南水北調(diào)中線漳古段高填方施工工藝

謝愛(ài)花

吉林省永吉縣口前鎮(zhèn)水電一局第三分局經(jīng)營(yíng)部

前言

本標(biāo)段樁號(hào)為165＋681～172＋751，起點(diǎn)自臨城縣李家韓，終點(diǎn)至臨城縣東瀆村，總長(zhǎng)7.07km，其中渠道長(zhǎng)6.736km，建筑物長(zhǎng)0.334km，包括大型交叉建筑物1座，左岸排水建筑物4座，渠渠交叉建筑物1座，節(jié)制閘、退水閘、排冰閘各1座。

高填方段位于166+581～168+881處。填方高為8m以上，最高達(dá)16.41m；半挖半填渠段長(zhǎng)度2.498km，占37%，均為土質(zhì)渠段。

1 渠道土方填筑施工技術(shù)

1.1 施工工序安排

首先利用本標(biāo)渠道內(nèi)的可利用土進(jìn)行半挖半填段渠堤填筑回填均采取先河床段后灘地段、先低部后高部分層填筑的施工順序。

具體各單元回填施工程序如下：

圖1

1.2 填筑現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

渠道填筑料包括土方筑堤料的填筑碾壓及泥粒混合料的填筑及碾壓，試驗(yàn)應(yīng)根據(jù)不同料源分別進(jìn)行試驗(yàn)。

1）碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地布置在取土場(chǎng)。粗粒土碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地為長(zhǎng)×寬=30×20m；細(xì)粒土碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地為20×15m。在試驗(yàn)前，需對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)進(jìn)行抄平，并碾壓密實(shí)。

2）設(shè)備選擇：對(duì)于本工程，計(jì)劃投入的碾壓設(shè)備型號(hào)和性能見(jiàn)下表：

表1

1.3 碾壓參數(shù)初選

根據(jù)選定的不同的碾壓設(shè)備、不同的碾壓類型、擬定碾壓參數(shù)，并對(duì)碾壓參數(shù)進(jìn)行組合，初選試驗(yàn)參數(shù)如下：

①碾壓設(shè)備：用YZ18JD型自行式振動(dòng)碾。

鋪料厚度：選取30cm、35cm、40cm。

鋪料方法：采用20t自卸汽車進(jìn)占法鋪料，TY220推土機(jī)平整。

碾壓遍數(shù)選?。?遍、8遍、10遍。

②碾壓設(shè)備：SR25M型自行式振動(dòng)碾

鋪料厚度：選取30cm、35cm、40cm。

鋪料方法：采用20t自卸汽車進(jìn)占法鋪料，TY220推土機(jī)平整。

碾壓遍數(shù)選?。?遍、8遍、10遍。

③碾壓試驗(yàn)步驟

用選定的碾壓機(jī)械進(jìn)行碾壓，機(jī)械走行速度控制在2Km/h～3Km/h。在前四遍中，各試驗(yàn)段每壓完一遍，進(jìn)行一次壓實(shí)度檢測(cè)，并作好記錄；在第五遍至第八遍時(shí)，每?jī)杀檫M(jìn)行一次測(cè)試，經(jīng)檢測(cè)后，如果測(cè)試值達(dá)到規(guī)范要求，則停止該層的碾壓試驗(yàn)。

按相同的方法填筑第二層，按同上頻次檢測(cè)作好試驗(yàn)記錄。根據(jù)前兩層測(cè)試資料，求得填料各項(xiàng)壓實(shí)指標(biāo)和含水量的關(guān)系，并結(jié)合填料壓實(shí)特性，確定壓實(shí)試驗(yàn)填料最佳含水量的范圍，作業(yè)施工控制含水量。施工時(shí)將派專人詳細(xì)記錄下填料種類、各填筑層厚度、最佳含水量、碾壓遍數(shù)等有關(guān)數(shù)據(jù)。

