龍 方，閔元科，林 榮，胡勇健，劉 權(quán)，蔡維鑫

(深圳蓄能發(fā)電有限公司，廣東 深圳 518115)

1 工程概況

深圳抽水蓄能電站(以下簡稱“深蓄電站”)上下庫連接道路全長10.5 km，其中樁號(hào)K0+000～K1+080為前期“三洞一路”工程實(shí)施項(xiàng)目，參照四級(jí)公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，設(shè)雙車道，設(shè)計(jì)速度為20 km/h。汽車荷載等級(jí)采用公路-Ⅱ級(jí)，并考慮施工期運(yùn)輸?shù)膶?shí)際最大荷載。

上下庫連接道路隧洞出口為一個(gè)“V”形深谷沖溝，沖溝深度約20 m，路基長度約80 m，沖溝下游為深圳市著名的5A級(jí)旅游景區(qū)——東部華僑城。在綜合考慮環(huán)境保護(hù)和工程投資等控制性因素后，深圳蓄能發(fā)電有限公司對(duì)設(shè)計(jì)提供的純填筑路基、高架橋和加筋土擋墻3種路基方案進(jìn)行了綜合比選，最終確定采用更加經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的加筋土擋墻路基設(shè)計(jì)方案[1]。

考慮“V”形沖溝的深度較大，為避免薄面板加筋土擋墻因路基過高容易出現(xiàn)鼓肚變形失穩(wěn)的問題[2]，經(jīng)過結(jié)構(gòu)計(jì)算和專家論證，提出了底部毛石混凝土重力式擋墻基礎(chǔ)、中部垂直預(yù)制組合塊加筋土擋墻、上部采用土工格柵包裹式加筋填土路基+客土噴播綠化的組合型加筋土擋墻結(jié)構(gòu)形式[3]。

2 方案比選

確定采用加筋土擋墻路基結(jié)構(gòu)后，深圳蓄能發(fā)電有限公司又組織專家和設(shè)計(jì)人員開展了全薄面板加筋土擋墻和全緩坡客土噴播加筋填土路基的方案比選工作。

若采用全薄面板加筋土擋墻形式，可以最大限度的減少路基放坡帶來的植被破壞，但薄面板擋墻高度近13 m，對(duì)擋墻基礎(chǔ)承載力和施工過程中的質(zhì)量控制要求高，一旦出現(xiàn)基礎(chǔ)失穩(wěn)或施工質(zhì)量控制不到位，將會(huì)危及整段路基安全，同時(shí)整面混凝土高擋墻也不利用后期的復(fù)綠工作，對(duì)周邊自然景觀造成不可逆的破壞[4]。

若采用全緩坡客土噴播填土路基形式，相比薄面板加筋土擋墻施工質(zhì)量控制要求低，邊坡全部為客土噴播，與周邊自然景觀協(xié)調(diào)性高，但路基放坡寬度將超過30 m，原始植被破壞面積大，基礎(chǔ)清理和排水涵洞的工程量增加，后期的邊坡綠化養(yǎng)護(hù)成本高。

底部采用重力式擋墻基礎(chǔ)可以有效保證直立式加筋擋土墻的基礎(chǔ)穩(wěn)定，防止因基礎(chǔ)沉降導(dǎo)致的加筋墻體變形失穩(wěn)，同時(shí)也適當(dāng)降低了直立式加筋土擋墻的墻身高度；中部采用預(yù)制混凝土組合塊加筋土擋墻，相比常規(guī)的內(nèi)拉薄面板加筋土擋墻，該形式的外側(cè)墻面和加筋帶的連接方式有了較大改進(jìn)，自穩(wěn)抗鼓包變形能力更好，施工工藝簡單快速；上部采用緩坡比的土工格柵包裹式加筋填土路基+客土噴播綠化，一是有效降低直立式加筋土擋墻到頂結(jié)構(gòu)帶來的高擋墻結(jié)構(gòu)失穩(wěn)風(fēng)險(xiǎn)，二是相比純填土路基，土工格柵包裹式加筋填土路基的坡比可以適當(dāng)提高至1∶0.5～1∶0.75之間，采用1∶0.75的緩坡既可進(jìn)一步提高路基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，也為后續(xù)邊坡綠化、花草種植提供更適宜條件，在道路視線范圍內(nèi)呈現(xiàn)比較自然的景觀。

通過方案比選，最終確定采用上緩下直的組合型加筋土擋墻結(jié)構(gòu)形式，具體結(jié)構(gòu)為：底部最大高度8 m的C20毛石混凝土重力式擋墻基礎(chǔ)，中部最大高度13 m的直立式組合式預(yù)制混凝土模塊加筋擋土墻，上部最大高度5 m的1∶0.75坡比土工格柵包裹式加筋填土路基+客土噴播綠化。組合型加筋土擋墻標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)斷面見圖1。該組合型加筋土擋墻路基的安全、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。

