程建設中成功的取得以下成果：

　　1、開發(fā)生產的植生砌塊和抗動力作用護坡砌塊兩大類十多種產品廣泛應用于淮河流域水利工程護坡；護砌總面積超過 200萬平方米，部份工程已經受了2003年淮河大洪水的考驗，受到了社會各界廣泛認同，開創(chuàng)了國內引進技術工廠化大規(guī)模制作的先例。之后，安徽、江蘇、浙江、天津、河北、湖北、河南、山東等地的多家單位先后與我委聯(lián)系，現(xiàn)已經有很多水利工程推廣應用了混凝土護坡砌塊。

　　2、與南京水利科學研究院合作，對抗動力作用護坡砌塊進行抗波浪作用系列模型試驗研究，定量驗證了砌塊開孔、水平聯(lián)鎖和垂直聯(lián)鎖結構的抗波浪作用效果，從而導出了護坡穩(wěn)定厚度計算公式。即:

　　（1）規(guī)則波

　　式中：D為砌塊厚度，H為規(guī)則波波高，R為系數，對實體砌塊取0.225，對開孔砌塊取0.152，Δ為相對密度，ξ為破波參數  ，α為坡角度，L為波長。

　　（2）不規(guī)則波

　　式中：R對實體砌塊取值為0.26，對開孔砌塊R取值0.168，對垂直聯(lián)鎖開孔砌塊R取值0.12～0.14，Hs為有效波高，破波參數 ， 為平均波長。

　　由于護坡工程實際經受的波浪作用為不規(guī)則波，在實際應用中可采用不規(guī)則波計算公式，并根據工程的重要性考慮10～30%的安全系數。

　　3、特別設計的垂直聯(lián)鎖砌塊以其良好的抗波浪作用效果和新穎的外觀獲得國家外觀設計和實用新型專利，并在國家大型工程臨淮崗洪水控制工程中大規(guī)模應用。

　　4、首次在國內較為全面、系統(tǒng)地提出了砌塊塊型開發(fā)、穩(wěn)定厚度計算、砌塊生產與檢測及施工工藝方法和基本要求，對砌塊護坡推廣應用具有重要的指導意義。目前我委正在與中國建筑砌塊協(xié)會合作編制《混凝土護坡砌塊》產品行業(yè)標準。

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　　5、砌塊生產工藝及質量控制手段的創(chuàng)新

　　由于國家沒有相關的規(guī)范標準，項目組根據實踐，總結出了一些必要的控制標準，并以企業(yè)標準的形式在安徽康特公司施行。

　　為了規(guī)范評定護坡質量工程，項目組制定了《水利水電工程混凝土砌塊單元工程質量評定表》。從砌塊外觀、色差、尺寸偏差、裂縫和工程坡面平整度、縫寬、縫線整齊度等砌塊質量和施工質量兩方面對工程質量進行評定，提出了數值范圍。

　　6、項目研究過程中發(fā)表相關論文6篇，即：

　　①吳美安等，大力推廣應用混凝土砌塊護坡，中國水利，2003年第９期B刊

　　②吳美安等，混凝土砌塊護坡護面層穩(wěn)定厚度的計算方法，人民黃河，2006年第１期

　　③吳美安等，護坡用混凝土砌塊產品的開發(fā)設計，建筑砌塊與砌塊建筑，2005年第4期

　　④潘軍寧等，波浪作用下混凝土砌塊護坡穩(wěn)定性試驗研究，河海大學學報，2005年第4期

　　⑤吳美安等，新型混凝土砌塊抗波浪作用模型試驗研究，建筑砌塊與砌塊建筑，2005年第5期

　　⑥朱勇等，水工護坡混凝土砌塊的生產實踐，建筑砌塊與砌塊建筑，2005年第６期

　　7、本項目獲得2005年度淮河水利委員會科學技術特等獎及2005年度大禹水利科學技術三等獎。

三、技術推廣及效益評價

　　1、《開孔垂直聯(lián)鎖砌塊護坡技術》應用實例

　　開孔垂直聯(lián)鎖混凝土砌塊護坡技術是我委在《混凝土砌塊護堤技術》研究成果基礎上進行的，也是該項研究的補充與延續(xù)。2003年底《開孔垂直聯(lián)鎖砌塊護坡技術》正式列為水利部重點科技推廣項目,并以臨淮崗洪水控制工程為技術依托，開展了相關試驗研究。

　　臨淮崗洪水控制工程是將淮干中游正陽關以下主要防洪保護區(qū)防洪標準提高到百年一遇的關鍵性工程。本項目結合主壩護坡工期緊，工程應用波要素大，護砌面積超過40萬平米的實際，聯(lián)合科研單位特別設計了開孔垂直聯(lián)鎖砌塊，經模型試驗驗證，15～25cm厚可滿足主壩各段、各高程穩(wěn)定厚度需要，其抗波浪作用效果優(yōu)良。實踐表明，臨淮崗洪水控制工程中采用開孔垂直聯(lián)鎖砌塊護坡在技術上、經濟上是合理的。值得一提的是，在同一砌塊上同時設計開孔和垂直聯(lián)鎖結構在世界上尚屬首次，其研究與應用達到國際先進水平。