④取樣檢查： 每一種鋪料厚度，都進(jìn)行三種碾壓遍數(shù)的壓實(shí)度檢測(cè)，每一個(gè)碾壓遍數(shù)的試驗(yàn)數(shù)量不少于六個(gè)檢測(cè)點(diǎn)。

室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)取得土料的最大干密度及最優(yōu)含水量，現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)時(shí)土料的含水量應(yīng)接近于土料的最優(yōu)含水量?，F(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)時(shí)細(xì)粒土采用環(huán)刀法、粗粒土采用灌水法檢測(cè)土的濕密度、室內(nèi)進(jìn)行土的含水量檢測(cè)，根據(jù)土的濕密度與含水量算出土的干密度，公式為ρ干=ρ濕/（1+w），再根據(jù)土的干密度、含水量、最大干密度計(jì)算土的壓實(shí)度，公式α壓實(shí)度=ρ干密度/ρ最大干密度。通過(guò)壓實(shí)度和含水量及與其對(duì)應(yīng)的鋪料厚度、碾壓遍數(shù)的關(guān)系畫出干密度、含水量與鋪料厚度、碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線，從而獲得滿足設(shè)計(jì)要求壓實(shí)度的碾壓遍數(shù)、鋪料厚度。

2 填筑土料開采與運(yùn)輸

渠道所用的回填土料采用取土場(chǎng)土料及本標(biāo)段渠道內(nèi)可利用的土料，進(jìn)行回填時(shí)，由1.6m3反鏟裝20t自卸汽車運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)直接進(jìn)行回填。

3 施工工藝

3.1 堤基清理

在回填土方開始填筑之前，首先清除表土30cm，清理范圍為堤身設(shè)計(jì)基面邊線外50cm，堤基表層不合格土、雜物必須清除。堤基范圍內(nèi)的坑、溝、槽等按堤身要求進(jìn)行回填處理。堤身清理后及時(shí)報(bào)驗(yàn)，監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后，抓緊施工。不能及時(shí)施工的做好基面保護(hù)工作，復(fù)工前進(jìn)行檢查。堤基清除的棄土、廢渣等，運(yùn)至監(jiān)理工程師指定的堆放場(chǎng)地。堤基清理并經(jīng)碾壓抽檢合格后方可分層鋪筑筑堤。

3.2 填筑標(biāo)準(zhǔn)

所有渠道堤身及防洪堤壓實(shí)度不小于0.98；黏性土壓實(shí)度不小于0.92，砂性土相對(duì)密度不小于0.67；礫質(zhì)土堤基相對(duì)密度不小于0.7，渠底、渠坡的建基面土方填筑必須干場(chǎng)作業(yè)。

3.3 土料要求

粘粒含量10%～30%，塑性指數(shù)7～20，且不得含植物根莖、瓦礫垃圾等雜物；有機(jī)質(zhì)含量不大于5%；水溶鹽量不大于3%；滲透系數(shù)不大于1×10-4cm/s，有較好的塑性和滲透穩(wěn)定性。填筑含水量控制在最優(yōu)含水量附近，其上、下限偏離最優(yōu)含水量不超過(guò)-3%～+3%。

3.4 土料填筑方法

土方填筑前，先由測(cè)量放出邊線和填高，做明顯標(biāo)識(shí)。填筑的土料根據(jù)各部位要求選用合格土料進(jìn)行填筑，土料采用 PC220型反鏟裝20t自卸車運(yùn)至填筑作業(yè)面，倒退法卸料，鋪料厚度控制在30cm～40cm。按水平層次由低到高開始填筑，不得順坡填筑；渠堤基底縱向與橫向斷面上的地面坡度陡于1:5時(shí)，將地面坡度削至緩于1:5。左岸排水溝回填時(shí)，每層土與堤肩兩岸的溝坡連接要開挖成臺(tái)階，然后碾壓。

堤身填筑時(shí)，在設(shè)計(jì)邊線外側(cè)各超填20cm～30cm余量，填筑到設(shè)計(jì)高程后，進(jìn)行削坡，而后采用履帶吊牽引10t斜坡碾進(jìn)行由下至上的碾壓，碾壓的遍數(shù)通過(guò)碾壓試驗(yàn)確定。

