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引江济淮工程混凝土预制块护坡施工技术

2023-01-02王华震

河南水利与南水北调 2022年10期
关键词:土工布壤土坡面

卫 振,王华震

(中国水利水电第十一工程局有限公司,河南 郑州 450001)

1 引言

引江济淮工程是一项以城乡供水和发展江淮航运为主,结合灌溉补水和改善巢湖及淮河水生态环境为主要任务的大型跨流域调水工程。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,设计输水流量为45 m3/s。河道两岸岸坡比为1∶2.50,边坡护砌自下而上分别为350 g/m2土工布、150 mm 厚20~40 mm 碎石垫层、150 mm 厚连锁式预制块,护脚混凝土、锚固梁、压顶混凝土、浆砌石等。

2 水文地质条件

工作区属暖温带半湿润大陆性季风气候区,气温、降水和风向随季节变化。区内多年平均降水量720~820 mm。降雨年内变化较大,汛期6—9月份降雨量占全年的70%以上,降雨年际变化亦较大,年最大与最小降雨量相差2~4 倍。多年平均蒸发量上游为1 200~1 400 mm,中下游为1 866 mm。全年无霜期204-219 d。地面最大冻土深度35 cm,夏季多东南风,冬季多西北风。

清水河堤防为均质土堤,较连续,其断面形式多呈梯形,堤顶两侧局部植有树木,堤顶宽度一般4~8 m,堤高一般2.00~3.50 m,成分主要为重粉质壤土,局部为中粉质壤土、轻粉质壤土。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。

3 混凝土预制块的特点

混凝土预制块材质采用C25F150,强度高、抗冻性较好,外观尺寸采用500 mm×400 mm。

混凝土预制块采用成型模具,能够实现批量生产,便于养护,产品质量有保证,外观效果更美观,同时避免现场模板施工,减少人力和材料的使用量。混凝土预制块加工工艺简单、施工迅速,设备投入不多,运输便捷,不易受天气的影响。

生态预制块护坡具有更加牢靠的整体连锁坡面优点,绿化种植也更易实现,植物根系也能够产生较好的固土作用。

4 施工工艺

4.1 测量放线

采用全站仪放线,现场点线位置便于辨认、不易移动、方便施工;经常检查点线位置的准确程度。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。

4.2 土工布铺设

土工布由生产厂家运输到物资仓库,经检验合格后用汽车运输到施工部位,人工进行摊铺。

4.2.1 基面处理

土方开挖过程中预留的30~50 cm保护层开挖,采用液压反铲自下而上进行,反铲斗牙部位设置一块平板刮板器,基本保证坡面平整度。保护层开挖须清除一切树根、杂草和尖石并在基面处理过程中,做好铺设工作范围内的排水设施,基面处理达到设计要求后及时覆盖土工膜、土工布。

土工布铺设前按照设计要求对边坡基面进行处理平整,并保证边坡满足设计边坡坡度要求;坡面处理完后进行地质素描和坡面检查,保证坡度无杂物及尖状物质,同时保证坡面的凹凸不平整度小于5 cm。

4.2.2 土工布铺设

在经验收合格的基面上及时铺设土工布,铺设过程中,现场作业人员一律穿软底鞋,并防止一切可能引起土工布损坏的作业;土工布铺设自上而下进行,在坡顶布置沙袋压在土工布上,防止土工布滑动。土工布上、下端按设计要求预留足够的长度,分别埋入护脚和压顶沟槽内;在坡面铺装土工布时,不得强拉强拽,以免撕裂土工布,保证土工布铺装平整、松紧适度,与坡面紧密贴合。土工布铺装完成后,及时覆盖上部碎石作为保护措施,避免土工布日光照射超过48 h。铺装过程中和铺装完成后禁止机械直接碾压土工布或认为操作损坏土工布,一旦出现土工布破损要立即对损坏部分更换或进行修补。

4.2.3 土工布的拼接

铺设时,因土工布需要嵌入到护脚及压顶混凝土中,为防止土工布受到损坏,土工布沿顺坡方向分为3 段进行搭接,搭接段分别为护脚段、中间段及压顶段,搭接长度不少于10 cm。

土工布质量符合本标段技术条款要求规定,抽样检查率不少于交货卷数的5%。

4.3 碎石摊铺

垫层碎石采用市场采购,验收合格的碎石垫层料,由自卸汽车直接运到河道一级马道的平面上,按设计摊铺量(每延米约2.20 m3)和每车的运输量,较均匀地卸在一级马道的指定位置。

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。

施工方法为:长臂反铲将碎石投放到坡面,人工摊铺、平整。

垫层施工要求:铺垫层前,将土工布上面浮渣、杂物清除干净;设立样桩、备足垫层料;垫层料应由坡底逐层向上铺设,不得从高处顺坡倾倒;垫层料进行必要的(夯)压实,压实后满足规范图纸要求;已铺筑好的垫层料,及时进行上层混凝土预制块铺筑施工。负温下施工时,碎石不得含有冻块,下雪天禁止铺筑碎石,并做好遮盖措施。雪后复工时,应将积雪和杂物清理干净。

4.4 预制块施工

市场采购符合设计图纸要求的加工合格的混凝土预制块,由生产厂家运输到施工现场,经验收合格后方可投入使用。现场验收的主要内容有外观尺寸、破损程度、混凝土强度等。

4.4.1 预制块卸车

卸车前,查验生产厂家、出厂证明、合格证、数量及完好程度,进行简单的技术指标检验,满足合同要求后方可卸车。卸车时采用20 t 汽车吊、人工配合进行,根据每车运送的数量和工作面的需要数量,较为均匀地卸在河道的一级马道平面上。

4.4.2 预制块铺装

首先进行测量放样,顺着河道中心线方向间隔20 m 为一个控制断面进行分段控制,在每个控制断面的护脚处、坡面中心点、压顶处设置控制桩位点,碎石坡面上采用预制块不均匀的布设控制点,在控制桩位点之间使用尼龙绳连接并拉紧,当碎石厚度满足设计要求时,即可铺筑混凝土预制块;由于坡面较长,预制块由20 t汽车吊将其吊放到作业面,人工进行铺装。

4.4.3 铺装质量控制

预制块砌筑顺序应从护脚处自下而上进行,护脚至压顶控制点拉线控制,严格控制起始铺装坡度,起始坡度控制的好坏直接影响整体的铺装质量。在河道转弯处提前控制好,混凝土预制块在锚固梁(调节缝)的位置铺装时先砌外围行列,然后铺装里层,外围行列与里圈预制块应纵横交错,连成一体,错缝无通缝,应保持铺装平整、美观。

4.5 质量保证要求

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;对受损的土工布部位,应在上面加铺一层土工布在破损部位之上并进行连接,其各边长度应至少大于破损部位1m 以上,并将两者进行拼接处理。③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。④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。⑤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。⑥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。

5 结语

江济淮工程为国务院要求加快推进的172 项重点工程之一,经济和社会效益影响范围广,涉及河道线路长,生态工艺施工也是将来水利工程的趋势要求。混凝土预制块材料强度高、耐冲刷、耐久性强,采用设计成型的模具生产,不仅集成化高,质量也有保证,外观效果好,可规模化生产。另外该工程混凝土预制块护坡,透水率高,较好地维持了周边生态平衡,在引江济淮工程成功应用,取得良好的效果,为类似河道治理工程提供一定的借鉴作用。

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