淠河總干渠滑坡治理工程施工及抗滑樁技術(shù)應(yīng)用

夏 濤 張漢杰

(安徽省淠史杭灌區(qū)管理總局 六安 237000)

1 工程概況

淠史杭灌區(qū)位于安徽省中西部江淮丘陵地帶，設(shè)計(jì)灌溉面積73.33萬(wàn)hm2，是我國(guó)灌溉面積最大的灌區(qū)之一。灌區(qū)共有總干渠、干渠12條。

淠河總干渠于1958年興建，1959年開(kāi)始發(fā)揮灌溉效益。從六安市橫排頭起，至肥西縣新民壩止，全長(zhǎng)104.5km，設(shè)計(jì)流量300m3/s，控制灌溉面積44萬(wàn)hm2。

2001年3月～2003年7月，淠河總干渠王集、東郢、劉圩、陶崗切嶺南北岸5處渠岸，相繼發(fā)生了不同程度的滑坡，已影響渠道輸水，危機(jī)渠堤安全。

2 施工流程和工藝

2.1 施工測(cè)量

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工精度和技術(shù)要求，現(xiàn)場(chǎng)平面控制網(wǎng)采用三角網(wǎng)及導(dǎo)線(xiàn)網(wǎng)結(jié)合的方式，高程控制點(diǎn)應(yīng)設(shè)在不易損壞處，測(cè)量放樣工作由專(zhuān)業(yè)人員負(fù)責(zé)。

a.定線(xiàn)采用J2經(jīng)緯儀進(jìn)行，測(cè)設(shè)永久性的標(biāo)石，假設(shè)標(biāo)線(xiàn)，設(shè)置建筑物軸線(xiàn)的同時(shí)，設(shè)置兩條縱橫線(xiàn)，作為施工放線(xiàn)的主要控制線(xiàn)。

b.平面控制的測(cè)設(shè)精度。首級(jí)控制網(wǎng)按獨(dú)立三等三角網(wǎng)精度要求，軸線(xiàn)、副線(xiàn)的測(cè)設(shè)按四等三角網(wǎng)或一級(jí)導(dǎo)線(xiàn)精度要求。

c.在擬建建筑物周?chē)鷾y(cè)設(shè)足夠數(shù)量的高程控制網(wǎng)，精度符合三等水準(zhǔn)精度，并應(yīng)與主要水準(zhǔn)點(diǎn)相連接。

d.在擬建建筑物的周?chē)O(shè)置平面和高程控制點(diǎn)，分別編號(hào)，繪制平面圖，施工期間妥善保護(hù)，定期校核。

e.施工期間所有施工定線(xiàn)、進(jìn)度、計(jì)量、竣工等測(cè)量原始記錄、計(jì)算成果和繪制的圖幅，特別是隱蔽工程的資料，均及時(shí)整理、校核、分類(lèi)、整編成冊(cè)，當(dāng)工程完工后，移交建設(shè)管理單位。

施工過(guò)程中，主要進(jìn)行以下測(cè)量:

a.開(kāi)工前，應(yīng)對(duì)原設(shè)控制點(diǎn)、中心點(diǎn)復(fù)測(cè)，布設(shè)施工網(wǎng)，并定期檢測(cè)。

b.建筑物及附屬工程的點(diǎn)位放樣。

c.建筑物的外部變形觀測(cè)點(diǎn)的埋設(shè)和定期觀測(cè)。d.竣工測(cè)量。

2.2 施工導(dǎo)流、排水及度汛安全保障

2.2.1 施工導(dǎo)流圍堰

為保證滑坡的正常施工，在其外側(cè)布設(shè)半封閉式導(dǎo)流施工土質(zhì)圍堰，使作業(yè)面處于無(wú)水狀態(tài)，也能保證干渠內(nèi)的正常通水。圍堰的標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)干渠內(nèi)的水位變化進(jìn)行綜合考慮:頂高程超出多年平均水位1m，頂寬2m，迎水坡1∶4(水下方為自然坡度)，背水坡為1∶1。

