引江济淮工程清水河段护砌施工技术探讨
2022-05-14蒋亚涛常东明赵孟伟
蒋亚涛,常东明,赵孟伟
(河南省豫东水利工程管理局,河南 开封 475002)
1 工程及水文、地质概况
1.1 工程概况
引江济淮工程(河南段)规划建设范围涉及河南省7县2区共9个供水目标,总面积1.21万km2。工程范围段内清水河承担着区域防洪除涝和反向输水的双重任务。
清水河输水线线路总长47.46 km(含试量闸至试量调蓄水库段河道),起始位置为清水河节制闸桩号0+240;终点位置为试量调蓄水库进水闸处,桩号47+700。此工程范围段内清水河承担着区域防洪除涝和反向输水的双重任务。
清水河段疏浚开挖工程,已基本完工,共完成土方开挖约75.52万m3,土方回填约0.23万m3,C25混凝土预制块护坡约2.04万m3,C25混凝土护脚约0.50万m3,C25混凝土压顶0.21万m3,150 mm后碎石垫层约2.73万m3,350g/m3土工布约21.23 m2。
1.2 水文方面
引江济淮工程(河南段)所在区域四季气温变化明显,温差较大,年平均气温14.40℃,各月平均气温以元月份最低,月平均气温0.10℃,7月份最高,月平均气温27.30℃,极端最低气温零下15.30℃,极端最高气温41.90℃。(6—8月)降水比较集中,占全年的50%以上,降水年际变化较大,丰枯悬殊。多年平均水面蒸发量950~1 300 mm,各月平均蒸发量5-6月份最大,12-1月份最小。引江济淮工程(河南段)非汛期为11月至次年4月。
1.3 地质方面
清水河在开挖深度范围内组成岸坡的地层上部主要为重粉质壤土,下部多分布有砂壤土(局部为粉细砂),砂壤土及粉细砂层具中等透水性,且下部粉细砂层中地下水具承压性,勘察期间场区地下水位多高于设计开挖面,在低水位时存在渗透稳定问题,工程地质条件较差,属C类堤基;边坡下部多分布有砂壤土、粉细砂,砂壤土及粉细砂结构疏松抗冲刷能力差,处于地下水位以下,易产生流土或流沙,边坡稳定性差,存在冲刷及岸坡稳定问题,属堤岸稳定性差河段。
2 工程技术方面
2.1 护砌结构类型
引江济淮工程(河南段)清水河护砌类型分为一般冲刷段和弯道顶冲段。
一般冲刷段结构图,如图1所示。
图1 一般冲刷段结构图
弯道顶冲段结构图,如图2所示。
图2 弯道顶冲段结构图
2.2 主要材料
2.2.1 混凝土
引江济淮工程(河南段)清水河护砌段边坡护脚、边坡压顶、锚固梁、预制混凝土块护坡部位混凝土特性参数等级,如表1所示。
表1 各部位混凝土参数等级标准表
2.2.2 闭孔泡沫板
填缝材料采用高压聚乙烯低发泡闭孔泡沫塑料板,密度为120±5 kg/m3,吸水率不大于4%,弯曲强度不小于2.50 MPa,弹性模量不小于1.00 MPa,压缩永久变形不大于2%,抗拉强度不小于0.15 MPa,延伸率不小于≥100%。
2.2.3 土工布
采用350 g/m2的聚酯长丝针刺土工布,无破损、无边角不良,土工布的布面应均匀,无折痕,土工布内无杂物及僵丝,同时应满足以下要求:厚度不小于2.70 mm、断裂强力不小于11 kN/m、断裂伸长率不小于50%、CBR顶破强力不小于1.80 kN、撕破强力不小于0.28 kN、垂直渗透系数A×10-1~A×10-3cm/s。
2.2.4 浆砌石
浆砌石采用M10水泥砂浆砌筑,石料应采用质地坚实,无风化、无裂缝的天然石材,强度不低于MU20,毛石中部厚度不小于200 mm。
2.2.5 河道护砌边坡碎石垫层
河道护砌段边坡设置了一层0.15 m厚的20~40 mm的碎石垫层,其碎石颗粒级配按照《建设用碎石、卵石》中6.1颗粒级配要求执行。
3 护砌施工
3.1 护砌施工程序
护砌工程施工顺序:施工准备→测量放线→护脚、压顶混凝土施工(浆砌石护底)→土工布施工→碎石垫层施工→预制块铺设→锚固梁→边角混凝土→检查、验收。
3.2 施工方法
3.2.1 施工准备
