渠道土方開挖及防滲施工問題探討

陳愛華

【摘 要】本文分析了水利工程輸水干渠土方開挖施工方案，并介紹了幾種常用的防滲施工技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】土方開挖；質(zhì)量控制；防滲施工

1.工程概況

某水利工程的輸水干渠主要為全挖段和半挖半填段，挖深為2.5～9m，土方開挖工程量為 25267m3。

2.土方開挖施工方案

2.1植被、垃圾清理

將渠道開挖區(qū)域內(nèi)的樹根、雜草、垃圾、廢渣及監(jiān)理人指明的其他有礙物清除，采用推土機(jī)進(jìn)行植被清理、攏堆。清理范圍延伸至離施工圖所示最大開挖邊線或建筑物基礎(chǔ)邊線（或填筑坡腳線）外側(cè)至少5米的距離。主體工程的植被清理，須予挖除樹根的范圍延伸到離施工圖所示最大開挖邊線、填筑線或建筑物基礎(chǔ)外側(cè)3m的距離。清理垃圾采用裝載機(jī)輔以人工鏟運(yùn)作業(yè)，集中堆渣。植被、垃圾清理的廢料采用反鏟挖掘機(jī)或裝載機(jī)裝至自卸汽車，運(yùn)至指定的棄渣場(chǎng)堆放。

2.2表土（含耕作層）的清挖、堆放

表土指包含細(xì)根須、草木植物根系及覆蓋草等植物的表層有機(jī)質(zhì)土壤，土方開挖需將標(biāo)段內(nèi)的土料場(chǎng)、施工場(chǎng)區(qū)、棄土棄渣場(chǎng)和臨時(shí)堆土場(chǎng)的土壤表層0.5m厚（厚度<50cm的按實(shí)際厚度剝離）的耕作層剝離，剝離時(shí)避免與不宜耕種的土料混雜。耕作層剝離后需運(yùn)到指定地點(diǎn)妥善保存，并防止土壤被沖刷流失。嚴(yán)禁在鄰近邊坡開口線附近堆土，堆土高度不超過5m，堆土用推土機(jī)整平壓實(shí)，并根據(jù)條件開挖順坡的排水土溝，以免土壤被雨水沖刷流失。表土清理采用推土機(jī)進(jìn)行，清基土方不用于回填，運(yùn)到指定堆放處，便于工程結(jié)束時(shí)恢復(fù)工作。

2.3開挖區(qū)域的臨時(shí)道路

按開挖運(yùn)輸機(jī)械的經(jīng)常性運(yùn)行線路，合理規(guī)劃開挖區(qū)域的施工道路。渠內(nèi)開挖運(yùn)輸作業(yè)時(shí)，可一邊開挖一邊修路，原則上結(jié)合渠道一級(jí)馬道進(jìn)行施工。道路寬度為6m，規(guī)劃為砂土路面，縱向坡比、轉(zhuǎn)彎半徑滿足施工規(guī)范的場(chǎng)內(nèi)道路要求。開挖區(qū)域內(nèi)的臨時(shí)道路、通道在開挖完成后，除必要的施工便道外，及時(shí)用挖掘機(jī)進(jìn)行清理。

2.4渠道土方開挖

（1）土方開挖前，首先進(jìn)行測(cè)量放樣，標(biāo)識(shí)出開挖范圍和位置（斷面開口線或輪廓邊線）。

（2）土方明挖從上到下分段分層依次進(jìn)行，嚴(yán)禁自下而上或采取倒懸掏底的開挖方法，以免土方坍塌掩埋施工機(jī)械和人員；施工中根據(jù)開挖進(jìn)度情況隨時(shí)在開挖面做成一定的坡勢(shì)，以利排水，開挖過程中避免邊坡穩(wěn)定范圍內(nèi)形成積水。

（3）渠道土方開挖前需綜合考慮開挖工程量、工期要求、機(jī)械配備情況和地質(zhì)條件，依此合理安排施工季節(jié)、開挖段長(zhǎng)度和開挖方式。做到準(zhǔn)備充分、精心組織，集中力量進(jìn)行機(jī)械化快速施工，堅(jiān)持“快開挖、早防護(hù)”的原則，確保工程質(zhì)量。

（4）渠道土方開挖，需根據(jù)渠道上口開口線的寬度布置2個(gè)或1個(gè)開挖作業(yè)面。開挖采取縱向分段、分層（分層厚度3～5m）；橫向根據(jù)具體情況采用全寬開挖，或分臺(tái)階開挖：先沿縱向挖掘一通道，然后向兩側(cè)拓寬，上層通道拓寬至渠道邊坡頂緣后，再開挖下層通道，以使各層有獨(dú)立的出土道路和臨時(shí)排水設(shè)施，如此向縱深開挖至渠底標(biāo)高。深挖渠段的施工分級(jí)開挖、分級(jí)防護(hù)。施工中做好每一開挖層的引排水工作，以確保開挖面干燥無水。

（5）機(jī)械開挖土方，接近設(shè)計(jì)坡面時(shí)采用反鏟削坡，削坡時(shí)預(yù)留0.2～0.3m厚，再以人工整修至設(shè)計(jì)要求的坡度和平整度。邊坡易風(fēng)化崩解的土層，開挖后不能及時(shí)回填的預(yù)留0.5m左右的保護(hù)層，在后續(xù)工序開始前人工削坡，達(dá)到設(shè)計(jì)斷面要求。

（6）在開挖過程中，按照施工期環(huán)境保護(hù)的要求，對(duì)清基范圍線以外、周邊的植被需加以保護(hù)，將開挖邊線撒白灰加以標(biāo)明，或輔以彩旗和彩繩或警戒繩加以標(biāo)。

