漳河灌區膨脹土渠段開挖與襯砌施工管理

【摘要】漳河灌區水利灌溉渠系發達，隨著周邊用水的需要，近年渠道改擴建施工項目繁多，面臨很多渠段的土質都屬于膨脹土土質、基礎不堅實且施工中容易造成安全事故的現實，根據多年渠道施工經驗，摸索出一些針對這些地形地質的施工工法。

【關鍵詞】灌區；渠道；膨脹土；開挖；襯砌

膨脹土是一種含一定數量的親水礦物質，且隨著環境的干濕循環而具有顯著的干燥收縮、吸水膨脹和強度衰減的粘性土。對渠道邊坡的穩定極為不利，邊坡開挖后易產生卸荷失穩，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，基礎開挖面大，極易形成滑坡，對工程的進度、投資和質量帶來較大影響。

1、膨脹土渠段土方開挖、回填及渠道清淤

1.1工法特點

由于膨脹土的特殊性質，在嚴重時會出現邊挖邊跨的現象，開挖過程中必須采取分層、分段開挖，一次開挖的工作面不易過大。開挖過程中在有上層滯水的地帶需采取逐層設截流溝、逐層排水的方式，有效減少邊坡遇水膨脹失穩現象，對邊坡的保護和設計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

開挖區周邊截流溝開挖→自上而下分層開挖→在有地下水或層間滯水地段逐層開挖排水溝并排水→坡面防護→基礎開挖

正式開挖之前在開口線外側開挖臨時截流溝防止地表水流入，開挖作業面減少對開挖邊坡的沖刷和浸蝕。臨時截流溝的布置盡量與渠道永久截流溝結合并結合現場地形匯水條件布置向渠外排水的通道。至上而下分層開挖可有效減少土壓力，減輕滑坡現象的發生。在基礎開挖時應及時排水，防止基礎遇水軟化失穩現象發生。在基礎特別差的渠段要做好應急措施，加大開挖斷面，并提前備好石料，邊挖邊進行換填加固基礎，及時進行上部基礎施工，從而避免因基礎不穩而造成的邊坡垮塌。

1.3施工工藝及施工方法

1.3.1土方開挖

（1）施工準備。建好施工平面控制網、高程系統，按設計要求精確地放出開挖高程及開挖邊線。按抽排水方案實施截、排水溝施工，即進行土方開挖工作。

（2）測量放樣。開挖前，先采用全站儀、經緯儀和水準儀進行測量放樣，確定開挖范圍、高程，并打（放）開挖范圍、開挖深度控制樁線。

（3）場地清理。土方開挖的場地清理施工包括植被清理和表土清理。植被清理為開挖區內的樹根、雜草、垃圾、廢渣及監理工程師指明的其它有礙物；表土為含細根須、草本植物及覆蓋草等植物的表層有機土壤。場地清理采用反鏟、推土機清除最大開挖邊坡邊線范圍內及其外5m范圍內的雜草及表層土等；用自卸汽車運至業主、監理工程師指定的地方堆放并按監理工程師的指示進行處理。

（4）土方（淤泥）挖運。土方（淤泥）開挖之前在渠道的上下游填筑臨時圍堰，用抽水機把渠道內的水排干，并做好渠底排水系統，待渠底晾曬到一定程度后就可以開始進行土方（淤泥）挖運了。用挖掘機在渠底開挖，裝農用車運往棄土場，對可利用土料運往監理工程師指定的堆放場，渠道邊坡開挖，采用挖掘機進行削坡，并留有5～10cm保護層，保護層用人工進行修整，至滿足施工圖紙要求的坡度和平整度。

1.3.2土方回填

（1）施工準備。做好實驗工作，每2km施工斷面內與現場監理工程師一起在回填土料場取樣送實驗室做擊實實驗，確定最大干密度、含水率；與監理工程師一起完成碾壓實驗，確定土料鋪筑厚度、碾壓遍數。

（2）測量放樣。填筑前先進行測量放樣，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。植被清理為填筑區內的樹根、雜草、垃圾、廢渣及監理工程師指明的其它有礙物；表土為含細根須、草本植物及覆蓋草等植物的表層有機土壤。

（4）分層鋪料及碾壓。分層鋪料采用農用車后退法施工，沿渠道軸線方向卸料，推土機平料。鋪料施工從低部位開始，按水平方向分層從下向上鋪土填筑，鋪料厚最大不得超過碾壓實驗確定的參數，回填料在邊坡處超設計線30cm；壓實采用12T振動碾進行碾壓，邊角部位及機械無法施工的部位采用人工輔以電動打夯機夯實。壓實數必須達到碾壓實驗確定的遍數方能進行下一層鋪料；做好雨情工作，根據天氣預報，下雨前及時將作業面表層松土平整、壓實，使作業面形成中央凸起向兩側傾斜，以利于排泄雨水。下雨時和雨后嚴禁踐踏施工作業面，并禁止車輛通行，雨后填筑面要晾曬一段時間，經監理工程師同意復工后才能施工。