①安全技术交底工作已完成;②降水施工深度满足施工需要;③河道坡面预留保护层修正完毕;④施工供电电缆铺设到护砌工作面;⑤基面验收已完成。
3.2.2 测量放线
①测量人员要熟读施工图纸,布设使用方便、便于保护的控制网点。②采用全站仪放线,经常检查点线位置的准确程度。③放线位置:在浇筑好的护脚混凝土顶面布设点位,标出高程、桩号;修整好的坡面间隔10 m作为一个断面,每个断面均布3个点位,标出高程、桩号;在河道转弯、过建筑物、沟河或变径处加密布设。④给现场技术员进行测量技术交底。
3.2.3 混凝土施工
河道护砌工程混凝土施工主要部位为边坡护脚、边坡预制块、锚固梁、压顶及边角混凝土,混凝土均为素混凝土,设计指标为C25F150。护脚、压顶、锚固梁混凝土在结构图1和图2范围内护砌时,底部包裹一层350 g/m3土工布。
混凝土施工工艺流程,如图3所示。
图3 混凝土施工工艺流程图
混凝土施工工序:仓内清理→验仓(护脚和压顶仓内铺设土工布)→分层入仓→振捣→收面→养护→验收。
3.2.4 土工布铺设质量控制
土工布应按“之”字形铺设,留有一定褶皱高度及折皱角度,以适应变形;土工布铺设时,应保证有足够的搭接长度;对受损的土工布,应外铺一层合格的土工布在破损部位之上,其各边长度应至少大于破损部位1 m以上,并将两者进行拼接处理。
3.2.5 碎石垫层
施工工艺流程:土工布检查验收→垫层料运输→垫层料验收→长臂反铲投料→摊铺、平整。
在运输和铺筑过程中,防止杂物或不同规格料物混入。铺筑碎石垫层应自坡底部向坡顶一次摊铺完成,人工进行修整;碎石垫层的摊铺厚度必须符合设计图纸要求,误差控制在规范允许的范围内。
3.2.6 边角混凝土施工
按设计要求对预制块与锚固梁、护脚、压顶之间的边角混凝土进行施工,边角混凝土施工时采用人工拎皮桶装运混凝土,钢钎插捣,铁模收面。
引江济淮工程(河南段)清水河护砌段预制块边角混凝土位置图,如图4所示。
图4 边角混凝土位置图
3.3 质量要求
①在粗放样的坡面人工修整,然后进行精确放样,在坡脚处每5 m钉入一木桩,木桩上画上高程。拉线人工清除保护层、进行基础修整,严格控制其超欠挖值。②碎石垫层压实后,按规范进行检测,检测结果相对密度不小于0.75。③碎石垫层的摊铺厚度必须符合设计图纸要求,误差控制在规范允许的范围内。④混凝土预制块养护强度需达到设计强度标准值的75%以上,才可以进行装运。卸车时也要轻放,减少不必要的碰损。⑤预制块铺设纵横向缝隙控制在5~8 mm,砌块由垂直方向就位,借助木槌进行水平及高度控制,护砌面平整度按每米不超过5 mm控制。
4 环保、水保措施
①施工尽量不干扰沟渠的自然流动。②减小废气中有害物质的含量。③严格按照施工图纸及规范要求开挖边坡,并及时修建排水设施。④将含植物的表层有机质土,运到指定地区堆放再利用,并防止土壤被冲刷流失。⑤在施工期间始终保持工地的良好排水状态。⑥开挖的土料集中堆放在弃渣场,并在周围设置截流沟渠或排水系统产生淤积或堵塞。⑦将工程开挖弃土运至指定的弃渣场堆放。弃土运输采取防漏洒措施。
5 扬尘污染防治
5.1 弃渣运输
①开挖料装卸时,场地必须保持清洁,预防车轮粘带;车辆出门时,必须对车厢、轮胎冲洗干净。②车轮装载土方时严禁超高超载,并在车体上方加覆盖物,以防止回填料在运输中沿途飞扬,造成环境污染。③运输车辆严密覆盖,并严格按照业主规定的运输路线和规定时间进行运输,防止遗撒。
5.2 扬尘污染防治措施
①建立项目扬尘治理责任制,明确项目领导班子、相关人员的扬尘防治责任,安排专人维护及保养、清扫,定时洒水除尘,避免路面破损而形成尘土源。②施工中尽可能少破坏原有的地表构造。③开挖基坑、临时堆土,及时用防尘网覆盖。④现场设置雾炮,及时喷雾降尘。
6 结语
根据施工图纸计算,清水河预制块铺筑面积约49万m2,每块预制块面积0.20 m2,总计约245万块。计划按4个月护砌完成,每月均需完成61.25万块;每月按25 d计,每天需完成2.45万块,0.49万m2/d。