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河道防护工程土坝土料制备及上游坡面砼护坡施工

2023-10-13温国栋钱少璇杨婷婷

中国水运 2023年9期
关键词:土料沟槽护坡

温国栋,钱少璇,杨婷婷

(1.江苏天源建设集团有限公司,江苏 淮安 211700;2.江苏省盱眙县水务局,江苏 盱眙 211700)

1 工程概况

盱眙县某河道治理工程,河道长约16.5km,河道两侧主要采用砼护坡形式,局部采用直立式钢筋砼挡墙,C20 现浇砼护坡长10.05km,砼护坡有两种断面形式,一种是1:4 坡比,另一种为1:2.5 坡比。河道0+515~3+200 段图纸设计为1:4 砼护坡,断面特性为:河底高程-2.0m,底宽30m,采用全断面放坡结构,▽-2.0~▽5.0m 坡比为1:4,▽5.0m 设4.0m 宽的平台,▽5.0~▽7.0m 坡比为1:2。▽2.4~▽5.0m 设15cm 厚现浇砼护坡,铺设10cm 厚砂石垫层,砂石垫层下设350g/m2土工布一层,在高程2.4m 及5.0m 处各设一道300mm*500mm 现浇砼格埂,纵向格埂每15m 设一道2cm 厚聚乙烯低发泡板伸缩缝;每隔30m 设一道300mm*300mm 横向格埂。现浇砼护坡每30m 长采用一次性浇筑,护坡厚度150mm,在砼护坡与砼格埂接触处均设2cm 厚聚乙烯低发泡板伸缩缝,等砼强度达到75%后采用切割机切缝分块,分块尺寸应不超出4 m2,切缝深度50mm,每块上设置4 个直径50mm 冒水孔,孔内以瓜子片填实。堤顶防汛道路宽8m,再以边坡1:2接至现状地面。

2 土坝土料制备

河道防护工程大坝填筑土料场设置在距离工程区2.8km 远的黄土梁峁,土料场开采深度为50m,且主要分布有黄土、黄土状壤土及低液限黏土,土料含水率平均为7.8%,实际含水率比设计含水率低15.8%,必须进行土料泡土、补水、翻拌,达设计含水率及土料填筑施工要求后开采。考虑到本料场中上部较为狭窄,所以,对于料场中上部进行沟灌法泡土,待上部土料实际含水率达到设计要求并开挖后,再针对料场下部采用筑畦法泡土[1]施工。

2.1 清表

采用HP-220 推土机将待取土料场表面的石块、杂草等推运堆积,并用反铲将树根等彻底清除,保证取土场1.2~2.0m 设计深度内无树根、草根等杂物。用容量1.6m³的反铲将清表后堆积的杂物和废土挖装至25t自卸货车后运输至就近的弃渣场处理。

2.2 沟灌开挖及畦块修筑

对于本取土场上部地形狭窄其较为陡峭的区域,用反铲开挖深度1.5~2.0m 的沟槽后进行沟灌法泡土施工。沟槽断面按矩形设计,沟槽间距和宽度均为1.0~1.5m,根据地形所确定的沟槽开挖长度为12~20m。在沟槽开挖施工时,必须保证槽底的平整,并根据相关试验结果进行沟槽内灌水量的确定。

通过反铲在各开采平台挖出深度0.5m~1.0m 的方格即为畦块,其具体开挖尺寸主要根据取土场地形和泡水程度等确定。对于地势较平坦的区域,畦块开挖尺寸应较大,控制在400m2左右,而在地势陡峭的区域,开挖尺寸应尽可能小,控制在200m2左右。畦块底部的修筑要求与沟槽开挖一样,必须平整,根据泡土土层厚度和配水量大小确定畦块修筑的实际高度,其周边土埂的高度通常 控制在1.0m,具体布置详见图1。

图1 单块畦块简图

2.3 泡土及待渗

以高压泵从附近河道所抽取的天然水为泡土用水,并通过直径108mm 的钢管输送至土料场内高位水箱,再由水箱上所连接的直径110mm 软管自流至泡土工作面。为控制注水量和泡土施工效果,还应在软管上增设支管并安装控制阀门、水表。料场内的3 个高位水箱均由厚度20mm 的钢板按照长*宽*高2.0m*2.0m*6.0m的尺寸制成。

