環形坡面預制塊長距離鋪裝施工技術及應用

王華震＊ 武 鵬

（中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450001）

1 工程背景

引江濟淮工程（河南段）第三施工標段調蓄水庫工程為人工開挖的調蓄水庫，平均開挖深度為5.0m。調蓄水庫正常蓄水位為40.90m，設計水深為3.9m，總庫容為80 萬m3。調蓄水庫邊坡坡度為1:2.5，迎水坡面采用C25 預制混凝土帶孔六棱塊護砌，預制塊厚度為0.15m。預制塊護坡下設三層結構，分別為0.15m 厚的20～40mm 的碎石墊層、0.1m 厚的5～20mm 的碎石墊層和一層350g/m3土工布。

預制塊護坡是生態護坡的一種，與比全斷面護砌相比存在多孔性、透水性等優點，能夠很好的平衡護坡與臨邊土壤的水壓力，避免兩側水壓力不平衡而損壞，同時還保持了較強的抗沖刷能力，保持邊坡的穩定，有利于水生植物的生長，微生物的存活，能夠較好的處理水土流失問題。

混凝土預制塊護坡已經被廣泛用于線性河道工程綠化、防護工程，但如何保證在環形水庫長距離坡面中環形處、不等距處等位置預制塊鋪裝效果和鋪裝質量，減少不必要的返工，是急需解決的難題。

2 技術原理

2.1 采用AUTOCAD 提前模擬現場鋪裝整體布局，測算出調節縫的數量及面積。

2.2 采用GPS 與AUTOCAD 配合控制現場定位調節縫的位置，長距離鋪裝做到精準施工，減少返工。

2.3 更新傳統鋪裝方式，以調節縫為鋪裝范圍控制線，先護砌外側再護砌里側，鋪裝效果美觀且實用。

3 適用范圍

常規混凝土預制塊鋪裝在河道中應用較多，在環形水庫中應用技術較少。本技術主要應用于環形坡面及不等距混凝土預制塊長距離鋪裝，具有能夠保證質量、加快施工進度、外觀效果好的特點。

4 技術特點

本工程為人工開挖的調蓄水庫，平均開挖深度為5.0m，總庫容為80 萬m3，調蓄水庫邊坡坡度為1：2.5，迎水坡面采用C25預制混凝土帶孔六棱塊護砌（厚度0.15m，邊長0.24m），預制塊單重為46.5kg。水庫護坡底部設置C25 混凝土現澆護腳，護坡頂設置C25 混凝土現澆壓頂。本工程為環形水庫坡面預制塊鋪裝，庫區上口護砌周長2km，下口護砌周長1.8km，為不等距長距離環形預制塊鋪裝。

鋪裝前，對環形、庫區上下護砌不等距位置增加調節縫（后期采用等強度混凝土填補），調節縫位置利用GPS 測量儀器現場定位測量，利用AUTOCAD 模擬現場鋪裝效果，提前對調節縫數量、位置進行測算，指導現場施工，避免調節縫過多影響鋪裝效果。

鋪裝過程中鋪裝方式采用從坡腳逐層向上安裝，結合CAD圖紙調節縫預留位置開始，從靠近調節縫的邊側開始施工，在邊側砌筑完成后，再進行內圈底部的施工，砌體的排布無問題后，將從底部向頂部進行預制塊逐層安裝，保證整體縱橫交錯，內外連成一體，無通縫。

5 施工工藝流程及操作要點

施工過程作好詳細施工記錄，經常符合測量點位，為質量評定提供依據。坡面修整、鋪無紡布、墊層、預制塊分序施工，監理工程師驗收上一道工序合格后，才能依序進入下一道工序的施工。

5.1 施工工藝流程

護砌施工流程：施工準備→測量放線→土工布鋪設→碎石墊層攤鋪→預制塊安裝→調節縫澆筑→驗收。

5.2 操作要點

5.2.1 施工準備

5.2.1.1 工程施工前，詳細了解工程地質、水文地質、人文環境情況，明確施工環境的不利影響，做好前期各項準備工作，各種施工設備和器材提前到場，并對現場作業人員進行交底，保證每一位施工人員掌握施工控制要點。

