漳河灌區(qū)膨脹土渠段開(kāi)挖與襯砌施工管理

【摘要】漳河灌區(qū)水利灌溉渠系發(fā)達(dá)，隨著周邊用水的需要，近年渠道改擴(kuò)建施工項(xiàng)目繁多，面臨很多渠段的土質(zhì)都屬于膨脹土土質(zhì)、基礎(chǔ)不堅(jiān)實(shí)且施工中容易造成安全事故的現(xiàn)實(shí)，根據(jù)多年渠道施工經(jīng)驗(yàn)，摸索出一些針對(duì)這些地形地質(zhì)的施工工法。

【關(guān)鍵詞】灌區(qū)；渠道；膨脹土；開(kāi)挖；襯砌

膨脹土是一種含一定數(shù)量的親水礦物質(zhì)，且隨著環(huán)境的干濕循環(huán)而具有顯著的干燥收縮、吸水膨脹和強(qiáng)度衰減的粘性土。對(duì)渠道邊坡的穩(wěn)定極為不利，邊坡開(kāi)挖后易產(chǎn)生卸荷失穩(wěn)，特別是膨脹土渠段一般是采用漿砌石或砼擋土墻處理施工，基礎(chǔ)開(kāi)挖面大，極易形成滑坡，對(duì)工程的進(jìn)度、投資和質(zhì)量帶來(lái)較大影響。

1、膨脹土渠段土方開(kāi)挖、回填及渠道清淤

1.1工法特點(diǎn)

由于膨脹土的特殊性質(zhì)，在嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)邊挖邊跨的現(xiàn)象，開(kāi)挖過(guò)程中必須采取分層、分段開(kāi)挖，一次開(kāi)挖的工作面不易過(guò)大。開(kāi)挖過(guò)程中在有上層滯水的地帶需采取逐層設(shè)截流溝、逐層排水的方式，有效減少邊坡遇水膨脹失穩(wěn)現(xiàn)象，對(duì)邊坡的保護(hù)和設(shè)計(jì)斷面的形成有很重要的作用。

1.2施工工藝流程及注意事項(xiàng)

開(kāi)挖區(qū)周邊截流溝開(kāi)挖→自上而下分層開(kāi)挖→在有地下水或?qū)娱g滯水地段逐層開(kāi)挖排水溝并排水→坡面防護(hù)→基礎(chǔ)開(kāi)挖

正式開(kāi)挖之前在開(kāi)口線外側(cè)開(kāi)挖臨時(shí)截流溝防止地表水流入，開(kāi)挖作業(yè)面減少對(duì)開(kāi)挖邊坡的沖刷和浸蝕。臨時(shí)截流溝的布置盡量與渠道永久截流溝結(jié)合并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地形匯水條件布置向渠外排水的通道。至上而下分層開(kāi)挖可有效減少土壓力，減輕滑坡現(xiàn)象的發(fā)生。在基礎(chǔ)開(kāi)挖時(shí)應(yīng)及時(shí)排水，防止基礎(chǔ)遇水軟化失穩(wěn)現(xiàn)象發(fā)生。在基礎(chǔ)特別差的渠段要做好應(yīng)急措施，加大開(kāi)挖斷面，并提前備好石料，邊挖邊進(jìn)行換填加固基礎(chǔ)，及時(shí)進(jìn)行上部基礎(chǔ)施工，從而避免因基礎(chǔ)不穩(wěn)而造成的邊坡垮塌。

1.3施工工藝及施工方法

1.3.1土方開(kāi)挖

（1）施工準(zhǔn)備。建好施工平面控制網(wǎng)、高程系統(tǒng)，按設(shè)計(jì)要求精確地放出開(kāi)挖高程及開(kāi)挖邊線。按抽排水方案實(shí)施截、排水溝施工，即進(jìn)行土方開(kāi)挖工作。

（2）測(cè)量放樣。開(kāi)挖前，先采用全站儀、經(jīng)緯儀和水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量放樣，確定開(kāi)挖范圍、高程，并打（放）開(kāi)挖范圍、開(kāi)挖深度控制樁線。