2.2.2 施工排水

針對(duì)地表徑流、基坑滲水、承壓水等不同情況制定相應(yīng)排水措施。

a.初期排水方式。待施工圍堰合攏后，需設(shè)置兩臺(tái)潛水泵(1臺(tái)備用)，將積水排到圍堰外的干渠內(nèi)，保證作業(yè)面處于無(wú)水狀態(tài)。

b.地表徑流排水方式。在施工過(guò)程中，為了防止地表雨水滲進(jìn)滑裂面，在滑坡滑裂面上側(cè)的穩(wěn)定土體上開(kāi)挖一道截水溝，內(nèi)鋪塑料薄膜，以截走外圍的地表水，將地表徑流拒之“門(mén)外”，并順坡引入干渠內(nèi)，保證施工時(shí)土體不受地表徑流滲水的影響。

c.基坑滲水排水方式。在基坑開(kāi)挖時(shí)，于基坑的拐角處設(shè)置一集水井，井底鋪設(shè)粗砂反濾，主要排除雨水、基坑滲水和施工廢水，使用潛水泵抽排到圍堰外。強(qiáng)將雨期間，加大抽排力度，確?；硬槐环e水浸泡。

2.2.3 施工度汛安全保障措施

a.工期保證?？茖W(xué)安排施工計(jì)劃，加快施工進(jìn)度和管理，確保按期完工。

b.施工圍堰安全保證措施。施工中，及時(shí)對(duì)圍堰進(jìn)行加固和備土，作為汛期超高水位時(shí)的應(yīng)急措施。同時(shí)汛期干渠內(nèi)水位升高，圍堰的迎水面應(yīng)防止沖刷和滲漏，在汛期來(lái)臨前預(yù)先鋪設(shè)花雨布，防止風(fēng)浪淘刷坡面;必要時(shí)，采用塊石臨時(shí)護(hù)岸。汛期派專(zhuān)人巡查和維護(hù)圍堰。防止出現(xiàn)管涌、集中滲漏和滑塌等險(xiǎn)情。

c.防汛度汛組織保障措施。項(xiàng)目部成立專(zhuān)門(mén)的防汛領(lǐng)導(dǎo)小組和防汛指揮中心，由項(xiàng)目部經(jīng)理?yè)?dān)任組長(zhǎng)，各作業(yè)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)為主要成員，同時(shí)成立防汛突擊隊(duì)及水情汛情收?qǐng)?bào)小組，并組織由全體項(xiàng)目部成員參加的防汛隊(duì)伍并實(shí)行防汛值班制。

d.層層落實(shí)防汛度汛責(zé)任制。制定以項(xiàng)目經(jīng)理為防汛度汛第一責(zé)任人的責(zé)任制，層層分解任務(wù)，層層落實(shí)，建立一套全員動(dòng)員、全員參與、全員負(fù)責(zé)的責(zé)任制;同時(shí)根據(jù)工程部位不同制定相應(yīng)的防汛度汛措施。

e.防汛度汛物資保障措施。項(xiàng)目部應(yīng)準(zhǔn)備足夠數(shù)量的防汛設(shè)施和材料，以滿(mǎn)足防汛需要。檢修好各種抽水設(shè)備。