圖1 組合型加筋土擋墻標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)斷面

3 技術(shù)要求

預(yù)制混凝土組合塊加筋土擋墻身采用寬50 cm的C30混凝土預(yù)制組合塊拼裝，組合塊主要有4種形式(A、A1、B、B1)。組合塊預(yù)留拼裝孔，采用φ20螺紋鋼筋連接，拼裝孔采用水泥漿灌注密實(shí)，起到防銹耐久效果，組合塊水平縫采用砂漿找平，豎向縫則自然拼接，作為墻后加筋土體排水通道。通過4種組合塊拼裝而成的混凝土面板不易腐蝕，使用壽命長，不僅可以在路基外側(cè)形成線條一致、美觀的裝飾外立面，而且可以對(duì)內(nèi)側(cè)的加筋土體形成保護(hù)，防止風(fēng)吹日曬對(duì)加筋土體造成結(jié)構(gòu)性破壞，確保加筋土體的耐久性和穩(wěn)定性。拉筋采用耐腐蝕和耐久性良好、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、抗拉性能好、工程應(yīng)用范圍廣的高密度聚乙烯單向土工格柵(抗拉強(qiáng)度≥120 kN/m)制作的扁長條進(jìn)行串接，扁長條與土工格柵的長度保持一致。

為保證外側(cè)墻身的穩(wěn)定性，基礎(chǔ)采用頂寬5 m的C20毛石混凝土重力式擋墻結(jié)構(gòu)。擋墻基礎(chǔ)開挖至微強(qiáng)風(fēng)化基礎(chǔ)面，墻身預(yù)留系統(tǒng)排水孔。由于沖溝橫向坡度大，溝底主要為沖積土夾石堆積體，承重墻背區(qū)域采用石渣換填后碾壓密實(shí)，保證上部土體內(nèi)滲水能夠通過承重墻身系統(tǒng)排水孔排出。加筋土體主填筑區(qū)基礎(chǔ)結(jié)合現(xiàn)場地形開挖呈分級(jí)臺(tái)階形式，并在原沖溝底部采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆過水箱涵，截排沖溝天然來水。

組合型加筋土擋墻主填筑區(qū)填料采用透水性好的砂礫土，采用土工格柵鋪筑、固定和砂礫土攤鋪、碾壓交替上升的方式形成復(fù)合路基填筑體。

為有效排出加筋土體內(nèi)的地表下滲水，同時(shí)避免對(duì)土工格柵造成不必要的結(jié)構(gòu)破環(huán)，在加筋土組合塊墻背采用袋裝卵石填筑，便于加筋土體的滲水能夠及時(shí)通過袋裝卵石及組合塊的豎向縫排出。

為避免地基不均勻沉降給墻身受力帶來不利影響，在基礎(chǔ)和墻高變化處設(shè)置沉降縫。對(duì)于非巖石地基，每隔30 m設(shè)置1道沉降縫；對(duì)于巖石地基，其沉降縫間距可適當(dāng)增大。沉降縫的縫寬一般為2～3 cm，自墻頂做到基底。

4 施工工序

相比于其他形式的加筋土擋墻路基施工，預(yù)制混凝土組合塊加筋土擋墻施工具有工序銜接緊湊、易于實(shí)現(xiàn)程序化和標(biāo)準(zhǔn)化施工的特點(diǎn)。一般包括下列工序：基槽(坑)開挖、地基處理、排水設(shè)施、基礎(chǔ)澆筑、組合塊預(yù)制與安裝、土工格柵攤鋪與固定、袋裝卵石放置、土料攤鋪與碾壓、帽石澆筑、客土噴播、附屬結(jié)構(gòu)及排水設(shè)施等。其中，組合塊現(xiàn)場拼裝、土工格柵攤鋪與固定、袋裝卵石放置、土料攤鋪與碾壓等工序?yàn)榻诲e(cuò)施工。預(yù)制混凝土組合塊加筋土擋墻施工步驟：步驟1：基床碾壓平整、安裝組合塊A；步驟2：攤鋪第一層土工格柵；步驟3：安裝組合塊A1與袋裝碎卵石、填土碾壓；步驟4：攤鋪第二層土工格柵；步驟5：安裝組合塊B或B1與袋裝碎卵石、填土碾壓；步驟6：重復(fù)前述步驟1～5。具體見圖2。

圖2 預(yù)制混凝土組合塊加筋土擋墻施工步驟

5 質(zhì)量控制要點(diǎn)

良好的施工組織和現(xiàn)場質(zhì)量控制是加筋土擋墻能否按設(shè)計(jì)要求發(fā)揮預(yù)期效果的重點(diǎn)，通過深蓄電站上下庫連接道路加筋土擋墻施工過程的總結(jié)和分析，筆者認(rèn)為，質(zhì)量控制要點(diǎn)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注以下方面：

