□蔣建偉(南水北調中線干線工程建設管理局)
南水北調中線工程淅川段施工6標位于河南省鄧州市境內,標段樁號為TS37+319—44+700,總長7.38 km。其中樁號37+319—40+800為填方渠段,長3.48 km,最大填高約為12 m。該渠段為湍河左岸二級階地,地形平坦開闊,下部砂性土層含水較豐、具中等透水性。渠堤填筑采用“金包銀”的填筑方式,即里層采用取自冀寨新村土料場的弱膨脹土填筑,外包水泥摻量為5%的水泥改性土保護層,厚度為1 m。
按照設計文件要求,填方段渠堤外坡增加戧臺工程施工。對于渠堤填筑高度>6 m的戧臺高度與外坡馬道高程相同;對于渠堤填筑高度<6 m的戧臺高度順地勢而下,但最低不得低于2 m。戧臺采用非膨脹土(水泥改性土削坡余料、礫質土等)填筑,坡比與渠道外坡坡比一致,填筑壓實度≥0.96;起始樁號向上游和終止樁號向下游的坡比為1:3。戧臺與原渠堤外結構線(水泥改性土填筑層)之間設置排水反濾體,采用砂礫料填筑,壓實后相對密度≥0.70;底部填筑砂礫石反濾料,壓實后相對密度 ≥0.70;坡腳處設置干砌塊石排水棱體,排水棱體頂面設置30 cm厚M7.50漿砌石封頂,在漿砌石底部和排水棱體內側各邊敷設300 g/m2土工布。
戧臺工程施工主要包括三部分,即戧臺填筑施工、坡腳排水棱體砌石施工和坡面混凝土拱形骨架施工。主要施工工序為:施工準備—測量放樣—基礎處理—戧臺填筑—排水棱體施工—坡面混凝土拱形骨架施工。
其中戧臺填筑施工包括:反濾料和土料分層攤鋪—推土機平整—機械碾壓—取樣檢測—削坡;排水棱體施工包括:反濾料攤鋪—排水管安裝—土工布敷設—干砌石砌筑—漿砌石砌筑。戧臺填筑和排水棱體施工斷面圖如圖1所示。
圖1 戧臺填筑和排水棱體施工斷面圖
首先做好人員、材料、機械設備配置工作,然后按需做好技術交底,且相關技術人員熟悉圖紙和規(guī)范規(guī)程等。
采用拓普康全站儀和中海達GPS進行測量放樣,嚴格控制施工邊線和輪廓尺寸;采用拓普康水準儀控制基礎開挖深度和建基面高程以及分層填筑厚度等。
依據設計通知文件和施工圖紙,測量人員測量放線后,人工配合機械將表土挖除,用自卸汽車運至冀寨新村土料場堆存。建基面開挖要超寬50 cm,開挖至設計高程后整理、碾壓。按照相關施工規(guī)范,做好戧臺施工部位的基礎處理、檢驗等工作。主要檢查回填處的平面尺寸、標高和工作面平整度、基底壓實度等有關內容是否合格;自檢合格后,報請監(jiān)理部檢查驗收,合格后方可進行下一道工序施工。
3.4.1 填筑料拌制和運輸
戧臺填筑施工優(yōu)先利用渠道邊坡水泥改性土超填后的削坡余料,削坡余料包括填方渠段削坡余料和挖方渠段削坡余料兩部分。戧臺基礎建基面開挖報驗前,填方渠段需要先對渠坡進行削坡,用挖掘機挖裝、自卸汽車將削坡余料運至指定地點堆存,每次的運距簽認由現場監(jiān)理工程師等依據實際情況及時進行確認;建基面報驗合格后,用自卸汽車將堆存的削坡余料返運至施工作業(yè)面進行填筑施工。挖方渠段渠坡也需先進行削坡,用自卸汽車將削坡余料裝運至報驗合格的施工作業(yè)面進行填筑,每次的運距簽認由現場監(jiān)理工程師等依據實際情況及時進行確認。水泥改性土削坡余料使用前,在堆存處需加水拌制、進行含水量調整,從而使土料含水率滿足填筑施工要求。
因戧臺土方填筑工程量較大,現有的渠道水泥改性土削坡余料不能滿足施工需要,且標段內無普通土或礫質土可利用;因此,經項目部研究決定并通過監(jiān)理部批準同意后,采用如下解決辦法:采用滿足質量要求的湍河砂場的河砂和內鄉(xiāng)靈山石料廠的碎石作為改性材料,輔以在冀寨新村土料場開采的弱膨脹土,根據工地實驗室確定的摻配比例和攤鋪厚度,采用已比較成熟的“路拌法”進行施工。施工工藝流程包括:土料開采運輸—攤鋪—粗砂和碎石運輸—攤鋪—翻犁—灑水—再此翻犁—找平—碾壓成型—取樣檢測—合格后進行下—道工序施工。
3.4.2 填筑料攤鋪