f.發(fā)生超高水位時(shí)，應(yīng)在發(fā)包人和地方政府統(tǒng)一指揮下進(jìn)行防汛搶險(xiǎn)，保障干渠和建筑物的安全。

2.3 土方工程施工

2.3.1 土方開(kāi)挖

該工程三處滑坡土方開(kāi)挖工程量較大，采用機(jī)械化作業(yè)為主人工為輔的方法施工，施工機(jī)械采用鏟運(yùn)機(jī)。

a.水泥土鍵支擋基坑開(kāi)挖采用對(duì)撐法垂直開(kāi)挖，開(kāi)挖深度要求達(dá)到風(fēng)化巖層以下不少于20cm。

b.抗滑樁構(gòu)架井柱開(kāi)挖應(yīng)避開(kāi)雨量較大時(shí)開(kāi)挖，開(kāi)挖時(shí)一氣呵成。開(kāi)挖在現(xiàn)有坡面上放樣進(jìn)行，由滑坡兩端向中間推進(jìn)，或由比較穩(wěn)定的一端向另一端推進(jìn)。同時(shí)多孔開(kāi)挖時(shí)，待先期開(kāi)挖的井柱全組澆注完成后，再開(kāi)挖間隔內(nèi)諸孔。井坑挖出的棄土，原則上就地向河床側(cè)堆放，或在監(jiān)理人指定的地點(diǎn)堆放。

c.排水明溝、導(dǎo)滲盲溝的土方開(kāi)挖亦采用人工開(kāi)挖。

d.削坡減載施工程序?yàn)?出滑舌土體外，先進(jìn)行削坡土方開(kāi)挖，然后施工土體排水管系統(tǒng)，再將滑舌土體開(kāi)挖，應(yīng)先自滑體主軸兩側(cè)進(jìn)行，先坡頂后坡腳。

2.3.2 土方回填

采用人工方法就近取土回填，要求將土料中的雜物清理干凈，土質(zhì)符合設(shè)計(jì)要求，土塊粒徑符合相關(guān)規(guī)范要求。分層回填(每層厚150～200mm)，分層夯實(shí)。

在作業(yè)條件允許的前提下采用人機(jī)結(jié)合方式進(jìn)行回填，建議采用鏟運(yùn)機(jī)，因?yàn)殓P運(yùn)機(jī)同時(shí)具有挖、運(yùn)、卸、整平和自動(dòng)碾壓的一系列功能，特別適用于200m左右的土方開(kāi)挖和回填。

2.3.3 棄土處理

削坡減載下來(lái)的多余土方，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求堆放于棄土區(qū)，堆放在切嶺坡頂外側(cè)邊線(xiàn)10m以外，并沿渠頂?shù)孛娓叱添樓虿贾门潘疁?，以排除堆土區(qū)和坡頂?shù)孛娴姆e水。

2.3.4 基坑的防護(hù)

樁孔和基坑的開(kāi)挖都需要支撐和護(hù)壁，以確保穩(wěn)定和安全。在基坑的外圍設(shè)置排水溝，坑內(nèi)設(shè)置集水井，保證工作面始終處于干燥狀態(tài)。

2.4 水泥土鍵施工

2.4.1 水泥土鍵的施工

a.水泥土鍵的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)是根據(jù)已有的試驗(yàn)資料和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)取得的。實(shí)施時(shí)水泥土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)通過(guò)土工試驗(yàn)確定，并且不應(yīng)低于設(shè)計(jì)值。

b.基坑開(kāi)挖時(shí)采用對(duì)撐垂直開(kāi)挖，坑底要開(kāi)挖至風(fēng)化巖層以下不少于20cm，堅(jiān)硬黏土層以下不少于50cm，具體深度經(jīng)設(shè)計(jì)人員及地質(zhì)人員現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)槽后確定。在回填土之前應(yīng)清除基坑積水。

c.選料及制土。就近選擇粉質(zhì)壤土或粉質(zhì)黏土，土料中有機(jī)質(zhì)含量不大于2%，不得含有草根、草屑等雜質(zhì);對(duì)大顆粒土團(tuán)應(yīng)進(jìn)行粉碎，黏土粒徑不超過(guò)3cm;黏土的最優(yōu)含水量應(yīng)通過(guò)土工試驗(yàn)確定，施工時(shí)黏土的含水量應(yīng)控制在最優(yōu)含水量的±3%之間(一般控制在20%左右)。

d.拌和。拌和前對(duì)原料要求準(zhǔn)確計(jì)量，計(jì)量誤差不大于3%。該工程水泥含量為干土重的13%或通過(guò)試驗(yàn)確定。配料前必須先測(cè)定料場(chǎng)土的含水量，將設(shè)計(jì)干土需要量換算成濕土需要量。水泥土可采用人工或機(jī)械拌和，要求拌和均勻，熟料成水泥色為止。

