南水北調(diào)中線(xiàn)渠堤外坡戧臺(tái)施工技術(shù)探討

□蔣建偉（南水北調(diào)中線(xiàn)干線(xiàn)工程建設(shè)管理局）

1 工程概況簡(jiǎn)介

南水北調(diào)中線(xiàn)工程淅川段施工6標(biāo)位于河南省鄧州市境內(nèi)，標(biāo)段樁號(hào)為T(mén)S37+319—44+700，總長(zhǎng)7.38 km。其中樁號(hào)37+319—40+800為填方渠段，長(zhǎng)3.48 km，最大填高約為12 m。該渠段為湍河左岸二級(jí)階地，地形平坦開(kāi)闊，下部砂性土層含水較豐、具中等透水性。渠堤填筑采用“金包銀”的填筑方式，即里層采用取自冀寨新村土料場(chǎng)的弱膨脹土填筑，外包水泥摻量為5%的水泥改性土保護(hù)層，厚度為1 m。

按照設(shè)計(jì)文件要求，填方段渠堤外坡增加戧臺(tái)工程施工。對(duì)于渠堤填筑高度＞6 m的戧臺(tái)高度與外坡馬道高程相同；對(duì)于渠堤填筑高度＜6 m的戧臺(tái)高度順地勢(shì)而下，但最低不得低于2 m。戧臺(tái)采用非膨脹土（水泥改性土削坡余料、礫質(zhì)土等）填筑，坡比與渠道外坡坡比一致，填筑壓實(shí)度≥0.96；起始樁號(hào)向上游和終止樁號(hào)向下游的坡比為1：3。戧臺(tái)與原渠堤外結(jié)構(gòu)線(xiàn)（水泥改性土填筑層）之間設(shè)置排水反濾體，采用砂礫料填筑，壓實(shí)后相對(duì)密度≥0.70；底部填筑砂礫石反濾料，壓實(shí)后相對(duì)密度 ≥0.70；坡腳處設(shè)置干砌塊石排水棱體，排水棱體頂面設(shè)置30 cm厚M7.50漿砌石封頂，在漿砌石底部和排水棱體內(nèi)側(cè)各邊敷設(shè)300 g/m2土工布。

2 戧臺(tái)工程施工作業(yè)內(nèi)容及工藝流程

戧臺(tái)工程施工主要包括三部分，即戧臺(tái)填筑施工、坡腳排水棱體砌石施工和坡面混凝土拱形骨架施工。主要施工工序?yàn)椋菏┕?zhǔn)備—測(cè)量放樣—基礎(chǔ)處理—戧臺(tái)填筑—排水棱體施工—坡面混凝土拱形骨架施工。

其中戧臺(tái)填筑施工包括：反濾料和土料分層攤鋪—推土機(jī)平整—機(jī)械碾壓—取樣檢測(cè)—削坡；排水棱體施工包括：反濾料攤鋪—排水管安裝—土工布敷設(shè)—干砌石砌筑—漿砌石砌筑。戧臺(tái)填筑和排水棱體施工斷面圖如圖1所示。

圖1 戧臺(tái)填筑和排水棱體施工斷面圖

3 主要施工工序的控制

3.1 施工準(zhǔn)備

首先做好人員、材料、機(jī)械設(shè)備配置工作，然后按需做好技術(shù)交底，且相關(guān)技術(shù)人員熟悉圖紙和規(guī)范規(guī)程等。

3.2 施工測(cè)量

采用拓普康全站儀和中海達(dá)GPS進(jìn)行測(cè)量放樣，嚴(yán)格控制施工邊線(xiàn)和輪廓尺寸；采用拓普康水準(zhǔn)儀控制基礎(chǔ)開(kāi)挖深度和建基面高程以及分層填筑厚度等。

3.3 基礎(chǔ)處理

依據(jù)設(shè)計(jì)通知文件和施工圖紙，測(cè)量人員測(cè)量放線(xiàn)后，人工配合機(jī)械將表土挖除，用自卸汽車(chē)運(yùn)至冀寨新村土料場(chǎng)堆存。建基面開(kāi)挖要超寬50 cm，開(kāi)挖至設(shè)計(jì)高程后整理、碾壓。按照相關(guān)施工規(guī)范，做好戧臺(tái)施工部位的基礎(chǔ)處理、檢驗(yàn)等工作。主要檢查回填處的平面尺寸、標(biāo)高和工作面平整度、基底壓實(shí)度等有關(guān)內(nèi)容是否合格；自檢合格后，報(bào)請(qǐng)監(jiān)理部檢查驗(yàn)收，合格后方可進(jìn)行下一道工序施工。