（3）場(chǎng)地清理。土方開(kāi)挖的場(chǎng)地清理施工包括植被清理和表土清理。植被清理為開(kāi)挖區(qū)內(nèi)的樹(shù)根、雜草、垃圾、廢渣及監(jiān)理工程師指明的其它有礙物；表土為含細(xì)根須、草本植物及覆蓋草等植物的表層有機(jī)土壤。場(chǎng)地清理采用反鏟、推土機(jī)清除最大開(kāi)挖邊坡邊線范圍內(nèi)及其外5m范圍內(nèi)的雜草及表層土等；用自卸汽車(chē)運(yùn)至業(yè)主、監(jiān)理工程師指定的地方堆放并按監(jiān)理工程師的指示進(jìn)行處理。

（4）土方（淤泥）挖運(yùn)。土方（淤泥）開(kāi)挖之前在渠道的上下游填筑臨時(shí)圍堰，用抽水機(jī)把渠道內(nèi)的水排干，并做好渠底排水系統(tǒng)，待渠底晾曬到一定程度后就可以開(kāi)始進(jìn)行土方（淤泥）挖運(yùn)了。用挖掘機(jī)在渠底開(kāi)挖，裝農(nóng)用車(chē)運(yùn)往棄土場(chǎng)，對(duì)可利用土料運(yùn)往監(jiān)理工程師指定的堆放場(chǎng)，渠道邊坡開(kāi)挖，采用挖掘機(jī)進(jìn)行削坡，并留有5～10cm保護(hù)層，保護(hù)層用人工進(jìn)行修整，至滿(mǎn)足施工圖紙要求的坡度和平整度。

1.3.2土方回填

（1）施工準(zhǔn)備。做好實(shí)驗(yàn)工作，每2km施工斷面內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師一起在回填土料場(chǎng)取樣送實(shí)驗(yàn)室做擊實(shí)實(shí)驗(yàn)，確定最大干密度、含水率；與監(jiān)理工程師一起完成碾壓實(shí)驗(yàn)，確定土料鋪筑厚度、碾壓遍數(shù)。

（2）測(cè)量放樣。填筑前先進(jìn)行測(cè)量放樣，確定填筑范圍、厚度，并做好填筑范圍、填筑厚度控制線。

（3）基面清理。土方回填的基面清理施工包括植被清理和表土清理。植被清理為填筑區(qū)內(nèi)的樹(shù)根、雜草、垃圾、廢渣及監(jiān)理工程師指明的其它有礙物；表土為含細(xì)根須、草本植物及覆蓋草等植物的表層有機(jī)土壤。

（4）分層鋪料及碾壓。分層鋪料采用農(nóng)用車(chē)后退法施工，沿渠道軸線方向卸料，推土機(jī)平料。鋪料施工從低部位開(kāi)始，按水平方向分層從下向上鋪土填筑，鋪料厚最大不得超過(guò)碾壓實(shí)驗(yàn)確定的參數(shù)，回填料在邊坡處超設(shè)計(jì)線30cm；壓實(shí)采用12T振動(dòng)碾進(jìn)行碾壓，邊角部位及機(jī)械無(wú)法施工的部位采用人工輔以電動(dòng)打夯機(jī)夯實(shí)。壓實(shí)數(shù)必須達(dá)到碾壓實(shí)驗(yàn)確定的遍數(shù)方能進(jìn)行下一層鋪料；做好雨情工作，根據(jù)天氣預(yù)報(bào)，下雨前及時(shí)將作業(yè)面表層松土平整、壓實(shí)，使作業(yè)面形成中央凸起向兩側(cè)傾斜，以利于排泄雨水。下雨時(shí)和雨后嚴(yán)禁踐踏施工作業(yè)面，并禁止車(chē)輛通行，雨后填筑面要晾曬一段時(shí)間，經(jīng)監(jiān)理工程師同意復(fù)工后才能施工。