填筑施工時(shí)采取分段施工，每個(gè)作業(yè)面長(zhǎng)度控制在200m左右，每層接縫處做成斜坡型，上下層分段位置錯(cuò)開，錯(cuò)縫間距不小于1m。每層碾壓結(jié)束后，進(jìn)行壓實(shí)度、干密度抽檢試驗(yàn)，不合格的進(jìn)行補(bǔ)夯。

碾壓采用18t振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，碾壓遍數(shù)通過(guò)試驗(yàn)確定。碾時(shí)采用進(jìn)退錯(cuò)距法，碾跡搭壓寬度0.5m～1.0m。行駛速度不超過(guò)2km/h。震動(dòng)碾分片、分段碾壓時(shí)，相臨作業(yè)面應(yīng)搭接碾壓，搭接寬度：平行于堤軸線方向不小于0.5m，垂直堤軸線方向不小于3.0m。機(jī)械碾壓不到的部位，輔以人工夯實(shí)，夯實(shí)采用連環(huán)套打法，雙向套打，夯壓夯1/3，行壓行1/3，分片夯實(shí)時(shí)，夯跡搭壓寬度應(yīng)不小于1/3夯徑。對(duì)于邊角部位采用2.8kw的蛙式打夯機(jī)夯實(shí)或人工夯實(shí)。

在新層鋪料前，應(yīng)對(duì)壓光面作刨毛處理，刨毛深度3cm～5cm，如因擱置較久或經(jīng)雨淋干濕交替使表面產(chǎn)生疏松時(shí)，復(fù)工前需進(jìn)行復(fù)壓并刨毛處理。對(duì)于占?jí)旱躺頂嗝嫔系纳系膛R時(shí)坡道作補(bǔ)缺口處理，將板結(jié)老土刨松，與新鋪土料統(tǒng)一按填筑要求分層壓實(shí)。凡已壓實(shí)表面出現(xiàn)光面時(shí)，鋪土前應(yīng)濕潤(rùn)鑿毛。若出現(xiàn)局部彈簧土、層間光面、剪切破壞，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行處理。

3.5 與交叉建筑相連接時(shí)的回填施工

建筑物周圍的填土在混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的70%后且齡期超過(guò)7d后再進(jìn)行。填筑前清除建筑物表面的粉塵、乳皮及油污等，對(duì)表面外露鐵件進(jìn)行割除，并對(duì)鐵件殘余露頭用水泥砂漿覆蓋保護(hù)。填筑時(shí)，須將建筑物表面濕潤(rùn)，并邊涂刷濃泥漿、邊鋪筑、邊壓實(shí)，涂漿高度與鋪土厚度一致，涂層厚度為3mm～5mm,并與下層涂層銜接；嚴(yán)禁泥漿干涸后再鋪筑壓實(shí)。制備泥漿應(yīng)采用塑性指數(shù)IP大于17的黏土，泥漿的濃度為1:2.5～1:3.0（土水重量比）。緊靠建筑物邊線兩側(cè)的填土，回填時(shí)保持均勻上升；貼邊填筑每層鋪土厚度15cm～20cm，采用2.8kw的蛙式打夯機(jī)夯實(shí)或人工夯實(shí)，保證壓實(shí)度達(dá)到0.98。

3.6 黏性土換填施工

換填施工前分別進(jìn)行水平地基和斜坡堤基的現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，取得試驗(yàn)結(jié)果后選定施工參數(shù)，報(bào)監(jiān)理工程師審批，然后進(jìn)行正式換填施工。換填施工由低到高分層攤鋪碾壓上升，每層鋪土厚度控制在30cm以內(nèi)。為增加邊坡?lián)Q填的穩(wěn)定性，斜層攤鋪碾壓自渠道中心向渠坡傾斜，坡度2%～3%，并對(duì)渠坡基土逐層開蹬鋪土碾壓，壓實(shí)度不小于0.98。換填施工分段進(jìn)行，分段長(zhǎng)度為200米左右。換填施工在雨季前完成，經(jīng)歷一個(gè)雨季的沉降期后方可進(jìn)行后續(xù)的混凝土襯砌施工。