（5）碾壓試驗。試驗場次安排：擬對碾壓遍數、鋪層厚度、含水率進行試驗。試驗區總長100m，分A、B、C、D四個區，每25m為一個區，鋪層厚度分別取30cm、35cm、40cm、50cm；含水率統一取設計指標14.4%～19.5%之間。每區分別在碾壓遍數4、6、8、10遍做壓實厚度、干密度、壓實度試驗。碾壓試驗：根據預先選定的鋪料厚度、碾壓遍數及行走速度分場次進行鋪料和碾壓。每一場碾壓前，先在試驗場地有效面積內布置1.5×1.5m方格網，網格上的節點為沉陷量測點，先測出基準值后，再進行鋪料，鋪料推平后，在面上布置與基礎網格重疊的網格點，以便測量碾壓沉陷量。為了測量鋪料厚度和沉陷量，預先在場外設置臨時水準點。碾壓時，采取不錯距進退碾壓，每碾壓2遍測量一次沉降量，每次測量前后均校核場外基準點，當沉陷趨于穩定后，該場次碾壓結束。對填筑壓實體還可用反鏟挖槽觀察密實度，并攝影作為試驗成果記錄的一部分。

（6）壓實度檢驗。為確保土方回填的壓實度達到設計要求，每層土方碾壓完成后進行一次環刀實驗，以確保每層土方壓實度大于設計指定的數值。

1.3.4渠道清淤

主要利用環保型清淤船，將挖掘出的污染底泥與水混合成泥漿，采用絞吸泵進行絞吸挖泥、排泥管輸送方式，將泥漿經排泥管排送至堆場，從而達到清除渠道內淤泥的目的。在近岸施工時，應派專人巡視護岸，防止護岸破壞。

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，分別為C20混凝土護坡、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.挖方渠道護坡底部設排水管，為確保排水效果，在護坡建基面排水孔位置沿渠道水流方向設排水帶。經現場踏勘，渠道兩側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側邊坡，兩邊有路的渠道先澆底板。

2.2混凝土襯砌施工流程

襯砌施工準備→測量放樣→基面人工平整→墊層鋪筑→橫板安裝與加固→倉面驗收→混凝土澆筑→拆模→養護

2.3施工工藝及施工方法

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

2.3.1混凝土材料。水泥：根據混凝土施工規范水泥品種及標號的選擇原則，因渠道長期受水流沖刷，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：根據優質、經濟、就地取材的選擇原則，粗骨料5mm～20mm和20～40mm采用荊門產石灰巖碎石。細骨料砂渠道整治采用沙市長江河沙，建筑物采用襄樊黃砂，細度模數控制在2.4以上。

2.3.2配合比的選定

在已進入工地的合格建筑材料中，與監理工程師共同取樣，送到有水利檢測資質的單位按設計混凝土強度等級進行配比實驗。

2.3.3混凝土拌合

根據施工總平面布置，每個工區布置1個1m3強制攪拌機，配置電子秤自動控制上料機，拌制混凝土時，嚴格按檢測單位簽發的混凝土配料單進行配料，（下轉第頁）

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嚴禁擅自更改。在混凝土拌制過程中，根據氣候條件定時測定砂、石骨料的含水量，以便隨時調整混凝土的加水量，混凝土的攪拌時間不得少于2.5min。

2.3.4混凝土的運輸

根據現場道路及混凝土拌合、澆筑能力，本工程混凝土運輸采用農用車運輸比較合適。混凝土在運輸過程中，盡量縮短運輸時間及減少轉運次數。運輸時間不得超過30min，因故停歇過久，混凝土產生初凝時，應作廢料處理。在任何情況下，嚴禁中途加水后運入倉內。在運輸混凝土時，必須注意運輸道路應保持平整，以避免混凝土受振后發生嚴重泌水現象。裝載混凝土的厚度不應小于40cm，車箱應嚴密平滑，砂漿損失應控制在1%以內；每次卸料，應將所載混凝土卸凈，并應及時清洗車箱以免混凝土粘附。

2.3.5混凝土澆筑

每倉混凝土澆筑前必須經監理工程師同意后方可進行。澆入倉內的混凝土應隨澆隨平倉，不得堆積，倉內若有粗骨料堆疊時，應均勻地分布于砂漿較多處，但不得用水泥砂漿覆蓋，以免造成內部蜂窩。在傾斜面上澆筑混凝土時應從低處開始澆筑，澆筑面應保持水平。澆筑混凝土時嚴禁在倉內加水，如發現混凝土和易性較差時，必須采取加強振搗等措施，以保證混凝土質量。不合格的混凝土嚴禁入倉，已入倉的不合格的混凝土必須清除。混凝土澆筑應保持連續性，如因故中止且超過允許間歇時間，則應按工作縫處理，若能重塑者仍可繼續澆筑混凝土。

因渠道整治混凝土很薄，根據我公司在灌區建設過程中的成功經驗，只要把握混凝土澆筑的四道流程，就能確保混凝土的內部質量及外觀質量。1、人工平倉要到位；2、坡面平板振搗從下往上走，速度不能快，振搗要重疊10cm，腳槽用插入式振動棒振搗；3、鋁合金直尺找平，磨光機收漿；4、人工收光2遍。

2.3.6混凝土養護

混凝土澆筑完畢后，及時灑水養護，以保持混凝土表面經常濕潤。一般應在混凝土澆筑完畢后12～18h內即開始養護，但在炎熱干燥氣候情況下應提前養護，混凝土養護時間根據所用水泥品種而定，本工程養護時間不少于14天。

3、結束語

通過近年的實踐分析與總結，發現漳河灌區范圍廣、跨度大，很多渠段的土質都屬于膨脹土土質，在施工時難度大，又容易造成安全事故。根據近年的渠道施工，摸索出一些針對這些地形地質的施工工法，特別是在開挖施工中，采取科學合理的施工方法，達到了一定的效果，顯著提高了施工質量及經濟效益。

作者簡介：許志勇，男，1983年12月生，重慶萬州人，漢族，本科，工程師，從事水利工程施工管理。