（5）碾壓試驗(yàn)。試驗(yàn)場(chǎng)次安排：擬對(duì)碾壓遍數(shù)、鋪層厚度、含水率進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)區(qū)總長(zhǎng)100m，分A、B、C、D四個(gè)區(qū)，每25m為一個(gè)區(qū)，鋪層厚度分別取30cm、35cm、40cm、50cm；含水率統(tǒng)一取設(shè)計(jì)指標(biāo)14.4%～19.5%之間。每區(qū)分別在碾壓遍數(shù)4、6、8、10遍做壓實(shí)厚度、干密度、壓實(shí)度試驗(yàn)。碾壓試驗(yàn)：根據(jù)預(yù)先選定的鋪料厚度、碾壓遍數(shù)及行走速度分場(chǎng)次進(jìn)行鋪料和碾壓。每一場(chǎng)碾壓前，先在試驗(yàn)場(chǎng)地有效面積內(nèi)布置1.5×1.5m方格網(wǎng)，網(wǎng)格上的節(jié)點(diǎn)為沉陷量測(cè)點(diǎn)，先測(cè)出基準(zhǔn)值后，再進(jìn)行鋪料，鋪料推平后，在面上布置與基礎(chǔ)網(wǎng)格重疊的網(wǎng)格點(diǎn)，以便測(cè)量碾壓沉陷量。為了測(cè)量鋪料厚度和沉陷量，預(yù)先在場(chǎng)外設(shè)置臨時(shí)水準(zhǔn)點(diǎn)。碾壓時(shí)，采取不錯(cuò)距進(jìn)退碾壓，每碾壓2遍測(cè)量一次沉降量，每次測(cè)量前后均校核場(chǎng)外基準(zhǔn)點(diǎn)，當(dāng)沉陷趨于穩(wěn)定后，該場(chǎng)次碾壓結(jié)束。對(duì)填筑壓實(shí)體還可用反鏟挖槽觀察密實(shí)度，并攝影作為試驗(yàn)成果記錄的一部分。

（6）壓實(shí)度檢驗(yàn)。為確保土方回填的壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，每層土方碾壓完成后進(jìn)行一次環(huán)刀實(shí)驗(yàn)，以確保每層土方壓實(shí)度大于設(shè)計(jì)指定的數(shù)值。

1.3.4渠道清淤

主要利用環(huán)保型清淤船，將挖掘出的污染底泥與水混合成泥漿，采用絞吸泵進(jìn)行絞吸挖泥、排泥管輸送方式，將泥漿經(jīng)排泥管排送至堆場(chǎng)，從而達(dá)到清除渠道內(nèi)淤泥的目的。在近岸施工時(shí)，應(yīng)派專(zhuān)人巡視護(hù)岸，防止護(hù)岸破壞。

2、渠道混凝土襯砌施工

2.1渠道混凝土襯砌施工工法概述

本次探討的渠道襯砌任務(wù)，分別為C20混凝土護(hù)坡、C20混凝土腳槽、C20混凝土底板、C20混凝土壓頂、C20混凝土踏步。伸縮縫采用聚乙烯泡沫板材料，厚度2cm.挖方渠道護(hù)坡底部設(shè)排水管，為確保排水效果，在護(hù)坡建基面排水孔位置沿渠道水流方向設(shè)排水帶。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，渠道兩側(cè)部分渠段只有一條路，底板與邊坡澆筑的先后順序一般原則是：只有一條路的渠道先澆遠(yuǎn)側(cè)邊坡，兩邊有路的渠道先澆底板。

2.2混凝土襯砌施工流程

襯砌施工準(zhǔn)備→測(cè)量放樣→基面人工平整→墊層鋪筑→橫板安裝與加固→倉(cāng)面驗(yàn)收→混凝土澆筑→拆?！B(yǎng)護(hù)

2.3施工工藝及施工方法

模板安裝：渠道整治底板及護(hù)坡混凝土模板采用與混凝土設(shè)計(jì)厚度等厚的槽鋼，配置鋼釬及金屬卡具固定。

2.3.1混凝土材料。水泥：根據(jù)混凝土施工規(guī)范水泥品種及標(biāo)號(hào)的選擇原則，因渠道長(zhǎng)期受水流沖刷，且有抗凍要求，所以本工程混凝土水泥采用Po42.5普通硅酸鹽水泥。骨料：根據(jù)優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、就地取材的選擇原則，粗骨料5mm～20mm和20～40mm采用荊門(mén)產(chǎn)石灰?guī)r碎石。細(xì)骨料砂渠道整治采用沙市長(zhǎng)江河沙，建筑物采用襄樊黃砂，細(xì)度模數(shù)控制在2.4以上。

2.3.2配合比的選定

在已進(jìn)入工地的合格建筑材料中，與監(jiān)理工程師共同取樣，送到有水利檢測(cè)資質(zhì)的單位按設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行配比實(shí)驗(yàn)。

2.3.3混凝土拌合

根據(jù)施工總平面布置，每個(gè)工區(qū)布置1個(gè)1m3強(qiáng)制攪拌機(jī)，配置電子秤自動(dòng)控制上料機(jī)，拌制混凝土?xí)r，嚴(yán)格按檢測(cè)單位簽發(fā)的混凝土配料單進(jìn)行配料，（下轉(zhuǎn)第頁(yè)）