3.7 沉降期控制

填高3.0m以下的渠段，填筑與襯砌時(shí)間間隔根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況確定，填高3.0m以上的渠段，填筑與襯砌時(shí)間間隔不少于6個(gè)月，并在襯砌前復(fù)驗(yàn)堤頂高程。

3.8 與上下標(biāo)段連接段施工措施

與上下標(biāo)連接段土方填筑施工時(shí)，由監(jiān)理工程師組織，我標(biāo)與上下相鄰標(biāo)段的測(cè)量人員對(duì)連接段填筑范圍進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量。若本標(biāo)段先施工，按土方回填分段施工要求，連接處預(yù)留1:3的坡，搭接寬度不小于2m。若本標(biāo)段后施工，則按連接段填筑碾壓要求進(jìn)行施工，保證連接段平順連接。

3.9 高填方段施工保證措施

渠道1 6 5+6 8 1～1 6 6+6 7 9段及167+831～168+869段高填方段土方回填施工，我標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專門的質(zhì)量、試驗(yàn)、技術(shù)管理人員，對(duì)此段的回填施工進(jìn)行死看死守。嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求及碾壓試驗(yàn)確定的試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行施工，嚴(yán)格控制鋪料的厚度，碾壓時(shí)不允許出現(xiàn)少碾、漏碾現(xiàn)象。定期對(duì)參與高填方段回填施工的人員進(jìn)行施工質(zhì)量教育。建立獎(jiǎng)罰制度，對(duì)不按技術(shù)要求施工的人員進(jìn)行處罰；對(duì)認(rèn)真負(fù)責(zé)，嚴(yán)格按照要求施工的人員給予獎(jiǎng)勵(lì)。

3.10 雨天和低溫時(shí)的施工

1）下雨前采取措施，防止雨水下滲，及時(shí)壓實(shí)作業(yè)面，并做成中央凸起向兩側(cè)微傾。當(dāng)降雨小時(shí)，停止黏性土的填筑。黏性土填筑面在下雨時(shí)不得人行踐踏，禁止車輛通行。雨后恢復(fù)施工，填筑面要經(jīng)晾曬、復(fù)壓、刨毛處理，必要時(shí)對(duì)表層再次進(jìn)行處理，并待填筑面含水量調(diào)整至合格范圍后再?gòu)?fù)工。

2）雨季停工前，土體表面鋪設(shè)保護(hù)層，復(fù)工前予以清除。

3）冬季土堤施工采取保溫措施，如保溫材料覆蓋，在天氣達(dá)到負(fù)溫條件時(shí)停止筑堤施工。

3.11 碾壓作業(yè)施工技術(shù)要求

1）施工前先作碾壓試驗(yàn)，驗(yàn)證碾壓質(zhì)量能否達(dá)到設(shè)計(jì)干密度值。

2）分段填筑，各段均設(shè)立標(biāo)志，以防漏壓、欠壓和過(guò)壓。上下層的分段接縫位置錯(cuò)開。

3）碾壓施工符合以下規(guī)定：

①碾壓機(jī)械行走以及鋪料方向平行于堤軸線，土體的壓實(shí)度必須達(dá)到0.98。

②分段、分片碾壓，相鄰作業(yè)面的搭接碾壓寬度，平行堤軸線方向不小于0.5m，垂直堤軸線方向不小于3m。

③碾壓時(shí)控制車速，以不超過(guò)下列規(guī)定值，平碾為2km/h，振碾2km/h。

④碾壓不到位的部位，輔以蛙夯夯實(shí)。

⑤砂礫料壓實(shí)，灑水量為填筑方量的20%～40%；壓實(shí)相對(duì)密度不低于0.75。

[1]土工試驗(yàn)規(guī)程SL237-1999