　　2006年4月--5月，臨淮崗洪水控制工程主壩各壩段進行單位工程驗收，與會專家通過現(xiàn)場察看，聽取匯報，查閱工程資料，按設計標準對主壩開孔垂直聯(lián)鎖砌塊護坡工程進行了質量評定，其結果為優(yōu)良。

　　2、本成果與同類研究、同類技術的綜合比較

　　本項目在研究之初，國內砌塊護坡應用僅有零星報道，且多為現(xiàn)場手工預制的、簡單的松散砌塊，還未擺脫單純依靠砌塊自重滿足工程穩(wěn)定的傳統(tǒng)思路。歐美國家砌塊護坡應用較為普遍，由于垂直聯(lián)鎖砌塊需人力施工砌筑，國外就這類塊型開展的研究及應用不多，在同一砌塊上進行開孔和垂直聯(lián)鎖設計尚未報道。

　　3、推廣應用效果

　　截止到2006年底，已有30萬方(強度超過C25)各類混凝土砌塊用于10余項治淮工程護坡，遠遠超過合同約定的不少于2萬方(強度不低于C15)砌塊應用目標，護砌總面積超過200萬平方米。部份護坡工程經歷了2003年淮河大洪水的考驗，工程運行良好，得到各界的認同和好評。不僅如此，還帶動了流域內其它水庫護坡工程應用混凝土護坡砌塊近4萬方。 2007年我委計劃在南四湖二級壩攔河大壩工程上應用混凝土護坡砌塊3萬多方?？傊炷疗鰤K護坡以其突出的優(yōu)勢受到工程業(yè)主、施工、監(jiān)理等單位的歡迎。

　　推廣時間：

　　l      2002年上半年，在淮河蚌埠閘擴建工程中首次采用水平聯(lián)鎖砌塊。

　　l      2002年9月～2003年6月，在淮干蚌郊段標準化堤防中應用。

　　l      2002年下半年～2004年9月，先后在淮河入海水道淮安樞紐和二河閘淮干五河城關段、懷洪新河、班臺閘等十多項治淮工程中應用植生砌塊和水平聯(lián)鎖砌塊護坡。

　　l      2004年上半年～2005年年底，開孔垂直聯(lián)鎖砌塊首次在臨淮崗洪水控制工程主壩上推廣應用。

　　● 2005年下半年，在南水北調臺兒莊泵站工程推廣應用新型水平聯(lián)鎖砌塊護坡。

　　4、經濟及社會效益

　　①開孔垂直聯(lián)鎖砌塊由于在構造上采取了減小浮托力和增加砌塊間咬合作用兩種措施，較普通混凝土砌塊可減小30～50％護砌厚度。臨淮崗主壩實際應用厚度為15.5～24 厘米，與普通混凝土砌塊相比，減少混凝土砌塊方量約3萬立方米，節(jié)省工程投資1000萬元左右。

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　　②截止目前，該項目執(zhí)行過程中先后在淮河流域的蚌埠、臨淮崗組建兩個砌塊生產廠，有100多人參與開發(fā)、生產、經營，積累了6000多萬元人民幣的混凝土護坡砌塊產值，上交利稅1000多萬元人民幣，帶動了周邊水泥、砂石、粉煤灰、砌塊運輸、砌塊施工等行業(yè)的發(fā)展，緩解了當地人員的就業(yè)問題。

　　③采用砌塊護坡，可減少對天然石料的需求，減少石料開采對環(huán)境的影響。在砌塊生產過程中還可利用粉煤灰、礦渣、鋼渣等工業(yè)廢料，有利環(huán)境保護。由于采用了混凝土砌塊護坡技術，臨淮崗洪水控制工程主壩區(qū)景觀環(huán)境得到了美化，這方面的社會效益是無法用資金計算的。

四、相關建議

　　水利部“948”項目的實施，有力地推動了治淮科技工作的深入發(fā)展，科研力量迅速成長，為今后治淮科技自主創(chuàng)新提出了新的方法和思路。為此建議：

　　1、利用混凝土砌塊進行堤壩護坡，在我國尚處于起步階段，相關的研究、應用報導不多，人們對砌塊護坡還缺乏認識和了解，一定程度上影響了砌塊護坡的應用，需要部科技主管部門進一步加大宣傳工作力度。

　　2、要在總結砌塊護坡研究與應用成果的基礎上，盡快出臺砌塊護坡設計計算、砌塊產品質量標準及施工砌筑等方面的技術標準和規(guī)范。這對護坡砌塊在全國范圍內大規(guī)模推廣，促進我國堤壩防護水平提高有著十分重要的意義。

　　3、在國家相關標準指導下，可推廣由市場主體參與護坡砌塊開發(fā)、生產、經營，水利工程業(yè)主招標采購砌塊產品的應用模式，以達到規(guī)范市場運作，保護知識產權的目的。