某水利堤防工程土方填筑施工

楊 濤

（安徽省交通航務工程有限公司，安徽 合肥 230011）

1 工程概況

某水利堤防改建工程主要施工內容為舊堤加寬加高，以及護坡加固處治。該項目左堤填筑長度6.90km，右堤填筑長度6.60km，總填筑長度13.5km，填筑總土方量約68萬m3，滿足設計高程后堤頂寬度達到了10 m。回填所用土料主要來自于取土場及河槽兩岸河灘土，與主河槽靠近段護坡加固主要采取干砌石、鉛絲石籠以及打木樁等。為保證填筑質量及堤防穩定性，須嚴格依照規范要求施工，不同土料應按要求進行擊實試驗，以獲取土料最大干密度及最優含水量等參數，力求在確保工程質量的同時快速完成土方填筑與護坡加固。

2 施工前期準備

2.1 測量放樣

根據水利堤防設計圖紙，結合坐標控制點、水準點、導線點以及中線，每隔30 m打入定位樁，按照要求做好施工測量放樣，確保定位精準、放樣精確。對于堤防存在高低起伏或者彎曲度較大的工段，還需要加密精度等級。對已測量放樣的區域用白石灰沿線灑布，劃分出填方區域，以保障后續施工的有序推進。

2.2 堤基清理

①對堤防的坡面、頂部進行清基，清除碎磚、石塊等雜物，從上往下開挖臺階，每層臺階高25～50 cm，寬50～100 cm。清除堤壩灘地上的樹木、雜草，并挖除表面松散、腐化變質、含有雜物的素填土及各類垃圾等，對于根部較大的植物根莖需要深挖。最小清基厚度不得低于30 cm，清基邊界比設計基面邊線大至少50 cm。②全面、精準測量堤防斷面，對涉及的溝塘、涵管、道路、土堆等予以標識，做好詳細記錄并附上相關圖片，以進一步明確總體清基范圍，確保對專項清基方案做到了如指掌。③部分堤防加固段位置的表層松散土較多，需要全部清除；靠近坡腳臨水位置，植物根莖扎深交錯，特別是蘆葦根纏繞，需要延伸清基深度0.50 m左右；沿線如果有溝塘需清除淤泥，并沿著設計邊線在距離約0.50～1.00 m位置開挖縱向排水溝，確保排水暢通，降低地下水位，保障堤防填筑質量。④結合堤身填筑要求，對堤基范圍內的坑、渠、溝、槽等進行回填，并在填筑前使用振動壓路機對堤基進行碾壓，碾壓次數應不小于5遍。以上各個工序完成后，及時報驗，驗收合格后方可進行下一步施工。

2.3 填筑試驗

合理選取典型的堤防段作為試驗段，開展土料填筑碾壓作業，以便獲得更為可靠的施工參數，主要包括：鋪筑厚度、填料含水量、最大土塊直徑、碾壓工藝與方式、壓實次數。其中，填筑土料的最大干密度和最佳含水率作為兩項重要指標，應結合目測、手測等方式，配合試驗予以確定。堤身填筑要分層進行，鋪筑厚度為30～50 cm、土塊直徑不大于10 cm，大塊土料需人工搗碎。試驗段完成后，要匯總分析各項試驗資料，繪制填料干密度和壓實次數的關聯曲線，并結合施工實際形成分析報告，確定最優碾壓參數，以指導后續填筑施工。

3 施工技術要點

堤防土方填筑的施工流程如圖1所示。

圖1 土方填筑施工流程圖

3.1 填筑要求

①水利堤防填筑施工中，需嚴格依循相關規范要求，如若遇到高低不平的地面，填筑時要從地勢較低向較高位置分層填筑。如若堤防橫斷面的坡度較大，則應按要求削低坡度，實施分段作業時應控制作業面長度不小于100 m，人工作業的堤段可適當減縮施工長度。②在對水利堤防相鄰工段填筑時，應保持平衡同步填筑上升。如若兩個工段之間存在高差，需設置斜坡面連接。若上層土料填筑前下層已填筑土料的表面過分干燥，要適當灑水保持濕潤，再利用光面碾對填筑土料予以壓實處理。③對于修筑在軟基上的堤防工程，或填料含水量偏高時，應在施工時適當控制填筑速度，并在地基、坡面處設置若干個沉降位移觀測點，根據觀測的實時數據，進一步指導填筑作業。

