汾河三壩庫(kù)區(qū)堤防改建工程土方填筑施工工藝及質(zhì)量控制

呂建文

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概況

汾河三壩灌區(qū)位于山西省平遙縣和文水縣之間，三壩庫(kù)區(qū)清淤擴(kuò)容固堤工程（簡(jiǎn)稱(chēng)堤防改建工程）位于三壩庫(kù)區(qū)樞紐建筑物至上游7km段，左右堤防沿線經(jīng)過(guò)南良村、蔣家堡村和許家鎮(zhèn)村等8個(gè)村莊。主要施工內(nèi)容為原有堤防加寬和加高，達(dá)到設(shè)計(jì)頂高程后頂寬達(dá)到10m；靠近主河槽段采用打木樁、鉛絲石籠和干砌石重點(diǎn)防護(hù)。其中施工段樁號(hào)：左堤樁號(hào)為0+000～6+800，長(zhǎng)度為6.8km；右堤樁號(hào)為0+000～6+478，長(zhǎng)度為6.478km，總填筑長(zhǎng)度為13.3km，堤防填筑設(shè)計(jì)迎水坡坡比為1：3，背水坡坡比為1：2.5，土方填筑總量為66 萬(wàn)m3。

回填土料采用庫(kù)區(qū)內(nèi)主河槽兩岸河灘土為原材料，河灘土料在不同地段的土質(zhì)不同，根據(jù)不同地段的土質(zhì)作了相應(yīng)的土料擊實(shí)試驗(yàn)，得出相應(yīng)的最大干密度和最優(yōu)含水量，設(shè)計(jì)壓實(shí)度為97%。

2 堤防填筑施工工藝

2.1 回填碾壓試驗(yàn)

項(xiàng)目部從2011年5月09日至2011年5月24日，歷時(shí)15天，完成了河灘土料的碾壓試驗(yàn)，為施工生產(chǎn)得出了相應(yīng)的施工參數(shù)。

2.1.1 試驗(yàn)場(chǎng)地布置

試驗(yàn)場(chǎng)地布置在左、右堤河灘土土質(zhì)不同地段，每塊面積均為200m×15m，分四個(gè)單元，即每個(gè)單元的有效面積為50m×15m。

2.1.2 碾壓試驗(yàn)參數(shù)組合

碾壓試驗(yàn)采用逐漸收斂法進(jìn)行試驗(yàn)，若試驗(yàn)結(jié)果滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，即可定為施工碾壓參數(shù)。根據(jù)土料擊實(shí)試驗(yàn)報(bào)告，左、右堤樁號(hào)0+000～1+000的料場(chǎng)土料最大干密度為1.65t/m3，最優(yōu)含水量18.0%；左、右堤樁號(hào)1+000～4+000的料場(chǎng)土料最大干密度為1.63t/m3，最優(yōu)含水量19.9%；左、右堤樁號(hào)4+000～6+800的料場(chǎng)土料最大干密度為1.57t/m3，最優(yōu)含水量15.8%。

由設(shè)計(jì)壓實(shí)度為0.97可算得，左、右堤樁號(hào)0+000～1+000堤防填筑碾壓控制干密度為1.60t/m3；左、右堤樁號(hào)1+000～4+000干密度為1.58 t/m3；左、右堤樁號(hào)4+000～6+800干密度為1.52t/m3。受現(xiàn)場(chǎng)條件限制，土料場(chǎng)含水量調(diào)配困難，目前河灘內(nèi)土料天然含水量略高于最優(yōu)含水量，根據(jù)以往施工經(jīng)驗(yàn)，在該含水量的條件下，可以達(dá)到設(shè)計(jì)的壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)，故按土料的天然含水量進(jìn)行試驗(yàn)。

碾壓試驗(yàn)壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)的合格率高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3%左右。具體試驗(yàn)參數(shù)組合見(jiàn)表1。

表1 碾壓試驗(yàn)參數(shù)

