反包式土工格柵加筋土邊坡施工技術(shù)

鄒 英，陳 忠，王繼華，朱賓勤

(1. 昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650031；2.中國能源建設(shè)集團云南省電力設(shè)計院有限公司，云南 昆明 650011)

反包式土工格柵加筋土邊坡施工技術(shù)

鄒 英1，陳 忠1，王繼華2，朱賓勤2

(1. 昆明理工大學(xué)，云南 昆明 650031；2.中國能源建設(shè)集團云南省電力設(shè)計院有限公司，云南 昆明 650011)

根據(jù)近幾年來在變電工程中運用土工格柵加筋技術(shù)的設(shè)計和施工經(jīng)驗，研究反包式土工格柵加筋土邊坡施工材料準(zhǔn)備、工藝流程、技術(shù)要點以及施工質(zhì)量控制，并通過了實踐應(yīng)用檢驗，為類似工程建設(shè)提供科學(xué)、可靠的參考。

變電站；土工格柵；邊坡。

近年來，隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，社會各行業(yè)均在搶占土地資源，能夠用于建設(shè)變電站的土地十分稀少，資源趨于匱乏。目前電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃大多沒有納入土地利用總體規(guī)劃，加之要避讓基本農(nóng)田，站址一般選在山丘坡地，場平時一般變電站的站區(qū)填挖方高差多超過5 m，有的甚至達(dá)到15 m 以上。以往采用擋土墻、抗滑樁與護坡等常規(guī)巖土工程措施進行治理，重力式擋土墻受限于砌筑高度、砌筑材料和地基承載力等，而護壁式擋土墻與抗滑樁卻造價較高，放坡又占地面積大且對回填土的支擋作用有限。土工格柵作為一種新型加筋材料，適用于填土區(qū)加筋土，已大量應(yīng)用于其它行業(yè)巖土工程領(lǐng)域，尤其是公路鐵路行業(yè)。近年來在變電工程建設(shè)中引入反包式單向土工格柵加筋土邊坡結(jié)構(gòu)型式，也取得了較好的經(jīng)濟、安全、質(zhì)量效果。

1 施工材料準(zhǔn)備

1.1 選定土工格柵

土工格柵及輔件采用高密度聚乙烯(HDPE)，應(yīng)有合格證書等質(zhì)量證明文件，其規(guī)格、物理力學(xué)性質(zhì)、指標(biāo)應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范的要求。

土工格柵及輔件長期蠕變強度等強度指標(biāo)有試驗報告，其檢測內(nèi)容符合GB/T 17689—2008《土工合成材料 塑料土工格柵》關(guān)于高密度聚乙烯(HDPE)的規(guī)定和設(shè)計要求。

1.2 反包土袋

一般由土工格柵廠家向施工單位提供原生塑料編織袋的規(guī)格、型號及土袋內(nèi)填料的技術(shù)要求。然后施工單位按照廠家要求購買原生塑料編織袋，并將符合要求的填料填滿編織袋，土袋封口需綁扎牢固。

1.3 選定填料

填料應(yīng)級配均勻，易于壓實。填料采集場選好后，委托有資質(zhì)的第三方進行擊實試驗，確定填料最大干密度和最佳含水量。如填料情況與取樣試驗時情況發(fā)生變化，應(yīng)重新進行擊實試驗，即保證施工時的情況與取樣試驗時情況基本一致。

填料中的最大粒徑，以不超過碾壓層厚的50%為宜，且相近粒徑的塊體的總含量不大于15%，最大粒徑不得大于150 mm。

1.4 碎石排水層材料

鋪設(shè)在地基表層和邊坡內(nèi)側(cè)的反濾排水碎石層材料應(yīng)滿足反濾排水碎石層的粒徑控制在80 mm≥d≥20 mm，且連續(xù)級配，碎石的飽和抗壓強度應(yīng)大于30 MPa。

2 施工工藝流程

反包式土工格柵加筋土邊坡施工工藝流程見圖1，實際工程中進行循環(huán)重復(fù)，直至反包式邊坡的設(shè)計高度。

3 施工技術(shù)要點

3.1 原地面清理與地基夯實

(1)根據(jù)設(shè)計圖紙及現(xiàn)場土質(zhì)情況，平整填筑地基，為防止基底局部存在的尖銳物或硬物損壞土工格柵，施工前先將格柵攤鋪范圍內(nèi)的樹根、草皮、腐植土全部挖除。