(1)組合型加筋土擋墻施工前應(yīng)編制專項(xiàng)施工方案和質(zhì)量控制措施。

(2)地基承載力直接影響到組合型加筋土擋墻的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和使用壽命，必須采取有效措施，確保地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求。

(3)填筑基礎(chǔ)坡度陡于1∶5時(shí)，應(yīng)將基礎(chǔ)開挖成分級(jí)臺(tái)階狀，單級(jí)臺(tái)階寬度不小于1 m，并設(shè)置2%的反向坡。

(4)加筋土料攤鋪時(shí)，應(yīng)先在土工格柵表層中部形成一縱向通道，再由縱向通道向兩側(cè)擴(kuò)展；嚴(yán)禁由土工格柵表層尾部向墻面方向推填；嚴(yán)禁裝載汽車直接在土工格柵上行走。

(5)加筋土料攤鋪厚度應(yīng)嚴(yán)格控制在20～30 cm，土料攤鋪過程中人工清除夾雜其中的樹根、塊石等雜物，避免在碾壓過程中對(duì)土工格柵造成結(jié)構(gòu)破壞；土料中嚴(yán)禁混有生活垃圾和腐殖土。

(6)填土必須分層碾壓，每鋪1層土工格柵之前應(yīng)檢測填土壓實(shí)度和平整度，檢測頻度為每100 m2不少于2點(diǎn)。壓實(shí)度檢測不合格時(shí)，不得鋪設(shè)土工格柵。

(7)土工格柵攤鋪、固定后，在上層加筋土料攤鋪前，應(yīng)將下層已碾壓的加筋土體表面人工鑿毛，保證填筑料與土工格柵的粘結(jié)緊密度，以提高土工格柵和涂料之間的摩擦力；加筋土體后部的土料填筑碾壓應(yīng)與加筋土體保持同步。

(8)土工格柵攤鋪后用“U”形釘(φ6鋼筋)固定，固定點(diǎn)間距1.5～2.0 m。土工格柵受力方向(垂直墻面)不宜有搭接，另一方向的搭接寬度應(yīng)不少于15 cm，并綁扎牢固。

(9)填土碾壓順序應(yīng)遵循先由土工格柵中部壓至尾部，再由尾部壓至墻面。碾壓設(shè)備行走方向應(yīng)始終平行于墻面。距墻面1m范圍內(nèi)應(yīng)采用人工夯實(shí)。加筋土體尾部應(yīng)超碾壓1.5m寬。

(10)在組合塊拼裝過程中，應(yīng)重點(diǎn)做好每層組合塊頂部的砂漿平度控制，并應(yīng)加強(qiáng)拼裝過程的垂直度檢測。由于墻身較高，若此環(huán)節(jié)的控制不當(dāng)，將會(huì)導(dǎo)致墻體垂直誤差隨著墻身的升高不斷增大，導(dǎo)致整個(gè)墻身的垂直度誤差超出設(shè)計(jì)允許范圍，造成不可逆的工程質(zhì)量缺陷。

(11)在土工格柵包裹A1組合塊后，應(yīng)及時(shí)檢查A1組合塊的預(yù)留拼裝孔是否被土工格柵遮擋，若形成遮擋，應(yīng)適當(dāng)微調(diào)A1組合塊的位置，確保預(yù)留拼裝孔不被遮擋，為連接鋼筋的安插提供便利，嚴(yán)禁強(qiáng)力安插連接鋼筋，破壞土工格柵的結(jié)構(gòu)。

(12)安插連接鋼筋應(yīng)遵循先灌注水泥漿，后安插鋼筋的施工順序，確保拼裝孔內(nèi)水泥漿飽滿密實(shí)，為鋼筋的防銹提供保護(hù)層。

(13)袋裝卵石的放置應(yīng)做到整體穩(wěn)定、表面平順，避免局部凸起部分在人工壓實(shí)過程中對(duì)上下層的土工格柵造成結(jié)構(gòu)破壞。

6 結(jié) 語

組合型加筋土擋墻在深蓄電站上下庫連接道路工程的應(yīng)用，有效地解決了“V”形深谷沖溝段路基放坡的寬度限制，減少了植被破壞和水土流失，與深蓄電站經(jīng)濟(jì)、綠化、環(huán)保的建設(shè)理念相得益彰。施工過程中的質(zhì)量控制措施得當(dāng)，建成至今已安全運(yùn)行8年，未出現(xiàn)結(jié)構(gòu)變形失穩(wěn)，為今后類似項(xiàng)目施工建設(shè)積累了寶貴的工程經(jīng)驗(yàn)。