3.4 戧臺(tái)填筑施工

3.4.1 填筑料拌制和運(yùn)輸

戧臺(tái)填筑施工優(yōu)先利用渠道邊坡水泥改性土超填后的削坡余料，削坡余料包括填方渠段削坡余料和挖方渠段削坡余料兩部分。戧臺(tái)基礎(chǔ)建基面開(kāi)挖報(bào)驗(yàn)前，填方渠段需要先對(duì)渠坡進(jìn)行削坡，用挖掘機(jī)挖裝、自卸汽車(chē)將削坡余料運(yùn)至指定地點(diǎn)堆存，每次的運(yùn)距簽認(rèn)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師等依據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行確認(rèn)；建基面報(bào)驗(yàn)合格后，用自卸汽車(chē)將堆存的削坡余料返運(yùn)至施工作業(yè)面進(jìn)行填筑施工。挖方渠段渠坡也需先進(jìn)行削坡，用自卸汽車(chē)將削坡余料裝運(yùn)至報(bào)驗(yàn)合格的施工作業(yè)面進(jìn)行填筑，每次的運(yùn)距簽認(rèn)由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師等依據(jù)實(shí)際情況及時(shí)進(jìn)行確認(rèn)。水泥改性土削坡余料使用前，在堆存處需加水拌制、進(jìn)行含水量調(diào)整，從而使土料含水率滿(mǎn)足填筑施工要求。

因戧臺(tái)土方填筑工程量較大，現(xiàn)有的渠道水泥改性土削坡余料不能滿(mǎn)足施工需要，且標(biāo)段內(nèi)無(wú)普通土或礫質(zhì)土可利用；因此，經(jīng)項(xiàng)目部研究決定并通過(guò)監(jiān)理部批準(zhǔn)同意后，采用如下解決辦法：采用滿(mǎn)足質(zhì)量要求的湍河砂場(chǎng)的河砂和內(nèi)鄉(xiāng)靈山石料廠的碎石作為改性材料，輔以在冀寨新村土料場(chǎng)開(kāi)采的弱膨脹土，根據(jù)工地實(shí)驗(yàn)室確定的摻配比例和攤鋪厚度，采用已比較成熟的“路拌法”進(jìn)行施工。施工工藝流程包括：土料開(kāi)采運(yùn)輸—攤鋪—粗砂和碎石運(yùn)輸—攤鋪—翻犁—灑水—再此翻犁—找平—碾壓成型—取樣檢測(cè)—合格后進(jìn)行下—道工序施工。

3.4.2 填筑料攤鋪

土料和反濾體填筑前首先進(jìn)行基面清理和驗(yàn)收，檢查基面的坡度等；然后在填筑面測(cè)量放線(xiàn)、灑白灰標(biāo)識(shí)及豎立標(biāo)桿。填筑料攤鋪時(shí)采用“進(jìn)占法”分層攤鋪，攤鋪厚度按試驗(yàn)確定并經(jīng)監(jiān)理工程師確認(rèn)的參數(shù)進(jìn)行控制。按照施工圖紙，首先進(jìn)行戧臺(tái)底部30cm厚的反濾層砂礫料攤鋪和碾壓施工，然后再進(jìn)行上部反濾料和土料的同層填筑施工。反濾料和土料同層填筑的攤鋪方法為：先進(jìn)行砂礫料的攤鋪，攤鋪厚度約為27～30 cm，攤鋪寬度依據(jù)施工圖紙和相應(yīng)渠段渠道坡比確定；然后攤鋪同層的水泥改性土削坡余料，攤鋪厚度約為30 cm，攤鋪寬度控制方法同砂礫料。為保證碾壓機(jī)械的工作面、確保邊角壓實(shí)度，攤鋪時(shí)需按照渠道邊坡水泥改性土填筑的施工方法在水平方向超填30 cm，超填部分在外坡做混凝土拱形骨架前削坡修整至設(shè)計(jì)要求的邊坡輪廓。

水泥改性土削坡余料經(jīng)再次拌制、運(yùn)卸至施工作業(yè)面后，及時(shí)用推土機(jī)進(jìn)行攤鋪和平整。攤鋪時(shí)測(cè)量技術(shù)人員嚴(yán)格控制，以確保攤鋪寬度、厚度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3.4.3 填筑料碾壓

填筑料采用22 t凸塊振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，碾壓速度控制在2～4 km/h范圍內(nèi)，碾壓時(shí)沿軸線(xiàn)方向進(jìn)退，由中心向兩邊錯(cuò)齒套碾，以確保填筑的壓實(shí)度滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。分段施工時(shí)，各段之間需設(shè)立標(biāo)志，縱向搭接寬度≥0.50 m，橫向搭接長(zhǎng)度≥1.50 m。

