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输水干渠土方开挖施工技术探讨

2015-10-21郑建东覃晓勇

科技致富向导 2015年9期
关键词:土方开挖质量控制

郑建东 覃晓勇

【摘 要】某水利工程的输水干渠主要为全挖段和半挖半填段,挖深为 2.5~9m,土方开挖工程量为 25267m3。本文分析了输水干渠土方开挖施工技术相关问题。

【关键词】土方开挖;质量控制;防渗施工

1.土方开挖施工方案

1.1植被、垃圾清理

将渠道开挖区域内的树根、杂草、垃圾、废渣及监理人指明的其他有碍物清除,采用推土机进行植被清理、拢堆。清理范围延伸至离施工图所示最大开挖边线或建筑物基础边线(或填筑坡脚线)外侧至少 5 米的距离。主体工程的植被清理,须予挖除树根的范围延伸到离施工图所示最大开挖边线、填筑线或建筑物基础外侧 3m 的距离。清理垃圾采用装载机辅以人工铲运作业,集中堆渣。植被、垃圾清理的废料采用反铲挖掘机或装载机装至自卸汽车,运至指定的弃渣场堆放。

1.2表土(含耕作层)的清挖、堆放

表土指包含细根须、草木植物根系及覆盖草等植物的表层有机质土壤,土方开挖需将标段内的土料场、施工场区、弃土弃渣场和临时堆土场的土壤表层 0.5m 厚(厚度 <50cm 的按实际厚度剥离)的耕作层剥离,剥离时避免与不宜耕种的土料混杂。耕作层剥离后需运到指定地点妥善保存,并防止土壤被冲刷流失。严禁在邻近边坡开口线附近堆土,堆土高度不超过 5m,堆土用推土机整平压实,并根据条件开挖顺坡的排水土沟,以免土壤被雨水冲刷流失。表土清理采用推土机进行,清基土方不用于回填,运到指定堆放处,便于工程结束时恢复工作。

1.3开挖区域的临时道路

按开挖运输机械的经常性运行线路,合理规划开挖区域的施工道路。渠内开挖运输作业时,可一边开挖一边修路,原则上结合渠道一级马道进行施工。道路宽度为 6m,规划为砂土路面,纵向坡比、转弯半径满足施工规范的场内道路要求。开挖区域内的临时道路、通道在开挖完成后,除必要的施工便道外,及时用挖掘机进行清理。

1.4渠道土方开挖

(1)土方开挖前,首先进行测量放样,标识出开挖范围和位置(断面开口线或轮廓边线)。

(2)土方明挖从上到下分段分层依次进行,严禁自下而上或采取倒悬掏底的开挖方法,以免土方坍塌掩埋施工机械和人员;施工中根据开挖进度情况随时在开挖面做成一定的坡势,以利排水,开挖过程中避免边坡稳定范围内形成积水。

(3)渠道土方开挖前需综合考虑开挖工程量、工期要求、机械配备情况和地质条件,依此合理安排施工季节、开挖段长度和开挖方式。做到准备充分、精心组织,集中力量进行机械化快速施工,坚持“快开挖、早防护”的原则,确保工程质量。

(4)渠道土方开挖,需根据渠道上口开口线的宽度布置 2 个或 1 个开挖作业面。开挖采取纵向分段、分层(分层厚度 3~5m);横向根据具体情况采用全宽开挖,或分台阶开挖:先沿纵向挖掘一通道,然后向两侧拓宽,上层通道拓宽至渠道边坡顶缘后,再开挖下层通道,以使各层有独立的出土道路和临时排水设施,如此向纵深开挖至渠底标高。深挖渠段的施工分级开挖、分级防护。施工中做好每一开挖层的引排水工作,以确保开挖面干燥无水。

(5)机械开挖土方,接近设计坡面时采用反铲削坡,削坡时预留 0.2~0.3m 厚,再以人工整修至设计要求的坡度和平整度。边坡易风化崩解的土层,开挖后不能及时回填的预留 0.5m 左右的保护层,在后续工序开始前人工削坡,达到设计断面要求。