2.1.3 試驗(yàn)結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)建議施工參數(shù)為：左、右堤樁號(hào)0+000～1+000段含水量在16%～21%之間、鋪土厚度為40cm、20t凸塊振動(dòng)碾碾壓6遍；左、右堤樁號(hào)1+000～4+000段含水量在18%～23%之間、鋪土厚度為40cm、20t凸塊振動(dòng)碾碾壓6遍；左、右堤樁號(hào)4+000～6+800段含水量在14%～19%之間、鋪土厚度為40cm、20t凸塊振動(dòng)碾碾壓6遍。

2.2 堤基、堤坡和堤頂清理

施工前先進(jìn)行測(cè)量放線工作，對(duì)堤基清理的寬度可進(jìn)行每隔50m插一面彩旗定樁，由于河灘內(nèi)草本植物太多不適宜灑放白灰線作為邊線。堤基清理包括舊堤內(nèi)坡清理、舊堤頂清理及內(nèi)坡培厚范圍堤基清理，清理邊線比設(shè)計(jì)基面邊線寬出80cm，清理厚度為30cm。堤基清理主要采用240反鏟挖機(jī)進(jìn)行，清理完的廢棄料采用15t自卸汽車(chē)運(yùn)至業(yè)主指定場(chǎng)地處理。

2.3 土料開(kāi)采

根據(jù)施工合同技術(shù)條款要求，本工程中回填土料擬利用汾河主河槽兩岸多年自然淤積而形成的河灘土料，經(jīng)過(guò)實(shí)地勘測(cè)，河灘土料完全可滿(mǎn)足堤防填筑用量需求，并且符合原材料就地取材的原則。本工程中采用河灘土作為填筑土料有兩大優(yōu)點(diǎn)，一方面可以大大降低項(xiàng)目總投資，另一方面可以拓寬河道，加大河道行洪標(biāo)準(zhǔn)。

由于河灘內(nèi)有效取土土料的高程高于主河槽正常蓄水水位30～100cm，可見(jiàn)土料的含水量偏高，又適逢是在雨季施工，若遇到了下雨天，河灘內(nèi)3～5天三輪車(chē)都很難進(jìn)入，這樣大大的影響工期，且造成人員窩工、機(jī)械設(shè)備的閑置，嚴(yán)重地給項(xiàng)目部帶來(lái)施工成本的增加。所以我們?cè)陂_(kāi)挖之前先進(jìn)行了料場(chǎng)的整體規(guī)劃，為了克服上述的不利因素，料場(chǎng)內(nèi)通車(chē)道路全部修成“田字型”網(wǎng)格狀的循環(huán)道路，河灘通車(chē)路面高出河灘地60cm，這樣就很好地避免了下雨天帶來(lái)的施工不利因素。

在河灘土料開(kāi)采前，先進(jìn)行清除取土區(qū)表層腐殖土、垃圾等不合格土。開(kāi)挖過(guò)程中隨時(shí)要密切注意其含水量，適時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)配，若遇到含水量太大的地段先進(jìn)行緩?fù)?，含水量不合格的土料絕對(duì)不允許裝車(chē)運(yùn)輸。如因自然降雨而導(dǎo)致土料的含水量增加而遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出最優(yōu)含水量時(shí)，應(yīng)及時(shí)對(duì)土料進(jìn)行翻曬，待其含水量達(dá)到或接近最優(yōu)含水量后即可開(kāi)采。若需加大含水量可在作業(yè)面灑水，在攤鋪后用灑水車(chē)灑水。