5.2.1.2 提前降水，降水深度滿足施工需求，且邊坡坡面預留的保護層修整完成，基面驗收合格。

5.2.1.3 施工供電電纜均應提前敷設到護砌工作面。

5.2.2 測量放線

測量人員要熟讀施工圖紙，使用全站儀在水庫周圈相隔固定距離進行樣架的設立，現場點線位置應便于確認、不易移動、方便施工，并經常檢查維護點線位置的準確度。

在澆筑好的護腳混凝土頂面布設點位，標出高程、樁號；修整好的坡面間隔10 米作為一個斷面，每個斷面均布3 個點位，標出高程、樁號；在環形處、不等距處加密布設。

5.2.3 土工布鋪設

土工布由生產廠家運輸到物資倉庫，土工布進場后周揚檢測5%以上，保證產品質量符合工程設計要求。經檢驗合格后用汽車運輸到施工部位，人工進行攤鋪。

5.2.3.1 基面處理

在基面處理前，布置好護砌周邊的排水設施，保證達到設計干地要求后可以進行土工布鋪設施工。

土方開挖及庫岸換填過程中預留的10～20cm 保護層開挖，采用液壓反鏟自下而上進行，人工配合局部修整，反鏟斗牙部位設置一塊平板刮板器，基本保證坡面平整度。

鋪設前對表面進行平整度檢查和處理，按要求修整護坡；坡面應平整、無雜物、無尖狀物質，填平坑凹，平整土面。

5.2.3.2 土工布鋪設。（1）在經驗收合格的基面上及時鋪設土工布，鋪設過程中，作業人員必須穿軟底鞋進行施工，并防止一切可能引起土工布損壞的作業。（2）土工布鋪設從護腳向壓頂方向進行施工，將護腳已固定土工布向上拉起至壓頂位置，用重物將土工布進行固定，防止滑動。土工布上、下端按設計要求預留足夠的長度，埋入壓頂溝槽內。（3）坡面上土工布鋪設以鋪平為原則，不得強拉，保證土工布松緊適度、平順，與地面結合緊密，無空隙。土工布施工完成后，應避免日光直射，碎石墊層應及時施工，為土工布質量提供保證。（4）防止起風對施工的影響，所有的鋪設完成土工布當天搭接、拼接完成，用重物進行臨時固定，碎石墊層施工過程中逐步將重物移走。（5）為避免機械或其他人為因素出現，導致下部工序施工時土工布損壞的情況出現，在發現土工布損壞的第一時間，立即對損壞部分進行更換或修補。

5.2.3.3 土工布的拼接。鋪設時，因土工布需要嵌入到護腳及壓頂混凝土中，為防止土工布受到損壞，土工布沿順坡方向分為3 段進行搭接，搭接段分別為護腳段、中間段及壓頂段，接縫采用縫接方式，搭接長度不少于10cm。（圖1）

圖1 土工布縫接方式

土工布鋪設完畢，應盡快鋪設碎石墊層，防止土工布污染、風吹移位。

5.2.4 碎石墊層攤鋪

墊層碎石由市場采購，驗收合格的碎石墊層，由自卸汽車直接運至水庫坡肩環庫堤堤基上，按設計攤鋪量和每車的運輸量，較均勻的卸在指定位置。

碎石鋪筑前做好場地排水、將土工布上浮渣、雜物清除干凈、設好樣樁、備足濾料。本工程碎石濾料粒徑分為兩種：緊貼土工布為10cm 厚粒徑5～20cm 的碎石，其上為150cm 厚粒徑20～40cm 的碎石。不同粒徑組的濾料層厚度必須符合設計要求。

碎石鋪筑方式為：有長臂反鏟將碎石投放到坡面，自下而上進行施工，不允許高處直接傾倒，粒徑不同碎石按要求逐層施工，保證互不混雜，層次分明。

碎石墊層鋪筑需進行必要的壓（夯）實，壓實后相對密度不小于0.7。碎石墊層經監理驗收后，及時安裝混凝土預制塊。

冬季施工時，碎石不得夾雜凍塊，雪天立即停止施工，及時覆蓋。雪停復工時，應及時清除積雪、雜物，清理完成后恢復正常施工。

5.2.5 預制塊安裝

市場采購符合設計圖紙要求的加工合格的混凝土預制塊，預制塊入場經施工現場驗收合格后方可投入使用。現場驗收的主要內容有外觀尺寸、破損程度、混凝土強度等。

5.2.5.1 預制塊卸車。卸車前，查驗數量及完好程度；進行簡單的技術指標檢驗；卸車時采用20t 汽車吊、人工配合進行。根據每車運送的數量和工作面的需要數量，較為均勻的卸在庫周坡肩外側平地上。