（上接第頁(yè)）

嚴(yán)禁擅自更改。在混凝土拌制過(guò)程中，根據(jù)氣候條件定時(shí)測(cè)定砂、石骨料的含水量，以便隨時(shí)調(diào)整混凝土的加水量，混凝土的攪拌時(shí)間不得少于2.5min。

2.3.4混凝土的運(yùn)輸

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)道路及混凝土拌合、澆筑能力，本工程混凝土運(yùn)輸采用農(nóng)用車(chē)運(yùn)輸比較合適。混凝土在運(yùn)輸過(guò)程中，盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間及減少轉(zhuǎn)運(yùn)次數(shù)。運(yùn)輸時(shí)間不得超過(guò)30min，因故停歇過(guò)久，混凝土產(chǎn)生初凝時(shí)，應(yīng)作廢料處理。在任何情況下，嚴(yán)禁中途加水后運(yùn)入倉(cāng)內(nèi)。在運(yùn)輸混凝土?xí)r，必須注意運(yùn)輸?shù)缆窇?yīng)保持平整，以避免混凝土受振后發(fā)生嚴(yán)重泌水現(xiàn)象。裝載混凝土的厚度不應(yīng)小于40cm，車(chē)箱應(yīng)嚴(yán)密平滑，砂漿損失應(yīng)控制在1%以?xún)?nèi)；每次卸料，應(yīng)將所載混凝土卸凈，并應(yīng)及時(shí)清洗車(chē)箱以免混凝土粘附。

2.3.5混凝土澆筑

每倉(cāng)混凝土澆筑前必須經(jīng)監(jiān)理工程師同意后方可進(jìn)行。澆入倉(cāng)內(nèi)的混凝土應(yīng)隨澆隨平倉(cāng)，不得堆積，倉(cāng)內(nèi)若有粗骨料堆疊時(shí)，應(yīng)均勻地分布于砂漿較多處，但不得用水泥砂漿覆蓋，以免造成內(nèi)部蜂窩。在傾斜面上澆筑混凝土?xí)r應(yīng)從低處開(kāi)始澆筑，澆筑面應(yīng)保持水平。澆筑混凝土?xí)r嚴(yán)禁在倉(cāng)內(nèi)加水，如發(fā)現(xiàn)混凝土和易性較差時(shí)，必須采取加強(qiáng)振搗等措施，以保證混凝土質(zhì)量。不合格的混凝土嚴(yán)禁入倉(cāng)，已入倉(cāng)的不合格的混凝土必須清除。混凝土澆筑應(yīng)保持連續(xù)性，如因故中止且超過(guò)允許間歇時(shí)間，則應(yīng)按工作縫處理，若能重塑者仍可繼續(xù)澆筑混凝土。

因渠道整治混凝土很薄，根據(jù)我公司在灌區(qū)建設(shè)過(guò)程中的成功經(jīng)驗(yàn)，只要把握混凝土澆筑的四道流程，就能確?；炷恋膬?nèi)部質(zhì)量及外觀質(zhì)量。1、人工平倉(cāng)要到位；2、坡面平板振搗從下往上走，速度不能快，振搗要重疊10cm，腳槽用插入式振動(dòng)棒振搗；3、鋁合金直尺找平，磨光機(jī)收漿；4、人工收光2遍。

2.3.6混凝土養(yǎng)護(hù)

混凝土澆筑完畢后，及時(shí)灑水養(yǎng)護(hù)，以保持混凝土表面經(jīng)常濕潤(rùn)。一般應(yīng)在混凝土澆筑完畢后12～18h內(nèi)即開(kāi)始養(yǎng)護(hù)，但在炎熱干燥氣候情況下應(yīng)提前養(yǎng)護(hù)，混凝土養(yǎng)護(hù)時(shí)間根據(jù)所用水泥品種而定，本工程養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于14天。

3、結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)近年的實(shí)踐分析與總結(jié)，發(fā)現(xiàn)漳河灌區(qū)范圍廣、跨度大，很多渠段的土質(zhì)都屬于膨脹土土質(zhì)，在施工時(shí)難度大，又容易造成安全事故。根據(jù)近年的渠道施工，摸索出一些針對(duì)這些地形地質(zhì)的施工工法，特別是在開(kāi)挖施工中，采取科學(xué)合理的施工方法，達(dá)到了一定的效果，顯著提高了施工質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡(jiǎn)介：許志勇，男，1983年12月生，重慶萬(wàn)州人，漢族，本科，工程師，從事水利工程施工管理。