河道防護工程土壩土料制備及上游坡面砼護坡施工

溫國棟，錢少璇，楊婷婷

（1.江蘇天源建設(shè)集團有限公司，江蘇 淮安 211700；2.江蘇省盱眙縣水務(wù)局，江蘇 盱眙 211700）

1 工程概況

盱眙縣某河道治理工程，河道長約16.5km，河道兩側(cè)主要采用砼護坡形式，局部采用直立式鋼筋砼擋墻，C20 現(xiàn)澆砼護坡長10.05km，砼護坡有兩種斷面形式，一種是1:4 坡比，另一種為1:2.5 坡比。河道0+515～3+200 段圖紙設(shè)計為1:4 砼護坡，斷面特性為：河底高程-2.0m，底寬30m，采用全斷面放坡結(jié)構(gòu)，▽-2.0～▽5.0m 坡比為1:4，▽5.0m 設(shè)4.0m 寬的平臺，▽5.0～▽7.0m 坡比為1:2。▽2.4～▽5.0m 設(shè)15cm 厚現(xiàn)澆砼護坡，鋪設(shè)10cm 厚砂石墊層，砂石墊層下設(shè)350g/m2土工布一層，在高程2.4m 及5.0m 處各設(shè)一道300mm*500mm 現(xiàn)澆砼格埂，縱向格埂每15m 設(shè)一道2cm 厚聚乙烯低發(fā)泡板伸縮縫；每隔30m 設(shè)一道300mm*300mm 橫向格埂。現(xiàn)澆砼護坡每30m 長采用一次性澆筑，護坡厚度150mm，在砼護坡與砼格埂接觸處均設(shè)2cm 厚聚乙烯低發(fā)泡板伸縮縫，等砼強度達到75%后采用切割機切縫分塊，分塊尺寸應(yīng)不超出4 m2，切縫深度50mm，每塊上設(shè)置4 個直徑50mm 冒水孔，孔內(nèi)以瓜子片填實。堤頂防汛道路寬8m，再以邊坡1:2接至現(xiàn)狀地面。

2 土壩土料制備

河道防護工程大壩填筑土料場設(shè)置在距離工程區(qū)2.8km 遠的黃土梁峁，土料場開采深度為50m，且主要分布有黃土、黃土狀壤土及低液限黏土，土料含水率平均為7.8%，實際含水率比設(shè)計含水率低15.8%，必須進行土料泡土、補水、翻拌，達設(shè)計含水率及土料填筑施工要求后開采。考慮到本料場中上部較為狹窄，所以，對于料場中上部進行溝灌法泡土，待上部土料實際含水率達到設(shè)計要求并開挖后，再針對料場下部采用筑畦法泡土[1]施工。

2.1 清表

采用HP-220 推土機將待取土料場表面的石塊、雜草等推運堆積，并用反鏟將樹根等徹底清除，保證取土場1.2～2.0m 設(shè)計深度內(nèi)無樹根、草根等雜物。用容量1.6m3的反鏟將清表后堆積的雜物和廢土挖裝至25t自卸貨車后運輸至就近的棄渣場處理。

2.2 溝灌開挖及畦塊修筑

對于本取土場上部地形狹窄其較為陡峭的區(qū)域，用反鏟開挖深度1.5～2.0m 的溝槽后進行溝灌法泡土施工。溝槽斷面按矩形設(shè)計，溝槽間距和寬度均為1.0～1.5m，根據(jù)地形所確定的溝槽開挖長度為12～20m。在溝槽開挖施工時，必須保證槽底的平整，并根據(jù)相關(guān)試驗結(jié)果進行溝槽內(nèi)灌水量的確定。

通過反鏟在各開采平臺挖出深度0.5m～1.0m 的方格即為畦塊，其具體開挖尺寸主要根據(jù)取土場地形和泡水程度等確定。對于地勢較平坦的區(qū)域，畦塊開挖尺寸應(yīng)較大，控制在400m2左右，而在地勢陡峭的區(qū)域，開挖尺寸應(yīng)盡可能小，控制在200m2左右。畦塊底部的修筑要求與溝槽開挖一樣，必須平整，根據(jù)泡土土層厚度和配水量大小確定畦塊修筑的實際高度，其周邊土埂的高度通常 控制在1.0m，具體布置詳見圖1。

圖1 單塊畦塊簡圖

2.3 泡土及待滲

以高壓泵從附近河道所抽取的天然水為泡土用水，并通過直徑108mm 的鋼管輸送至土料場內(nèi)高位水箱，再由水箱上所連接的直徑110mm 軟管自流至泡土工作面。為控制注水量和泡土施工效果，還應(yīng)在軟管上增設(shè)支管并安裝控制閥門、水表。料場內(nèi)的3 個高位水箱均由厚度20mm 的鋼板按照長*寬*高2.0m*2.0m*6.0m的尺寸制成。