3.2 填料選擇

①部分水利堤壩需取土回填，在開工前應按照施組設計，對取土場位置、取土量、運輸路線以及土料質量等進行現場勘察核查，保證土料來源充足、質量優良、運輸方便。②加強對取土場土料質量的檢查，主要包括檢驗土料的種類、粒徑是否符合規定，土料含水量、雜物含量是否達標，土料干容重、摩擦角、滲透系數等指標是否滿足要求。③根據土料的檢驗結果，制定相應的技術措施，以進一步提高土料質量。如果土料含水量過高，則需在填筑前進行翻曬，或摻入一定比例的干土調勻；如果土料含水量過低，則需要灑水濕潤并做好保濕。④在填筑土料前，還要做好碾壓試驗，碾壓質量滿足設計干密度時，才可以進行填筑。填筑要分段進行，每段定好標識，防止出現漏壓、欠壓、過壓的現象，對上下層的接縫位置，要注意錯開一定距離。⑤如若土方填筑用土料在運輸或卸料后，產生了顆粒分離的現象，則需要在卸料后，及時將土料拌和均勻，并根據碾壓試驗結果，確定鋪筑厚度、土料直徑尺寸，對于水利堤防堤邊位置，可在設計邊線時適當超填一定余量，其中，人工鋪料時約為10 cm，機械鋪料時約為30 cm。

3.3 填料鋪筑

①鋪筑土料時，要做好土料的質量檢查，根據工程實際，優化砂料指標，提高透水效果。鋪料要充分攪拌，確保沒有填筑空隙。在鋪筑過程中跟進檢查，確保各項參數達標。②在鋪筑過程中，可以將鋪料從邊緣向前延伸擴展，這樣既方便后續的鋪料操作，也可以防止過度碾壓引起的剪力破壞。③大面積填料鋪筑應以機械為主、人工為輔，對于大型機械不能觸及的小面積區域，則以人工為主，完成精細料的鋪筑作業。鋪料時要安排監理工程師、質檢人員旁站，發現問題立即整改，作業完成并報驗合格后再進行下一步施工。④水利堤防填筑時，如若邊緣位置存在沒有壓實的情況，應安排技術人員及時進行模擬試驗，嚴格控制好鋪筑厚度，進而確保水利堤防填料的填筑質量。

3.4 壓實施工

①壓路機行進方向應與堤防軸線方向平行，與平行堤軸線方向應大于0.50 m，與縱向堤軸線方向大于3 m，采用碾磙進行碾壓作業時，應按照進退錯距法（如圖2），保證兩次碾壓搭接的壓痕寬度至少為10 cm。②機械作業時需控制好行進速度，平碾與振動碾速度控制在2 km/h。對部分堤段不適合大型機械作業，或邊角位置大型機械無法觸及的區域，應采用小型夯機人工輔助作業，夯實時采用連環套打、雙向套壓，且行壓行、夯壓夯均保持在1/3。③夯實需按照分段、分片進行，搭壓寬度≥1/3。根據不同填料的碾壓要求，適當灑水，以增加碾壓效果。其中，壓實砂礫料時灑水量約占填筑量的20%～40%；壓實中細砂時灑水量參考最優含水量，平碾壓密壓實，具體碾壓參數要求詳見表1。④水利堤防涵閘較多，在與涵閘側墻或擋土墻距離較近時（距離不大于2 m），須采用人工手持蛙式打夯機輔助夯實。在夯實前要進一步檢查，直徑不小于5 cm的土料要進行破碎。土層鋪設厚度應保持在20 cm，且誤差不得超過±5 cm，考慮到邊緣處的壓實效果，土料填筑寬度需不小于0.30 m。