待沟槽开挖和畦块修筑结束后,应依据设计泡土深进行用水量的测算与控制并泡水。为保证泡土施工质量,应严格控制注水量,本河道防护工程泡土用水量主要根据土料实际含水量和需水量确定,公式如下:

考虑到畦块内水位入渗的深度和速度,为缩短待渗时间,提升泡土效果,应在泡土前采用螺旋钻机在各畦块内按照4m 的深度、80mm 的直径、2m*2m 的间排距打孔,并使其呈梅花形布置。按照泡土试验数据测算泡土后土料的开采时间[2],通过洛阳铲打孔并提取土样后进行实际含水率检测,达设计要求后才能按设计要求大规模取土。

2.4 土料开采

土料的开采深度应按照含水率合格的土样范围、泡土用水下渗深度及取土设备性能等综合确定,本河道防护工程单层土料开采高度确定为4m。在取土前,通过HP-220 推土机将畦块周围的土埂推平并对土埂干土补洒水,保证取土料性能质量。取土过程中,必须确保各层底部与设计高程相同,从而在取土层形成新的施工平台,方便进行下层畦块设置及泡土与取土。本工程采用1.6m3反铲进行立式取土,在取土的同时进行上下层不同含水率土料的充分翻拌与混合,并随时进行土料实际含水率的检测,根据检测结果适时喷水和翻拌。对于开采和制备好的土料,通过25t 自卸货车运至本河道防护工程大坝进行填筑,若因环境温度较高而导致土料在运输和填筑过程中实际含水率下降,则应在填筑面再次补水,并通过旋耕机二次翻拌,使含水率符合大坝填筑施工要求。

3 土坝上游坡面砼护坡施工

3.1 上游坡面砼护坡施工

该河道防护工程上游坡面砼护坡单块浇筑仓面较多,施工质量控制难度大,按照设计要求应通过滑模施工,即先根据设计面板实际情况在横向分缝位置按5.0m间距设置条块,再顺坡面向铺筑槽钢侧模,滑模桁架通过坝顶所设置的5t 卷扬机提升,护坡浇筑采用跳格法[3]浇筑,第一块浇筑完毕模板拆除后将低发泡板伸缩缝设置好,然后再进行下一块砼浇筑,以此类推。浇筑模板采用槽钢。浇筑结束后还应通过切割机自下而上沿纵向分缝切缝,并按2.0cm 的宽度设置伸缩缝。通过滑模施工能防止砼护坡浇筑后表面错台、蜂窝麻面、鼓包等缺陷,还能加快施工进度,保证施工质量。

混凝土护坡切缝在模板拆除后进行,且在混凝土出现温缩裂缝前全部完成,同样按施工经验控制割缝时间,施工时根据现场及天气环境适当调整。纵横格埂施工完毕后,进行坡面土方整理,经监理验收合格后,按设计要求铺设土工布后再铺设100mm 砂石垫层。

3.2 上游坡面反滤层施工

本河道防护工程大坝上游迎水面为厚度20cm 的C25 混凝土面板护坡,设计坡比1:3,单块混凝土面板长*宽为5.0m*5.0m。混凝土面板间设置宽度2.0m 的伸缩缝并通过聚乙烯泡沫填缝处理。在混凝土面板护坡下增设厚度20cm 的反滤砂层和厚度30cm 的碎石反滤层,反滤层包络线要求详见表1。固坡材料选择厚度4.0cm的M10 水泥砂浆。

表1 碎石反滤料包络线要求

对于反滤砂层先进行砂料天然级配、含泥量及不均匀系数等性能指标的试验和检测,并通过筛分将超径颗粒提出,再通过水力冲洗以确保砂料级配、粒径及含泥量等符合要求。对于碎石反滤层同样应检测其性能指标,并按照设计要求进行不同粒径碎石骨料掺配混合试验,通过筛分将超粒径颗粒剔除,水力冲洗以确保含泥量。

4 结论

盱眙县某河道治理工程土坝土料制备和上游坡面砼护坡施工过程中,通过加强施工技术和质量管理控制,既有效解决了施工工期紧、施工难度大、质量要求高的难题,又优质高效地完成了施工任务,且取土方案及土坝上游坡面砼护坡施工可为类似土坝工程提供借鉴参考。

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