待溝槽開挖和畦塊修筑結(jié)束后，應(yīng)依據(jù)設(shè)計泡土深進行用水量的測算與控制并泡水。為保證泡土施工質(zhì)量，應(yīng)嚴格控制注水量，本河道防護工程泡土用水量主要根據(jù)土料實際含水量和需水量確定，公式如下：

考慮到畦塊內(nèi)水位入滲的深度和速度，為縮短待滲時間，提升泡土效果，應(yīng)在泡土前采用螺旋鉆機在各畦塊內(nèi)按照4m 的深度、80mm 的直徑、2m*2m 的間排距打孔，并使其呈梅花形布置。按照泡土試驗數(shù)據(jù)測算泡土后土料的開采時間[2]，通過洛陽鏟打孔并提取土樣后進行實際含水率檢測，達設(shè)計要求后才能按設(shè)計要求大規(guī)模取土。

2.4 土料開采

土料的開采深度應(yīng)按照含水率合格的土樣范圍、泡土用水下滲深度及取土設(shè)備性能等綜合確定，本河道防護工程單層土料開采高度確定為4m。在取土前，通過HP-220 推土機將畦塊周圍的土埂推平并對土埂干土補灑水，保證取土料性能質(zhì)量。取土過程中，必須確保各層底部與設(shè)計高程相同，從而在取土層形成新的施工平臺，方便進行下層畦塊設(shè)置及泡土與取土。本工程采用1.6m3反鏟進行立式取土，在取土的同時進行上下層不同含水率土料的充分翻拌與混合，并隨時進行土料實際含水率的檢測，根據(jù)檢測結(jié)果適時噴水和翻拌。對于開采和制備好的土料，通過25t 自卸貨車運至本河道防護工程大壩進行填筑，若因環(huán)境溫度較高而導(dǎo)致土料在運輸和填筑過程中實際含水率下降，則應(yīng)在填筑面再次補水，并通過旋耕機二次翻拌，使含水率符合大壩填筑施工要求。

3 土壩上游坡面砼護坡施工

3.1 上游坡面砼護坡施工

該河道防護工程上游坡面砼護坡單塊澆筑倉面較多，施工質(zhì)量控制難度大，按照設(shè)計要求應(yīng)通過滑模施工，即先根據(jù)設(shè)計面板實際情況在橫向分縫位置按5.0m間距設(shè)置條塊，再順坡面向鋪筑槽鋼側(cè)模，滑模桁架通過壩頂所設(shè)置的5t 卷揚機提升，護坡澆筑采用跳格法[3]澆筑，第一塊澆筑完畢模板拆除后將低發(fā)泡板伸縮縫設(shè)置好，然后再進行下一塊砼澆筑，以此類推。澆筑模板采用槽鋼。澆筑結(jié)束后還應(yīng)通過切割機自下而上沿縱向分縫切縫，并按2.0cm 的寬度設(shè)置伸縮縫。通過滑模施工能防止砼護坡澆筑后表面錯臺、蜂窩麻面、鼓包等缺陷，還能加快施工進度，保證施工質(zhì)量。

混凝土護坡切縫在模板拆除后進行，且在混凝土出現(xiàn)溫縮裂縫前全部完成，同樣按施工經(jīng)驗控制割縫時間，施工時根據(jù)現(xiàn)場及天氣環(huán)境適當調(diào)整。縱橫格埂施工完畢后，進行坡面土方整理，經(jīng)監(jiān)理驗收合格后，按設(shè)計要求鋪設(shè)土工布后再鋪設(shè)100mm 砂石墊層。

3.2 上游坡面反濾層施工

本河道防護工程大壩上游迎水面為厚度20cm 的C25 混凝土面板護坡，設(shè)計坡比1:3，單塊混凝土面板長*寬為5.0m*5.0m。混凝土面板間設(shè)置寬度2.0m 的伸縮縫并通過聚乙烯泡沫填縫處理。在混凝土面板護坡下增設(shè)厚度20cm 的反濾砂層和厚度30cm 的碎石反濾層，反濾層包絡(luò)線要求詳見表1。固坡材料選擇厚度4.0cm的M10 水泥砂漿。

表1 碎石反濾料包絡(luò)線要求

對于反濾砂層先進行砂料天然級配、含泥量及不均勻系數(shù)等性能指標的試驗和檢測，并通過篩分將超徑顆粒提出，再通過水力沖洗以確保砂料級配、粒徑及含泥量等符合要求。對于碎石反濾層同樣應(yīng)檢測其性能指標，并按照設(shè)計要求進行不同粒徑碎石骨料摻配混合試驗，通過篩分將超粒徑顆粒剔除，水力沖洗以確保含泥量。

4 結(jié)論

盱眙縣某河道治理工程土壩土料制備和上游坡面砼護坡施工過程中，通過加強施工技術(shù)和質(zhì)量管理控制，既有效解決了施工工期緊、施工難度大、質(zhì)量要求高的難題，又優(yōu)質(zhì)高效地完成了施工任務(wù)，且取土方案及土壩上游坡面砼護坡施工可為類似土壩工程提供借鑒參考。