5.2.5.2 預制塊安裝。碎石墊層逐層驗收后，依據測量放樣為依據，順水庫邊坡中心線方向，每20 米設置測量斷面，并在護腳、中部、壓頂各設置加密樁點，并在碎石坡面上用預制塊不均勻的布設控制點，標注符合設計要求的預制塊厚度線以及跛腳、坡頂的對應位置，用細繩連接各控制點，作為安裝預制塊的控制高程；由于坡面高差較大，預制塊不可在碎石墊層上拖拉，混凝土預制塊由20t 汽車吊將其吊放到作業面，人工進行安裝。

鋪裝過程中鋪裝方式采用從坡腳逐層向上安裝，結合CAD圖紙調節縫預留位置開始，從靠近調節縫的邊側開始施工，在邊側砌筑完成后，再進行內圈底部的施工，砌體的排布無問題后，將從底部向頂部進行預制塊逐層安裝，保證整體縱橫交錯，內外連成一體，無通縫，無架空、超高現象。

已安裝完成預制塊的坡面，應做好成品保護，不允許出現堆放雜物或未安裝預制塊的情況，導致預制塊表面破損，出現無必要的返工。

5.2.6 調節縫澆筑

水庫調節縫混凝土澆筑為素混凝土，設計指標為C25F150。

預制塊安裝完成后，將調節縫位置多余碎石、雜物清理干凈后，向監理申請開倉驗收。驗收合格后及時開倉澆筑。若遇特殊情況，無法及時澆筑，重新清理、驗收。

5.2.6.1 澆筑分層。調節縫混凝土澆筑不分層。

5.2.6.2 入倉。調節縫采用在護坡設置溜槽的方式入倉澆筑。混凝土到位后立即進行平倉，若有出現骨料堆疊的情況，人工將骨料分散至砂漿過多處，不可用砂漿直接覆蓋。

5.2.6.3 振搗。混凝土平倉完成后，及時采用直徑50mm 軟軸振搗棒振搗。

由于為1：2.5 坡面，振搗時將振搗棒垂直插入混凝土后，慢慢傾斜，方向與坡面方向一致，避免漏振。振搗混凝土時要做到快插慢拔，振搗結束時間以混凝土表面不再下沉，不冒氣泡，開始泛漿為止。

5.2.6.4 收面。用刮板刮面，人工使用木抹子兩次抹面，多次壓光，使其部位的平整度控制在規范指標之內。

5.2.6.5 養護。混凝土澆筑完成后，按要求進行灑水養護，為避免倉面積水、陽光暴曬，對新澆筑混凝土進行覆蓋，陰雨天氣最少灑水養護14 天，在天氣干燥、炎熱時，覆蓋灑水養護時間至少28 天以上。養護過程需連續，不得中斷。

5.2.7 驗收

調節縫混凝土為土工布底層與預制塊分割交接區域組成的澆筑空間，不存在模板，養護到位后科直接驗收。

主要驗收項目為混凝土外觀，如是否存在蜂窩、麻面，是否有缺角漏漿區域。若出現混凝土缺陷情況，應按照已上報混凝土缺陷處理方案嚴格執行，且應有監理過程見證。

6 材料與設備

6.1 勞動力配置，見表1。

表1 勞動力配置表

6.2 設備，見表2。

表2 主要施工設備表

7 效益分析

環形坡面預制塊長距離鋪裝外觀控制施工技術采用AUTOCAD 提前模擬現場鋪裝整體布局，能夠提前測算出調節縫的數量及面積，避免鋪裝過程中的返工、整改情況發生，同時能夠精確計算出混凝土的澆筑量和施工成本，該技術加快了施工進度，節約了施工成本，經濟效益顯著。

該混凝土預制塊鋪裝通過采用AUTOCAD 和GPS 相結合的處理方式，保證了環形水庫調節縫布置的合理性；通過更新傳統鋪裝方式，以調節縫為鋪裝范圍控制線，先護砌外側再護砌里側，自下而上，達到預制塊之間無縫對接，鋪裝效果美觀且實用。