(2)地基承載力應(yīng)經(jīng)設(shè)計單位地質(zhì)工代確認(rèn)達(dá)到設(shè)計要求后方可進行施工。

圖1 反包式土工格柵加筋土邊坡施工工藝流程圖

(3)要求反包土袋施工定位放線位置必須準(zhǔn)確無誤。

3.2 人工鋪設(shè)土工格柵

(1)在已經(jīng)夯平的地基上，鋪設(shè)200～400 mm厚排水碎石層，并碾平200 mm后粘土隔水層，裁減并安放底層格柵，留出格柵沿坡面反包的長度。相鄰格柵對接，連接棒不得外露。按圖紙要求的標(biāo)高、長度和方向來鋪設(shè)格柵。

(2)在此道工序中，需將邊坡背后回填區(qū)的土工格柵在平整下層土上按設(shè)計要求的寬度進行攤鋪，土工格柵上下面填料不得有損壞土工格柵的尖石、樹根等雜物。

(3)每鋪10 m 長進行人工拉緊和調(diào)直一次，直至一卷格柵鋪完，再鋪下一卷。鋪好的土工格柵每隔1.5～2.0 m 用U型釘固定于地面。

3.3 土工格柵搭接固定

土工格柵應(yīng)在設(shè)計回填區(qū)內(nèi)按橫斷鋪設(shè)，鋪設(shè)應(yīng)平整、盡量拉緊，然后用U型釘固定。

土工格柵的連接一般采取塑料扎扣或尼龍繩綁扎，搭接寬度一般不小于150 mm，綁扎點相隔為150～200 mm。多層鋪設(shè)時，上下層搭接應(yīng)錯縫布置。

按照施工圖紙要求和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)真進行土工格柵鋪設(shè)及搭接固定工序的檢查，對于不符合施工圖紙要求或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的要及時予以整改，確保土工格柵已經(jīng)按施工圖紙要求和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)進行鋪設(shè)及搭接固定后，方可轉(zhuǎn)入下道工序。

3.4 放置反包土袋

(1)按正確的施工線及高程，放置兩到三層已填滿粒料土的土袋。順方向堆碼，土袋一個緊靠一個橫向碼放，相鄰?fù)链g咬合150 mm左右。并用木制夯錘夯平。

(2)在土袋后方的格柵上填鋪2.0 m 左右寬的土料，在自由端拉緊格柵并固定在填土上。

按照施工圖紙認(rèn)真檢查已堆碼完畢的反包土袋的施工定位線及高程，按照土工格柵廠家的操作要求，認(rèn)真檢查已堆碼好的反包土袋。對于不滿足設(shè)計或產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的土袋要及時予以調(diào)整。

3.5 攤鋪填料

為了避免格柵在施工中受到損傷，攤鋪填料時應(yīng)按前進方向攤鋪，機械履帶與格柵之間應(yīng)保持有150 mm厚的填土層。應(yīng)用諸如斗式挖掘機或是帶有鏟斗的推土機等機械設(shè)備來進行填土施工，目的是為了保證填土是通過傾倒的方式攤鋪在格柵上。用于填土施工的機械設(shè)備應(yīng)與邊坡坡面保持至少2 m 的距離。

3.6 碾壓

(1)填料應(yīng)分層壓實，回填碾壓順序是先兩側(cè)，后中央，要控制碾壓速度，避免搓動。壓實機械與反包土袋坡面距離應(yīng)大于2.0 m，在此范圍內(nèi)優(yōu)先選用隔水性良好的填料，用小型壓路機輕壓或用人工夯實，嚴(yán)禁使用大、中型壓實機械。碾壓時，應(yīng)避免壓輪與格柵接觸，以防格柵損壞。

(2)每次攤鋪、壓實厚度按《電力工程地基處理技術(shù)規(guī)程》(DL/T 5024－2005)第6.1.8條款執(zhí)行，并且保證在填土上至少已砌好2層土袋。填土應(yīng)特別注意靠近坡面處，盡量在格柵自由端處施工。填土面上、反包于土袋中的格柵應(yīng)暫時折到土袋面頂上，以便于進行填料回填碾壓施工。

3.7 排水施工

有效的排水系統(tǒng)對邊坡治理是至關(guān)重要的一環(huán)，土工格柵結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)填料性質(zhì)做好表面截水和內(nèi)部排水，土工格柵結(jié)構(gòu)頂面應(yīng)采用系統(tǒng)排水盡可能減少雨水下滲，同時應(yīng)在土工格柵結(jié)構(gòu)與原狀土交接處及土工格柵內(nèi)部，采用砂礫排水層、碎石盲溝、塑料盲溝等方式，排除可能危害土工格柵結(jié)構(gòu)的地下水。

首先在原地面清理與地基夯實后，鋪設(shè)200～400 mm厚排水碎石層，若上坡方向匯水量較大，應(yīng)根據(jù)地形條件布置碎石盲溝或塑料盲溝，其次每個鋪設(shè)層都要在邊坡內(nèi)側(cè)設(shè)置10 cm左右反濾碎石排水層。施工至邊坡設(shè)計高度后，在頂層表面要碾壓大于300 mm粘土隔水層。