土料和反濾體填筑前首先進行基面清理和驗收,檢查基面的坡度等;然后在填筑面測量放線、灑白灰標識及豎立標桿。填筑料攤鋪時采用“進占法”分層攤鋪,攤鋪厚度按試驗確定并經監(jiān)理工程師確認的參數進行控制。按照施工圖紙,首先進行戧臺底部30cm厚的反濾層砂礫料攤鋪和碾壓施工,然后再進行上部反濾料和土料的同層填筑施工。反濾料和土料同層填筑的攤鋪方法為:先進行砂礫料的攤鋪,攤鋪厚度約為27~30 cm,攤鋪寬度依據施工圖紙和相應渠段渠道坡比確定;然后攤鋪同層的水泥改性土削坡余料,攤鋪厚度約為30 cm,攤鋪寬度控制方法同砂礫料。為保證碾壓機械的工作面、確保邊角壓實度,攤鋪時需按照渠道邊坡水泥改性土填筑的施工方法在水平方向超填30 cm,超填部分在外坡做混凝土拱形骨架前削坡修整至設計要求的邊坡輪廓。
水泥改性土削坡余料經再次拌制、運卸至施工作業(yè)面后,及時用推土機進行攤鋪和平整。攤鋪時測量技術人員嚴格控制,以確保攤鋪寬度、厚度滿足設計要求。
3.4.3 填筑料碾壓
填筑料采用22 t凸塊振動碾進行碾壓,碾壓速度控制在2~4 km/h范圍內,碾壓時沿軸線方向進退,由中心向兩邊錯齒套碾,以確保填筑的壓實度滿足設計要求。分段施工時,各段之間需設立標志,縱向搭接寬度≥0.50 m,橫向搭接長度≥1.50 m。
碾壓時應注意控制填筑料的碾壓參數和結合部位的碾壓效果,應防止漏壓、欠壓和過壓,同時上下層分段位置應錯開。若壓實土體中出現漏壓虛土層、彈簧土、剪力破壞和光面等不良現象,需根據具體情況處理后并上報監(jiān)理工程師驗收合格后方可繼續(xù)施工。每層填筑料碾壓完畢、實驗室取樣檢驗合格后方可進行下一層填筑作業(yè)。
3.4.4 取樣檢測
為了保證填筑料新老填筑結合面的填筑質量,可通過控制拌和料的含水量和粒徑、適當增加碾壓遍數、施工完成后及時覆蓋養(yǎng)生等措施加以控制。
在每一層填筑料鋪筑碾壓完成后,即可進行取樣檢測。取樣時嚴格按規(guī)范和試驗規(guī)程規(guī)定的取樣程序、頻率和數量進行,同時應重點抽查接縫、結合面以及邊坡邊線等薄弱部位,發(fā)現不合格時及時通知補壓或返工,只有在取樣檢測合格并上報監(jiān)理工程師批準后方可又進行下一層的施工。同時在施工中要及時抽查填筑料的含水率、鋪筑厚度等指標,發(fā)現偏差及時修正。
3.4.5 削坡
為保證設計斷面內的壓實度達到設計要求,每層填筑料鋪筑時均留有富余寬度,在填筑完成后,人工配合挖掘機進行削坡。在每次削坡前均需由測量人員先測放削坡線、插上標志,每50 cm左右挖一條標準坡面線。削坡時由上而下順坡進行,以確保坡度等指標符合設計和規(guī)范要求。削坡土料攏集于坡下后,裝運至指定地點堆存。
3.5.1 排水棱體施工
待戧臺填筑施工完成、且外坡削坡完成后,在戧臺坡角處開挖排水棱體所占位置的填筑料,并由人工配合整修。待底部反濾料再次整平夯實后,在其內部埋設直徑為9 cm的PVC排水管,排水管沿渠道軸線方向間距為6 m,伸入沙礫石內長度為50 cm;其中伸入沙礫石部分為花管,花管外包150 g/m2土工布,外側管口設置帶細孔的PVC管蓋;然后在砂礫料上鋪設一層300 g/m2的土工布,接著進行干砌石砌筑,砌筑高度為70 cm;最后在干砌石頂面設30cm厚M7.50漿砌石封頂。干砌石和漿砌石施工方法和質量標準與橋梁或水工建筑物砌石工程標準一致。
在干砌石鋪砌時應輕緩放置,避免其棱角損傷土工布,如有損傷需及時修補或更換。
3.5.2 其它排水設施施工
排水棱體外側沿主渠道方向布設一道“梯形”混凝土縱向排水溝,縱向排水溝與渠道永久截流溝通過橫向“矩形”混凝土排水溝相連,橫向排水間距為50 m?;炷僚潘疁鲜┕し椒ㄍ髑烙谰媒亓鳒鲜┕?。
首先對戧臺外坡超填部分進行削坡,然后進行混凝土拱形骨架護坡施工;其施工方法同渠坡混凝土拱形骨架護坡施工。
戧臺填筑工程是南水北調中線工程淅川段填方渠段外坡補充增加的施工作業(yè)內容,雖然作為渠道工程的一種輔助工程,其工程結構和施工工藝相對簡單,但是經過現場精心組織和嚴格質量控制,通過在工程中的實踐運行證明,其防滑抗裂和防滲漏效果相當顯著。所以,在今后一定時期內,戧臺工程在堤防工程中極具推廣和應用的意義。