填方渠道施工與質量控制

欒東江 許建軍

輸水渠道由于采用了襯砌等防滲措施，對地形和縱坡有了更強的適應性，可以在滿足使用要求的前提下盡可能縮短長度或提高高程，因而出現許多填方（或半填半挖）渠道，填方渠道的施工質量控制不嚴，在運行當中極有可能發生沉陷或潰渠，造成不應有的損失。引額濟克西干渠引水工程項目屬國家大II型工程，渠道全長217.184km，最大流量61m3/s，其中填方渠道(或半填半挖)長101.3km，填方量291.8萬m3／s，最高處渠頂與地面的高差為18.73m。沿線缺水，料場地質情況復雜，施工作業面多強度大。我們采取了一些行之有效的施工方法和質量控制措施。現結合本工程的實際情況談談填方渠道施工與質量控制。

一、土料選擇與實場含水量的控制

（一）對土料和料場的基本要求。為了保證渠堤穩定，首先要求土料壓實后有足夠的強度，其次要有較好的透水性，以減小凍脹對襯砌砼板的破壞，因此西干渠填方渠道土料全部采用砂礫石、礫質土和砂壤土，不允許使用粘性土料。

（二）增加土料含水量的措施。西干渠所有填方渠道土料場附近無地表水，地下水位很低，天然含水量均低于最佳含水量，需采取增加含水量的措施。根據天然土層豎向滲透系數較高的特點，對填方渠道料場我們全部采用筑畦灌水濕潤土層的方法以增加含水量。根據料場的平坦程度和需水量確定畦的大小和高度，畦的大小一般不小于5m×l0m。畦塊灌水需用量用下列公式估算：Q=rdo·H（w—wo+W'），式中：H—土料濕潤深度（取土深），m；Q—單位面積所需濕潤水量，t／㎡；rdo—土料天然密度，t／m3；W—需達到的含水量；Wo—土料天然含水量（挖深坑刻槽取樣測定）；W'—土料濕潤、蒸發和運輸中損失的含水量，一般4%—5％。不同土料所需濕潤的時間各不相同，透水性較好的土料時間短一些，透水性較差的土料長一些。若畦中水深

50-60cm，12小時內可滲完，3-4天后可使用。超過24小時滲完，6-7天后可使用。

表一灌水后平均含水量隨時間變化情況

通過對幾個不同土質的料場平均含水量連續監測發現以下特性，隨著時間的延長其含水量穩定在某一值，可維持10天或更長時間內只有很小的變化，且這個值與最佳含水量較為接近，灌水后濕潤深度、含水量隨時間變化情況如圖一所示。根據這個特性料場含水量就很容易得到控制。西干渠填方渠道土料施工含水量與最優含水量相比變化范圍-3％—+2%之間。

圖一：灌水后濕潤深度，含水量隨時間變化示意圖

二、土方填筑前的準備工作

（一）基礎清理。 填方渠道必須清除植被、草根、腐植土、鹽堿土和粉細砂，局部鹽堿塊和膨脹土應挖除，采取換土措施。岸坡段要根據設計要求處理，確保填方渠基平順穩定。此項工序完工后應作為隱蔽工程由業主會同設代代表、監理和施工單位聯合驗收。

（二）施工前的準備。干渠項目部對全填方和填方數量在20萬m3以上的渠段均要求在填筑前作碾壓實驗，復核設計指標，確定施工所必須的厚度、碾壓遍數和含水量上下限等參數。碾壓實驗報告由監理公司上報業主和設代處審核通過后方可進行填筑施工。驗收合格的渠基在填筑前應灑水、碾壓密實、刨毛以備上料。根據施工強度和作業面具體情況確定好各種機械設備的數量，最重要是根據碾壓實驗情況確定碾壓設備的規格和數量。干渠填方渠道的碾壓設備全部要求采用10t以上自行或托式振動碾，所有作業面高峰時期使用振動碾24臺，確保了碾壓質量。

三、填方施工和質量控制

（一）每層填筑的寬度。為了確保碾壓質量，每層兩側應有足夠的富余寬度，其值由填方厚度和渠道內外邊坡的坡度確定。

由下式計算：△B=h／i+b

其中：△B—每層一側設計寬度以外的富余寬度，m；h—每層填料壓實厚度，m；i—渠道內側或外側邊坡坡度；b—機械運行安全寬度，0.5m—0.8m

（二）填方施工。渠道土方填筑應嚴格按照碾壓實驗報告中的厚度、含水量和碾壓遍數進行。半挖半填方量較小的渠段也應根據實際情況適時調整有關參數使干密度或相對密度達到質量標準的要求。層間結合面應灑水刨毛后方可進行下一層填筑。上料含水量要均勻，不應超厚，嚴格控制碾壓遍數，各種設備協調配合。接縫結合面的坡度和建筑物所預留的填方坡度不應陡于1:3。

（三）質量控制。干渠填方渠道每100m為一個單元工程，每500m3填筑料取一個式樣，一側渠堤每層不少于2個，每層填筑完成后必須進行工序質量評定，由現場監理檢查并審核施工單位自檢資料，得到認可后方可進行下—層填筑。渠道填筑完成，內邊坡削坡完畢，項目經理部會同設代、監理工程師、施工單位和實驗室等有關部門組成土方填筑質量檢查組，對己完成的填方渠道進行抽檢，主要檢查內邊坡。方法是，在內邊坡沿渠道橫向刻50cm *50cm槽沿槽底取樣，數量可根據層厚確定。使用灌砂法或灌水法試驗需把槽底修成踏步形狀，在水平面上試驗。不同高程檢測結果與施工單位自檢結果進行復核，試樣不合格時應增加檢測數量測量，不合格點是否集中，計算合格率是否滿足質量要求，不合格的填方渠道需經處理合格后方可進行下道工序施工。

結束語：（1）渠道土石填筑是渠道工程施工中的一個重要環節，施工工藝并不復雜，但要控制好質量卻有一定難度，業主、監理和施工單位應高度重視。（2）渠道土石填筑施工可參照使用《碾壓土式石壩施工技術規范》中有關條款。（3）在填方渠道渠堤內外側邊坡上容易出現質量問題，一般是由于碾壓時富余寬度不夠造成的，深度不大，可挖除后從底部向上沿邊坡分層夯實即可。（4）填方渠道高度小于渠深時，應采用二堤分別填筑的施工方法，可節省土方加快進度。填方高度大于渠深一半時，應采用全斷面填筑的施工方法，若層間充分灑水并連續施工時，當渠堤頂部達到設計高程時，中部挖出的土方在含水量不小于施工含水量下限時，可重新用于其它部位的填筑。

參考文獻：

[1] 樓洪瑞 .《水利工程施工基礎知識》

[2] 顏宏亮，于雪峰.《水利工程施工》