3.8 檢查回填土壓實度和反包土袋

(1)在進行下一道土工格柵攤鋪之前，需要對回填填料進行壓實度檢測，壓實度應(yīng)符合設(shè)計要求。

(2)檢查反包土袋邊坡，對在回填碾壓過程中發(fā)生變形的土袋及時進行處理。

(3)在以上兩項符合設(shè)計和材料產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的情況下，轉(zhuǎn)入下一道工序。

重復(fù)3.2—3.8步驟，直至結(jié)構(gòu)的設(shè)計高度。頂層格柵采用稍長一點的反包長度，以確保其能被壓在頂面以下，并長久地約束住。

4 施工質(zhì)量控制

(1)各類原材料均要有出廠合格證，且應(yīng)經(jīng)檢驗合格后方可進場使用，嚴(yán)禁使用未經(jīng)檢驗的材料。原生塑料編織袋的規(guī)格、型號及土袋內(nèi)填料的應(yīng)滿足設(shè)計技術(shù)要求。

(2)施工中嚴(yán)格控制填筑材料的粒徑、材料質(zhì)量、合理選配性能良好的施工設(shè)備、采用最佳的組合方式、規(guī)范施工方法和施工工藝。

(3)嚴(yán)禁在雨天施工，應(yīng)集中力量，分段完成，以確保施工質(zhì)量。

(4)做好施工現(xiàn)場的排水工作，遇到降雨天氣應(yīng)采取適當(dāng)措施將水迅速排走或?qū)⑹┕がF(xiàn)場進行遮蓋。

(5)鋪好土工格柵后，鋪設(shè)上層填料，及時完成碾壓，避免長期暴曬，暴曬時間不宜超過8 h。

(6)每完成一層碾壓，要對回填場地(或路堤)填筑壓實度及高程、寬度進行檢查，應(yīng)符合設(shè)計及規(guī)范要求。

(7)本工序施工完畢，必須達(dá)到設(shè)計要求的控制指標(biāo)，對成品及半成品應(yīng)采取保護措施后，方可轉(zhuǎn)入下道工序。

(8)做好反包式邊坡施工期變形監(jiān)測(施工期為反包式邊坡地基動工至投運期間)。

5 應(yīng)用實例

某變電站為山區(qū)變電站，具有地貌單元多，地形高差大，場地土質(zhì)為紅層泥巖，最大填方高度達(dá)到16 m。針對工程施工工期緊、回填材料均泥巖和在雨季施工的工程特點，工程在站區(qū)正東側(cè)和西北側(cè)回填區(qū)域，采用了單向土工格柵加筋土邊坡支擋結(jié)構(gòu)型式，減少了常規(guī)回填區(qū)普通重力式擋土墻和鋼筋混凝土護壁式擋土墻對回填土質(zhì)工程特性的依賴，大大便利了施工，縮短了施工工期，節(jié)約了工程投資。該工程正東側(cè)和西北側(cè)回填區(qū)域的單向土工格柵加筋土邊坡不但順利通過了各級質(zhì)檢驗收，而且近一年來的觀測效果非常好。

6 結(jié)論

反包式工法施工簡單，工藝流程清晰，容易操作和掌握，無特殊限制性條件，質(zhì)量容易控制。截至目前，已經(jīng)在500 kV硯山變電站、500 kV草鋪變二期工程和220 kV崇仁變電站工程的回填場地邊坡處理中采用反包式單向土工格柵加筋土邊坡，根據(jù)施工單位對以上工程反包式單向土工格柵加筋土邊坡的長期跟蹤觀察，均未出現(xiàn)不均勻變形情況，其觀測效果好于重力式擋土墻。土工格柵材料及土工格柵加筋土邊坡施工工藝值得在今后的電網(wǎng)建設(shè)中推廣使用。

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Slope Construction Technology of Bundle in Reverse Civil Lattice with Reinforced Oil

ZOU Ying1, CHEN Zhong1, WANG Ji-hua2, ZHU Bin-qin2
(1. Kunming University of Science and Technology, Kunming 650031， China; 2. Energy China Yunnan Electric Power Design Institute Co. Ltd., Kunming 650051, China)

In the paper, according to design and construction experience of geogrid reinforced technology in the substation project recent years, the construction material preparation，technological process, main technical points and construction quality control of the Fanbao geogrid reinforced slope construction technology are researched. And by the practical application, it also can prove feasibility and provide scientific and reliable reference for the similar engineering construction.

substation; geogrid; side slope; construction.

TU4

B

1671-9913(2016)06-0029-04

2015-12-01

鄒英(1983- )，女，湖南邵陽人，在讀碩士研究生，主要從事第四紀(jì)地貌學(xué)與地質(zhì)災(zāi)害方面研究。