表1 碾壓施工參數要求表

圖2 進退錯距法示意圖

3.5 接茬處理

3.5.1 與舊坡面的接茬處理

涉及新舊坡面的接茬位置，需將坡面挖成臺階狀，每層臺階高為0.80 m，寬不得小于2 m，最底部一層臺階寬不小于3 m（如圖3）。然后，對坡面進行刨毛，控制好含水量后，再鋪筑新土料并按規定壓實。對于分段之間存在的高差，需要設置斜面連接，坡度小于1∶3，同時隨著作業面填筑上升削坡至合格層，削坡后需控制結合面土料的含水量，不能過高或者過低，刨毛、鋪土、壓實等工序同步進行。

圖3 新舊坡面接茬處臺階處理圖

3.5.2 與建筑物的接茬處理

首先，填筑前將水工建筑表層乳皮、雜物、油污等清理干凈，如有外漏的桿件（如螺栓）需要割除，并將割除后殘留外露部分用水泥砂漿覆蓋；其次，填筑時應先對建筑物表面噴濕，涂抹泥漿、鋪土、夯實等工序同步進行，涂抹泥漿高度與鋪土厚度一致，厚度約3～5 mm，泥漿制備需嚴格控制質量，使用粘土塑性指數IP大于17，濃度比約1∶2.50～1∶3.00，在泥漿未干固時盡快鋪土、夯實；最后，建筑物周圍填筑時，需保持同步上升，貼邊處手持打夯機均勻夯實，鋪土厚度控制在15～20 cm。根據設計要求，當回填到一定位置后，需施工排水盲溝或構筑物基礎再繼續回填。

4 質量控制要點

①建立健全質量管控體系，落實質量責任制，完善初檢、復檢、抽檢和終檢等“四檢”機制，明確質檢部門職責，設置專檢人員，構建網格化質量保證體系。參建各方須密切配合，落實SL260-98堤防行標，每項工序都質檢合格后，方可進行下一步施工。②為有效確保水利堤防質量，填筑作業參數應與前期試驗參數相匹配，現場填筑土料的含水量可用烘干法進行檢測，以校準干密度。現場干密度檢測采用環刀法，自上而下取樣直至壓實層最底層，同時測量壓實層厚度。③水利堤防填筑施工中，對于存在高低起伏的地面，應按照水平分層從最低層往上逐步填筑，嚴禁順坡鋪填，填筑時要控制好鋪土厚度與土塊最大粒徑。其中，人工夯實部位每層小于20 cm、土塊最大粒徑小于5 cm，機械壓實后每層小于30 cm。每層壓實后要及時報驗，合格后方可鋪筑上層土料。土料級配應滿足如下要求：最大土塊粒徑小于8 cm，粒徑大于5 cm的顆粒占比應小于5%，粒徑小于0.074 mm的含量應不小于65%。④填筑時如果發現“彈簧土”，需結合實際情況進行分析，并制定專項處理方案。如果是輕微“彈簧土”，應確保在處理后“彈簧”不再趨向嚴重變化即可；如果是較重“彈簧土”，要征得監理方同意后挖除處理，再重新鋪設符合要求的土料，并重新履行報驗手續。⑤堤防填筑施工前，要充分收集當地氣象水文資料，并和氣象部門保持聯系，適時掌握氣候變化，編制好施工專項方案和應急預案，合理修訂施工計劃。如下雨前進行土料碾壓要保證填筑表面光滑平整，防止雨水下滲、淤積；下雨后應充分晾曬填筑作業面，并在檢驗合格后才能繼續下一步作業；零度以下低溫施工時，壓實土料溫度應大于－1℃，土料中不能含有冰雪塊、凍土塊等；遇大風天氣，風速大于10 m/s時嚴禁施工。⑥每層土料在壓實以后，均應按照規定進行取樣，做好土工試驗，符合要求并取得監理工程師同意后，再進行下步工序。如天氣過于干旱，還要適當灑水，含水率達標后再進入下步工序。

5 結語

堤防土方填筑工藝雖已較為成熟，但其涉及環節眾多，如若現場施工欠規范、相應管控不到位，則會導致一系列質量隱患或施工問題頻頻出現，以致影響到水利堤防的修筑質量，因此，應嚴抓緊控、規范施工、抓好細節、控好關鍵，以為堤防土方填筑質量的有效確保奠定基礎。