e.平倉(cāng)夯實(shí)。先在基坑地面均勻撒放一層干水泥，厚度以覆蓋基坑面為準(zhǔn)，而后虛鋪拌和好的水泥土20cm，用齒耙縱橫方向各拉耙數(shù)次，以拌和均勻，采用2.2kW蛙式打夯機(jī)每層夯打4～5遍，夯實(shí)至設(shè)計(jì)要求的干密度。在下次上土前用齒耙將表面拉毛，再均勻撒放一層干水泥，以利層間結(jié)合。夯實(shí)后水泥土的干密度不應(yīng)小于1.60g/m3，并保證水泥土鍵和四周土體的緊密結(jié)合。

f.取樣試驗(yàn)。在水泥土鍵施工過(guò)程中，要每1m厚取一組試樣進(jìn)行干密度測(cè)定，每一個(gè)水泥土鍵要取一組試樣做抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)。

g.養(yǎng)護(hù)。楔塊夯實(shí)修整完畢后，用濕草包覆蓋，灑水養(yǎng)護(hù)21天，水泥土終凝3天后，表面顏色呈灰褐色。

2.4.2 質(zhì)量控制

a.主要控制點(diǎn)。楔塊底部平面尺寸、高程;料場(chǎng)土的含水量;水泥土配合比;水泥土拌和質(zhì)量;水泥土回填厚度;壓實(shí)后水泥土的干容重、含水量。

b.控制方法。料場(chǎng)土的含水量每班檢查一次(每組裝3盒)，壓實(shí)土的含水量、干密度每墩每層取樣2～3個(gè)點(diǎn);為保持滑體穩(wěn)定，應(yīng)按分序間隔法施工;水泥土從拌和至夯實(shí)時(shí)間不宜超過(guò)2h，每一鍵塊應(yīng)盡可能一次連續(xù)施工完成。若遇降雨、塌方、通水等特殊情況楔塊不能一次成型而出現(xiàn)冷縫時(shí)，必須進(jìn)行處理。方法是:先將原夯實(shí)面層鑿深3～4cm，掃盡灰土后，再刷水泥凈漿兩遍，即可鋪填上層水泥土。

2.4.3 上部回填

水泥土鍵施工完成后，其上部用原土(軟土不能用)回填夯實(shí)至干密度1.5kg/cm3，直至坡面。

2.5 堆砌石工程施工

砌石主要為漿砌塊石擋墻及護(hù)底。施工采用人工分段掛線(xiàn)砌筑。砌石工程應(yīng)在基礎(chǔ)驗(yàn)收及接合面處理檢驗(yàn)合格后方可施工。砌筑前，放樣立標(biāo)，拉線(xiàn)砌筑?；疽笫瞧秸?、穩(wěn)定、密實(shí)和錯(cuò)縫。砌筑用石料選用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面潔凈、不易風(fēng)化、沒(méi)有裂縫的新鮮巖石，其強(qiáng)度和抗水性符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。砌筑時(shí)，各層均應(yīng)座漿，隨鋪漿隨砌筑，縫隙用漿灌實(shí)，砌筑過(guò)程中及時(shí)養(yǎng)護(hù)。砌體的外露面均應(yīng)勾縫，并以平縫為宜。

因砌筑工程為成熟工藝，在這里不作詳細(xì)介紹。

2.6 抗滑樁構(gòu)架混凝土和鋼筋混凝土施工

2.6.1 施工原材料

鋼筋、砂、石、水泥等主要原材料應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn)行選料，鋼筋應(yīng)有出廠(chǎng)質(zhì)量保證書(shū)，所有材料在使用前均須在監(jiān)理的監(jiān)督下進(jìn)行抽檢送樣，經(jīng)試驗(yàn)合格方可使用。拌和水應(yīng)選擇未污染，不影響混凝土和易性和混凝土強(qiáng)度的增長(zhǎng)，不引起鋼筋和混凝土的腐蝕，pH值、不容物、可容物、磷酸物、硫化物等的含量不超過(guò)規(guī)定值。