碾壓時(shí)應(yīng)注意控制填筑料的碾壓參數(shù)和結(jié)合部位的碾壓效果，應(yīng)防止漏壓、欠壓和過(guò)壓，同時(shí)上下層分段位置應(yīng)錯(cuò)開(kāi)。若壓實(shí)土體中出現(xiàn)漏壓虛土層、彈簧土、剪力破壞和光面等不良現(xiàn)象，需根據(jù)具體情況處理后并上報(bào)監(jiān)理工程師驗(yàn)收合格后方可繼續(xù)施工。每層填筑料碾壓完畢、實(shí)驗(yàn)室取樣檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行下一層填筑作業(yè)。

3.4.4 取樣檢測(cè)

為了保證填筑料新老填筑結(jié)合面的填筑質(zhì)量，可通過(guò)控制拌和料的含水量和粒徑、適當(dāng)增加碾壓遍數(shù)、施工完成后及時(shí)覆蓋養(yǎng)生等措施加以控制。

在每一層填筑料鋪筑碾壓完成后，即可進(jìn)行取樣檢測(cè)。取樣時(shí)嚴(yán)格按規(guī)范和試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的取樣程序、頻率和數(shù)量進(jìn)行，同時(shí)應(yīng)重點(diǎn)抽查接縫、結(jié)合面以及邊坡邊線(xiàn)等薄弱部位，發(fā)現(xiàn)不合格時(shí)及時(shí)通知補(bǔ)壓或返工，只有在取樣檢測(cè)合格并上報(bào)監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后方可又進(jìn)行下一層的施工。同時(shí)在施工中要及時(shí)抽查填筑料的含水率、鋪筑厚度等指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)偏差及時(shí)修正。

3.4.5 削坡

為保證設(shè)計(jì)斷面內(nèi)的壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每層填筑料鋪筑時(shí)均留有富余寬度，在填筑完成后，人工配合挖掘機(jī)進(jìn)行削坡。在每次削坡前均需由測(cè)量人員先測(cè)放削坡線(xiàn)、插上標(biāo)志，每50 cm左右挖一條標(biāo)準(zhǔn)坡面線(xiàn)。削坡時(shí)由上而下順坡進(jìn)行，以確保坡度等指標(biāo)符合設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。削坡土料攏集于坡下后，裝運(yùn)至指定地點(diǎn)堆存。

3.5 排水棱體和其它排水設(shè)施施工

3.5.1 排水棱體施工

待戧臺(tái)填筑施工完成、且外坡削坡完成后，在戧臺(tái)坡角處開(kāi)挖排水棱體所占位置的填筑料，并由人工配合整修。待底部反濾料再次整平夯實(shí)后，在其內(nèi)部埋設(shè)直徑為9 cm的PVC排水管，排水管沿渠道軸線(xiàn)方向間距為6 m，伸入沙礫石內(nèi)長(zhǎng)度為50 cm；其中伸入沙礫石部分為花管，花管外包150 g/m2土工布，外側(cè)管口設(shè)置帶細(xì)孔的PVC管蓋；然后在砂礫料上鋪設(shè)一層300 g/m2的土工布，接著進(jìn)行干砌石砌筑，砌筑高度為70 cm；最后在干砌石頂面設(shè)30cm厚M7.50漿砌石封頂。干砌石和漿砌石施工方法和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與橋梁或水工建筑物砌石工程標(biāo)準(zhǔn)一致。

在干砌石鋪砌時(shí)應(yīng)輕緩放置，避免其棱角損傷土工布，如有損傷需及時(shí)修補(bǔ)或更換。

3.5.2 其它排水設(shè)施施工

排水棱體外側(cè)沿主渠道方向布設(shè)一道“梯形”混凝土縱向排水溝，縱向排水溝與渠道永久截流溝通過(guò)橫向“矩形”混凝土排水溝相連，橫向排水間距為50 m?；炷僚潘疁鲜┕し椒ㄍ髑烙谰媒亓鳒鲜┕?。

3.6 坡面混凝土拱形骨架施工

首先對(duì)戧臺(tái)外坡超填部分進(jìn)行削坡，然后進(jìn)行混凝土拱形骨架護(hù)坡施工；其施工方法同渠坡混凝土拱形骨架護(hù)坡施工。

4 結(jié)語(yǔ)

戧臺(tái)填筑工程是南水北調(diào)中線(xiàn)工程淅川段填方渠段外坡補(bǔ)充增加的施工作業(yè)內(nèi)容，雖然作為渠道工程的一種輔助工程，其工程結(jié)構(gòu)和施工工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，但是經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)精心組織和嚴(yán)格質(zhì)量控制，通過(guò)在工程中的實(shí)踐運(yùn)行證明，其防滑抗裂和防滲漏效果相當(dāng)顯著。所以，在今后一定時(shí)期內(nèi)，戧臺(tái)工程在堤防工程中極具推廣和應(yīng)用的意義。