利用淤泥土進行堤防填筑的施工要點探析

周娟娟，孫海華

(1.新干縣縣城防洪工程管理局，江西 吉安 331300；2.新干縣黃泥埠水庫管理局，江西 吉安 331306)

1 淤泥土的施工應(yīng)用原理和特點

1.1 淤泥土的施工應(yīng)用原理

(1)考慮到淤泥土的質(zhì)地較軟，故在實際應(yīng)用前，需要通過降排水的方式，使淤泥土固結(jié)效率加快，其目的在于增強其承載力。然后進行鋼板的布設(shè)，以促進機械設(shè)備自重受力面積的增加，并分散淤泥土地基的荷載，為土方開挖施工的順利進行，創(chuàng)造有利的條件。

(2)鋼板的鋪設(shè)，有助于提高淤泥土的利用效率，是確保機械設(shè)備正常運行的有效途徑。在實際施工階段，可以適當增加厚土層，其厚度不得超過800 mm。然后通過加載的方式，排出淤泥土中的積水，固結(jié)土體的目標即可實現(xiàn)，從而增強外平臺的性能，滿足實際施工的需要[1]。

1.2 淤泥土的施工應(yīng)用特點

(1)將堤防的功能需求作為依據(jù)，在應(yīng)用淤泥土施工過程中需遵循因地制宜的原則，在合適的部位應(yīng)用性質(zhì)相匹配的土壤，通過這種方法，使土壤資源在堤防填筑中的作用最大化實現(xiàn)。

(2)考慮到淤泥土組織機械施工難度較高，在實際施工過程中，可以將防陷板鋪設(shè)、分層施工和前期排水等技術(shù)作為選擇，通過這些技術(shù)的應(yīng)用，確保工程施工的順利開展。

(3)通過對堤防堤深、內(nèi)外平不同功能的應(yīng)用，同時依據(jù)土壤性質(zhì)，有針對性地進行填筑施工，使堤防安全性和穩(wěn)定性得到保障，從而實現(xiàn)各種功能。包括防沖刷、防滲漏以及壓重[2]。

2 利用淤泥土進行堤防填筑的施工要點

2.1 淤泥土開挖

淤泥土開挖可以分為兩個組成部分，分別為河道、塘排水及排水溝開挖和土方開挖。

(1)河道、塘排水及排水溝開挖。為增強排水的效果，在施工階段，施工單位可以將發(fā)電機和水泵設(shè)置到開挖段下游的圍堰處，其目的在于將河道表面水抽出，在地表徑流完全抽出后，通過挖掘機和鋼板的使用，降低排水溝開挖的難度。在開挖過程中施工單位應(yīng)遵循自下而上的原則，通常情況下，開挖面不會超過設(shè)計高程，且二者差值不得小于50 cm，以起到控制淤泥的作用。

(2)土方開挖?；谟倌嗤恋男再|(zhì)得知，此類土壤質(zhì)地偏弱，不經(jīng)處理很難被直接應(yīng)用，故建議將其應(yīng)用于平臺區(qū)域。通過分層開挖方式的應(yīng)用，對河道進行處理，其中硬殼層屬于第一層，在開挖施工結(jié)束后，方能進行第二層的開挖，淤泥土就是第二層開挖的對象。與此同時，還要做好鋼板路的鋪設(shè)，其間隔不能超過150 m，在挖掘階段所使用的方法為倒退法，開挖范圍是鋼板路左右兩側(cè)，分別延伸4 m，在開挖結(jié)束后，由載重量為8t左右的運輸車，將土方運至堤身填筑處，用于后續(xù)填筑，開挖的終點為河道疏挖邊線，在開挖完成后，整個堤防就會出現(xiàn)長條形的輪廓，此時，需要將鋼板移動到其他工作面，重復(fù)上述步驟，直到完成全部的開挖面。在進行邊坡和河道底層開挖時，施工人員需要依據(jù)設(shè)計圖紙挖出樣槽，在檢驗合格后，方能按照樣槽進行后續(xù)的施工。值得注意的是，開挖施工階段所使用的挖掘機，應(yīng)該將一塊鋼板安裝到斗齒前端，鋼板的厚度不得超過2 cm，作為刮板使用，其長度與挖掘機斗齒相同，而寬度小于16 cm，其方向與渠道軸線保持垂直狀態(tài)，這是確保開挖精度的有效舉措[3]。

2.2 淤泥土在填筑中的應(yīng)用

(1)填筑方案。在主堤身填筑過程中應(yīng)用的淤泥土，其性能必須與規(guī)范要求相吻合，在施工過程中，所使用的機械包括挖掘機、運輸車和推土機，通過分層填筑的方式進行施工，平均層厚不得超過40 cm，在每層施工結(jié)束后，由推土機碾壓5次左右，如果淤泥土含水率較低，碾壓次數(shù)可適當減少，反之則亦然，以此來增強壓實度，使施工質(zhì)量得到保障。

(2)內(nèi)平臺填筑。淤泥土是內(nèi)平臺填筑的原料。主堤至平臺高層是其填筑范圍，主堤身沿堤身內(nèi)側(cè)坡面是淤泥土的傾倒地點，在使用運輸車輛運到指定地點后，由挖掘機將其配送至施工區(qū)域，在晾曬一段時間后，淤泥含水率會逐漸下降，其表面固結(jié)程度增加，與設(shè)計標準相符后，使用推土機對其進行壓實，在壓實結(jié)束后，下一層的填筑方能進行，層厚約為0.9 m，在填筑結(jié)束后，還要另外增加1.0 m的土層，使下部土體固結(jié)效率提升，而二次碾壓需要在填筑施工結(jié)束后的6個月內(nèi)進行，在經(jīng)過長時間的加載沉降后，土體才能完全固結(jié)，并與設(shè)計要求相符。