2.6.2 模板安裝拆除

保證混凝土澆筑后結(jié)構(gòu)物形狀、尺寸與相互位置符合施工詳圖的規(guī)定;模板表面應(yīng)光潔平整、接縫嚴(yán)密、不漏漿，模板具有足夠的穩(wěn)定性、剛度和強(qiáng)度;模板必須待混凝土強(qiáng)度達(dá)到要求后方可拆除。具體安裝和拆除要求這里不作詳述。

2.6.3 坡面拱支擋施工

坡面拱施工時(shí)必須自滑體兩側(cè)向主軸方向進(jìn)行;坡面拱及拱撐腳必須一次澆筑完畢，拱撐腳必須坐落在原狀土上;施工放樣時(shí)及澆筑前必須請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)人員到現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)槽。

2.6.4 抗滑樁構(gòu)架支擋

2.6.4.1 施工程序

在現(xiàn)有的坡面上放樣開(kāi)挖，由滑坡兩端向中間推進(jìn)，或由比較穩(wěn)定的一端向另一端推進(jìn)。若同時(shí)多孔開(kāi)挖，需間隔開(kāi)挖，待先期開(kāi)挖的井樁全組澆筑完成后，再開(kāi)挖間隔內(nèi)諸孔;先施工抗滑樁構(gòu)架支擋工程，待其達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，放方可挖除滑舌多余的土方;設(shè)置導(dǎo)滲盲溝;切除設(shè)計(jì)斷面以外的土方，并整坡至設(shè)計(jì)斷面;設(shè)置縱橫排水明溝;進(jìn)行新坡面種植綠化。

2.6.4.2 施工工藝

a.井樁開(kāi)挖，原則上要一氣呵成，要避開(kāi)雨量較大時(shí)開(kāi)挖。樁護(hù)壁采用預(yù)制鋼模，高1m，上口直徑為樁徑，下口直徑為樁徑加兩個(gè)壁厚，分3～4塊制作，加楔拼裝，以便于拆模;井內(nèi)挖出的棄土，原則上就地向河床側(cè)堆放，或放在設(shè)計(jì)允許的地方。

b.抗滑樁、撐樁、撐梁三個(gè)部分同期開(kāi)挖。每口井均須記錄地質(zhì)柱狀圖，由建設(shè)、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等單位驗(yàn)收簽字后方可澆筑混凝土。

c.成孔的控制深度應(yīng)符合下列要求:

?抗滑樁必須保證滑裂面以下的穩(wěn)定土層內(nèi)至少有1.5m;如果滑裂面以下為微風(fēng)化砂巖，樁孔進(jìn)入砂巖的深度不得小于1m，并將孔底清理干凈;

?撐樁頂、底部高程及相對(duì)高度原則上應(yīng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)圖紙的要求，如遇下臥微風(fēng)化巖石，原則上應(yīng)使樁身嵌入風(fēng)化巖層以下的厚度不小于1.5m(具體由設(shè)計(jì)單位定)。

d.樁孔完成后，應(yīng)立即檢查成孔質(zhì)量，并填寫(xiě)施工記錄，經(jīng)有關(guān)人員簽字認(rèn)可后，方可澆筑混凝土。成孔的質(zhì)量必須符合下列要求:樁位容許偏差為50mm;樁孔垂直度容許偏差為1%;抗滑樁的底部直徑不得小于1.8m，撐樁的底部直徑不小于2m(尤其是主軸斷面附近)。

e.檢查成孔質(zhì)量合格后，應(yīng)盡快澆筑混凝土。每組構(gòu)架不得小于1組混凝土試塊，每組3件。

f.澆筑混凝土?xí)r應(yīng)遵守下列規(guī)定:

?在澆筑混凝土前，必須對(duì)孔深、孔徑、垂直度、孔底虛土和積水深度進(jìn)行復(fù)查，不合格時(shí)應(yīng)及時(shí)處理。應(yīng)先在底部填5～10cm厚與混凝土內(nèi)砂漿成分相同的水泥砂漿?？够瑯?、撐樁混凝土絕對(duì)不允許出現(xiàn)冷縫。在不得已的情況下，撐梁出現(xiàn)接縫時(shí)，接縫必須與斷面垂直，打毛洗凈;

?混凝土應(yīng)連續(xù)灌注，分層振實(shí)，分層的厚度按采用的振搗工具而定;

?混凝土坍落度根據(jù)土含水量的不同，可采用3～7cm;

?當(dāng)在0℃以下澆筑混凝土?xí)r，應(yīng)對(duì)混凝土采取加熱保溫措施，在樁頂混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的50%以前不得受凍;另外，混凝土澆筑溫度也不超過(guò)28℃;

?澆筑混凝土至樁頂時(shí)，應(yīng)適當(dāng)超過(guò)樁頂設(shè)計(jì)標(biāo)高，以保證在鑿除浮漿后，樁頂標(biāo)高和質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求;

?混凝土自高處傾落的自由高度不應(yīng)超過(guò)2m，當(dāng)澆筑高度超過(guò)3 m時(shí)，應(yīng)采用串筒、溜管或震動(dòng)溜管使混凝土下落，以免澆筑中混凝土發(fā)生離析現(xiàn)象。在井口要鋪設(shè)平臺(tái)，并注意平倉(cāng)，防止大石集中在一起。

g.如實(shí)際的地質(zhì)資料與設(shè)計(jì)資料不符，或在施工時(shí)對(duì)樁身質(zhì)量有疑問(wèn)時(shí)，可采用相應(yīng)的檢測(cè)手段進(jìn)行檢查，其數(shù)量由監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工及其他有關(guān)單位共同研究決定。

h.每根抗滑樁澆筑完成后，要在其頂部埋設(shè)位移(水平、垂直)觀測(cè)點(diǎn)，隨即觀測(cè)一次，以后在3天、7天、15天、28天分別觀測(cè)一次，準(zhǔn)確記錄。

2.6.5 混凝土排水溝的施工

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和壩坡的地形，放出縱橫排水溝的中心線(xiàn)，然后放出開(kāi)挖邊線(xiàn)，基槽兩頭分別定上中心控制樁和邊線(xiàn)控制樁，并測(cè)上高程，每隔10m布設(shè)邊線(xiàn)控制樁，并測(cè)上高程，作為開(kāi)挖高程的控制點(diǎn)。縱橫排水溝相交處，放線(xiàn)時(shí)一定要平順交接，不得陡接。只有在全部符合施工規(guī)范要求并經(jīng)工程師檢查驗(yàn)收合格后，方可澆筑排水溝混凝土。因排水溝施工工藝較簡(jiǎn)單、技術(shù)成熟，這里不詳述。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)該工程施工，筆者有以下建議:

a.傳統(tǒng)的水泥土鍵開(kāi)挖都是對(duì)撐法人工垂直開(kāi)挖，缺點(diǎn)是橫撐多，限制作業(yè)面，人工開(kāi)挖速度慢，不利于工程進(jìn)度;建議采用鋼板樁代替脹板和支撐，為開(kāi)挖提供有利的工作面，同時(shí)，開(kāi)挖采用人機(jī)結(jié)合的方式代替單一的人工開(kāi)挖方法，首先用0.3m3斗容的小型挖機(jī)粗挖，然后采用人工繼續(xù)修整，既可以提高施工速度，又能保證開(kāi)挖質(zhì)量。

b.由于排水溝的結(jié)構(gòu)小、厚度薄、表觀質(zhì)量和振搗質(zhì)量不好控制，因此建議采用整體式可滑動(dòng)鋼模板和3.5cm的小振搗泵，澆筑完畢后繼續(xù)滑向前面施工段，后面成型的部位立即以人工原漿收光抹平?！?/p>