(6)在开挖过程中,按照施工期环境保护的要求,对清基范围线以外、周边的植被需加以保护,将开挖边线撒白灰加以标明,或辅以彩旗和彩绳或警戒绳加以标。

2.土方开挖质量控制

第一,本工程边坡、基槽等部位均为开挖,工艺要求高。施工前,结合各部位开挖要求和地形地质条件进行详细的开挖方案设计。第二,合理安排开挖施工程序,围绕土方填筑需要和土方开挖的要求,根据地层情况实行动态调整,保证开挖的质量满足土方填筑和设计断面的要求。第三,配置足够的、合格的测量人员、仪器和设备,按国家测绘标准和南水北调工程精度要求,建立施工控制网;施工过程中,及时放出开挖轮廓线并对坡面进行复核检查。第四,对开挖边坡进行监测,保证边坡稳定;同时加强施工期边坡变形观测,保证边坡开挖施工安全和质量。

3.土方开挖安全措施

(1)机械挖土与人工挖土进行配合操作时,人员不得进入挖土机械作业半径内,必须进入时,待挖土机停止作业后,人员方可进入槽底清理、边坡找平等工作。如果有滑坡迹象(如裂缝、滑动等)时,应立即采取措施,暂停施工,必要时所有人员和机械撤至安全地点。

(2)在开挖过程中,必须采取确实可行的排水措施,以免积水影响渠坑土壤结构,造成塌方。

(3)渠道开挖要注意安全防护,严禁非工作人员靠近,并在渠坡两边设置明显的安全防护栏。

(4)现场配备专职安全员,发现危险情况时要及时制止并要采取有效措施,危险解除后方可继续施工。

(5)制定切合实际的安全应急预案,定期检查施工作业区,排查隐患。

4.几种渠道防渗施工方法

4.1土料防渗

土料防渗造价低、投资少,可就地取材,但存在耐久性差的问题,往往由于冻融的反复作用,使防渗层疏松剥蚀,从而失去防渗性能。尽管如此,随着大型碾压机械的应用及防渗技术发展,土料防渗仍然广为应用。施工中土料的原材料应粉碎、过筛,必须清除含有机质多的表层土和草皮、树根等杂物;施工中应严格控制配合比和含水率;是混合土料宜先干拌后湿拌;铺筑时灰土、三合土、四合土按先渠坡后渠底的顺序施工;素土、粘砂混合土按先渠底、后渠坡的顺序施工。当防渗层厚度大于1 5cm时,应分层铺筑。铺筑时应边铺筑、边夯实,夯实后土料的干容重应达到设计值,不得小于设计容重。土料防渗层铺筑完成后,要加强养护,注意防风、防晒、防冻。

4.2混凝土防渗

混凝土防渗的优点是防渗抗冲效果好,输水能力大,耐久、强度高,能减少渠道断面尺寸,适应性广,便于管理。缺点是混凝土衬砌板适应变形的能力差,在缺乏砂、石料的地区造价较高。混凝土衬砌适用于各种地形、气候和运行条件的大、中、小型渠道,附近應有骨料来源。

施工方法:水泥用量要较普通碎石混凝土适当增加,并直掺入减水剂、早强剂。石料应采用1~2级级配。采用低流态混凝土,其坍落度以0~2cm为宜。可采用活动模板和分块跳仓法、滑模振捣器法施工。混凝土预制板初凝后即可拆模,强度达到设计强度的70%方可运输,安砌应平稳、坚固,砌缝应用水泥砂浆填满、压平、抹光。现浇完毕后,应及时收面,及时养护。

4.3砌石防渗

砌石防渗适用于石料来源丰富、有抗冻和抗冲刷要求的渠道。砌石防渗一般可减少渗漏量70%~80%,使用时限达20a~40a。砌石防渗具有就地取材、施工简单、抗冲刷、耐磨和耐腐蚀性强等优点,具有较强的稳定渠道的作用及能适应渠道流速大等特点。国内大部分浆砌石防渗渠道没有设垫层,直接砌筑在渠基上。因石板较薄,为使其与渠床紧密结合,常铺一层2~3cm厚的砂料或低标号砂浆作垫层。为提高砌石的防渗效果,也有在砌石下面加铺粘土、三合土、塑料薄膜等垫层的。 [科]

【参考文献】

[1]宋敏.浅谈桃曲坡水库灌区渠道工程防渗技术措施[J].陕西水利,2008(S2).

[2]卜太峰,赵耀坤,张丽.浅谈渠道施工技术[J].科技致富向导,2011(26).

[3]刘晖,吴旭.用VBA开发渠道工程设计程序[J].新疆水利,2000(06).

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