(3)外平臺填筑。在主堤身填筑過程中不能直接應(yīng)用淤泥土，首先使用黏性土，然后將淤泥土運輸?shù)胶线m的填筑位置，這里所說的填筑位置就是外平臺，而推送的機械為推土機，可以邊運輸邊壓實，如果材料不足，應(yīng)使用運輸車將開挖區(qū)域的淤泥土運往施工區(qū)域，分層的厚度為0.5 m，在上層填筑完成后，方能進行下層填筑。而二次碾壓的時間為填筑施工結(jié)束后的三個月內(nèi)，淤泥土分期回填，如圖1所示

圖1 淤泥土分期回填(單位：mm)

3 淤泥土在堤防填筑中的應(yīng)用實例

某堤防填筑工程位于我國太湖地區(qū)，但隨著土地整治力度的不斷增強，故國家對土地資源控制提出了更加嚴格的要求，導(dǎo)致水利工程取土和用土難度上升，成本也同樣如此，在特殊區(qū)域，場地使用費用所占的比重甚至超過了工程建設(shè)費用。并且在河道疏浚后，還會導(dǎo)致淤泥土大量堆積，而淤泥土的堆積，會使工程成本進一步增加，而清淤處理雖然可以節(jié)省費用，但對于當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成的影響卻不容忽視，且這種影響具有無法控制的特點。為此，施工單位在經(jīng)過綜合考慮后，決定采取淤泥脫水技術(shù)，對處理后的淤泥進行使用，實踐結(jié)果表明，淤泥土的應(yīng)用能夠在節(jié)省工程費用的同時，保護當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境。具體如下所述：

3.1 淤泥脫水技術(shù)

通過上述分析可知，淤泥土與普通土相比，存在諸多方面的缺點，故無法被直接應(yīng)用，而含水率高是最顯著的特點，正因如此，導(dǎo)致普通運輸車輛很難直接運輸。目前常用的脫水方法為晾曬，然后直接堆填，但這種方法的脫水效果較為有限，直接應(yīng)用此類土壤，會導(dǎo)致工程質(zhì)量受到不利影響。即便在普通場地應(yīng)用，也無法保證施工人員和機械設(shè)備的順利通行，為此，施工單位會將其作為廢棄物處理。而上文所介紹的應(yīng)用方法，雖然具有可靠性，但可行性卻無法得到保證，具體表現(xiàn)為晾曬周期較長，且需要大面積的場地，考慮到工程成本和工期要求，故應(yīng)用范圍十分狹窄[4]。

為此，某研究單位基于傳統(tǒng)施工方法存在的不足進行了創(chuàng)新，通過對淤泥物理特性的把控，研發(fā)了一種先進的裝置，該裝置集脫水和運輸于一體，如圖2所示。其工作原理如下：首先由挖掘機或挖泥船將河道中的淤泥挖出，然后將其放入到脫水船中，由該裝置進行初次脫水，然后運至輸送設(shè)備中進行二次脫水。之后通過專用挖斗將其運輸?shù)桨哆呥M行三次脫水，之后方能運至施工場地用于填筑。據(jù)了解得知，這種裝置日均處理能力為1000 m3。

圖2 脫水裝置(單位：mm)

筑堤淤泥不同固結(jié)天數(shù)的強度指標，如表1所示。

表1 筑堤淤泥不同固結(jié)強度指標

3.2 淤泥土在堤防施工中的應(yīng)用效果

據(jù)了解得知，該工程在淤泥應(yīng)用前期，由于處理質(zhì)量不佳，導(dǎo)致部分堤防出現(xiàn)了嚴重的險情，滑坡現(xiàn)象較為嚴重。在問題發(fā)生后應(yīng)用了淤泥脫水技術(shù)，且取得了良好的應(yīng)用效果，大部分堤防未出現(xiàn)安全事故，且強度與設(shè)計要求相符。但仍有部分堤防由于地基基礎(chǔ)不達標，且河道較為老舊，故通過塑料排水板和真空預(yù)壓等技術(shù)措施的應(yīng)用，使工程質(zhì)量得到了控制。

后續(xù)檢驗結(jié)果表明，應(yīng)用脫水技術(shù)后的淤泥，在應(yīng)用效果與其他處理方法大致相同，筑堤淤泥含水量和干密度與時間關(guān)系曲線，如圖3所示。故斷定這項技術(shù)屬于有效技術(shù)，能夠被應(yīng)用于堤防填筑施工之中，且屬于一種創(chuàng)新型的施工技術(shù)。

圖3 筑堤淤泥含水量和干密度與時間關(guān)系曲線

淤泥脫水技術(shù)具有諸多方面的優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在無須使用土地，可以將廢棄的淤泥變?yōu)樘钪练?，以避免水土流失和環(huán)境污染問題的發(fā)生，有助于控制施工成本。以導(dǎo)流港東大堤工程為例，這種技術(shù)能夠節(jié)省的工程費用為50%，而節(jié)省的土地面積也超過了500 hm2，換算成資金為3億元以上。

4 結(jié) 語

綜上所述，淤泥土與普通土相比存在著諸多的缺陷，故未經(jīng)處理的淤泥土很難被應(yīng)用于堤防填筑工程之中，考慮到利用淤泥土的經(jīng)濟效益和生態(tài)效益，建議施工單位積極應(yīng)用先進的施工技術(shù)，對淤泥土進行有效的處理，使其各項性能與應(yīng)用標準相符，以此來緩解土地資源和工程建設(shè)間的矛盾，減少土地占用量，并提高工程的經(jīng)濟效益。