2.4 土料運(yùn)輸

工程開(kāi)工后，由于庫(kù)區(qū)水位較高，灘地土料含水量較大，按照合同條件利用15t自卸汽車(chē)運(yùn)輸土方根本無(wú)法實(shí)施。合同約定工期為三個(gè)月，由于工期緊、任務(wù)重，為了加快施工進(jìn)度，經(jīng)過(guò)反復(fù)修路、試驗(yàn)，最后決定改用三輪車(chē)運(yùn)輸土方。三輪車(chē)運(yùn)輸土方的優(yōu)點(diǎn)：在填筑面較小的情況下周轉(zhuǎn)比較靈活，車(chē)自重輕不易陷車(chē)；缺點(diǎn)：運(yùn)輸機(jī)械效率底，會(huì)引起成本增加。本工程采用三輪車(chē)運(yùn)輸土方的優(yōu)勢(shì)在于運(yùn)輸距離短，可以采用。

2.5 土料攤鋪、平整、碾壓和削坡

按不同載重量的土料運(yùn)輸車(chē)輛和虛鋪厚度40cm的土料所占用的面積，確定好相鄰兩車(chē)縱向和橫向之間的車(chē)距，這樣有助于提高推土機(jī)平料的效率，同時(shí)可以加快施工總進(jìn)度。當(dāng)土料運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，采用160推土機(jī)進(jìn)行推料、平整，測(cè)量人員及時(shí)控制每層的填筑高程，確保填筑高度均衡上升。根據(jù)回填層面的寬度，確定采用分條帶還是全倉(cāng)面鋪筑的方法進(jìn)行施工。最后采用20t凸塊振動(dòng)碾壓實(shí)，振動(dòng)碾順回填長(zhǎng)度方向進(jìn)退錯(cuò)距式碾壓，碾壓6遍，達(dá)到碾壓遍數(shù)后，及時(shí)進(jìn)行壓實(shí)度試驗(yàn)來(lái)檢測(cè)，經(jīng)檢測(cè)有達(dá)不到設(shè)計(jì)壓實(shí)度97%的部位，應(yīng)有針對(duì)性地進(jìn)行重復(fù)碾壓，直至檢測(cè)達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度97%為止。

待堤防填筑完成一定高度和若干單元長(zhǎng)度后，及時(shí)采用240挖機(jī)進(jìn)行削坡。在削坡之前，應(yīng)首先根據(jù)設(shè)計(jì)邊坡進(jìn)行測(cè)量放線，在起坡點(diǎn)和坡頂分別灑白灰線，并派有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員利用定做的坡度尺和水平尺配合跟蹤檢測(cè)坡比是否符合設(shè)計(jì)坡比，以保證在削坡過(guò)程中不產(chǎn)生超欠挖，始終滿(mǎn)足施工圖紙要求的坡度和平整度。

3 質(zhì)量控制要點(diǎn)

1）土方回填前，對(duì)已清理的堤基填筑面經(jīng)監(jiān)理工程師檢查驗(yàn)收合格簽證后方可進(jìn)行回填施工。

2）土方回填碾壓過(guò)程中，安排專(zhuān)職質(zhì)檢、試驗(yàn)人員進(jìn)行值班，及時(shí)對(duì)每一層回填料的壓實(shí)度進(jìn)行測(cè)點(diǎn)檢測(cè)，其壓實(shí)度不小于97%，在下一層的壓實(shí)度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，決不允許進(jìn)行上一層的回填。

3）施工過(guò)程中，當(dāng)土料含水量的大小發(fā)生改變或出現(xiàn)氣溫變化等情況時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整含水量，確保施工時(shí)土料處于最優(yōu)含水量。

4）采用240挖機(jī)削坡，對(duì)挖機(jī)司機(jī)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)有極高的要求，既不能超挖，又不能欠挖，保證成型的坡面符合設(shè)計(jì)坡比和平整度要求。

4 結(jié)束語(yǔ)

汾河三壩內(nèi)坡培厚土方填筑施工過(guò)程中，為了更好的保證新老堤防結(jié)合良好，及時(shí)對(duì)舊堤防進(jìn)行開(kāi)馬蹬，施工的關(guān)鍵是人員和設(shè)備的合理配置，以及上堤土料的嚴(yán)格控制和及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)工作。