3.土方開挖質(zhì)量控制

第一，本工程邊坡、基槽等部位均為開挖，工藝要求高。施工前，結(jié)合各部位開挖要求和地形地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)的開挖方案設(shè)計(jì)。第二，合理安排開挖施工程序，圍繞土方填筑需要和土方開挖的要求，根據(jù)地層情況實(shí)行動(dòng)態(tài)調(diào)整，保證開挖的質(zhì)量滿足土方填筑和設(shè)計(jì)斷面的要求。第三，配置足夠的、合格的測(cè)量人員、儀器和設(shè)備，按國(guó)家測(cè)繪標(biāo)準(zhǔn)和南水北調(diào)工程精度要求，建立施工控制網(wǎng)；施工過程中，及時(shí)放出開挖輪廓線并對(duì)坡面進(jìn)行復(fù)核檢查。第四，對(duì)開挖邊坡進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證邊坡穩(wěn)定；同時(shí)加強(qiáng)施工期邊坡變形觀測(cè)，保證邊坡開挖施工安全和質(zhì)量。

4.土方開挖安全措施

（1）機(jī)械挖土與人工挖土進(jìn)行配合操作時(shí)，人員不得進(jìn)入挖土機(jī)械作業(yè)半徑內(nèi)，必須進(jìn)入時(shí)，待挖土機(jī)停止作業(yè)后，人員方可進(jìn)入槽底清理、邊坡找平等工作。如果有滑坡跡象（如裂縫、滑動(dòng)等）時(shí)，應(yīng)立即采取措施，暫停施工，必要時(shí)所有人員和機(jī)械撤至安全地點(diǎn)。

（2）在開挖過程中，必須采取確實(shí)可行的排水措施，以免積水影響渠坑土壤結(jié)構(gòu)，造成塌方。

（3）渠道開挖要注意安全防護(hù)，嚴(yán)禁非工作人員靠近，并在渠坡兩邊設(shè)置明顯的安全防護(hù)欄。

（4）現(xiàn)場(chǎng)配備專職安全員，發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)情況時(shí)要及時(shí)制止并要采取有效措施，危險(xiǎn)解除后方可繼續(xù)施工。

（5）制定切合實(shí)際的安全應(yīng)急預(yù)案，定期檢查施工作業(yè)區(qū)，排查隱患。

5.幾種渠道防滲施工方法

5.1土料防滲

土料防滲造價(jià)低、投資少，可就地取材，但存在耐久性差的問題，往往由于凍融的反復(fù)作用，使防滲層疏松剝蝕，從而失去防滲性能。盡管如此，隨著大型碾壓機(jī)械的應(yīng)用及防滲技術(shù)發(fā)展，土料防滲仍然廣為應(yīng)用。施工中土料的原材料應(yīng)粉碎、過篩，必須清除含有機(jī)質(zhì)多的表層土和草皮、樹根等雜物；施工中應(yīng)嚴(yán)格控制配合比和含水率；是混合土料宜先干拌后濕拌；鋪筑時(shí)灰土、三合土、四合土按先渠坡后渠底的順序施工；素土、粘砂混合土按先渠底、后渠坡的順序施工。當(dāng)防滲層厚度大于15cm時(shí)，應(yīng)分層鋪筑。鋪筑時(shí)應(yīng)邊鋪筑、邊夯實(shí)，夯實(shí)后土料的干容重應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)值，不得小于設(shè)計(jì)容重。土料防滲層鋪筑完成后，要加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，注意防風(fēng)、防曬、防凍。

5.2混凝土防滲

施工方法：水泥用量要較普通碎石混凝土適當(dāng)增加，并直摻入減水劑、早強(qiáng)劑。石料應(yīng)采用1～2級(jí)級(jí)配。采用低流態(tài)混凝土，其坍落度以0～2cm為宜?？刹捎没顒?dòng)模板和分塊跳倉法、滑模振搗器法施工。混凝土預(yù)制板初凝后即可拆模，強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可運(yùn)輸，安砌應(yīng)平穩(wěn)、堅(jiān)固，砌縫應(yīng)用水泥砂漿填滿、壓平、抹光?，F(xiàn)澆完畢后，應(yīng)及時(shí)收面，及時(shí)養(yǎng)護(hù)。

5.3砌石防滲

砌石防滲適用于石料來源豐富、有抗凍和抗沖刷要求的渠道。砌石防滲一般可減少滲漏量70%～80%，使用時(shí)限達(dá)20a～40a。砌石防滲具有就地取材、施工簡(jiǎn)單、抗沖刷、耐磨和耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，具有較強(qiáng)的穩(wěn)定渠道的作用及能適應(yīng)渠道流速大等特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)大部分漿砌石防滲渠道沒有設(shè)墊層，直接砌筑在渠基上。因石板較薄，為使其與渠床緊密結(jié)合，常鋪一層2～3cm厚的砂料或低標(biāo)號(hào)砂漿作墊層。

5.4膜料防滲

膜料防滲具有防滲性能好，適應(yīng)變形能力強(qiáng)，材料質(zhì)輕，運(yùn)輸方便，耐腐蝕性強(qiáng)，施工簡(jiǎn)便，工期短、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是抗穿刺能力差，易老化，與土的摩擦系數(shù)小，不利于渠道邊坡穩(wěn)定。膜料防滲施工質(zhì)量的核心是在施工過程中保持膜層的完整和土保護(hù)層的邊坡穩(wěn)定。土渠層的鋪膜基槽可采用梯形、臺(tái)階形、五邊形和鋸齒形等斷面形式，當(dāng)渠槽開挖整平并進(jìn)行滅草處理后，根據(jù)渠道大小將膜料加工成大幅，自渠道下游向上游由渠道一岸向另一岸鋪設(shè)膜料，膜料應(yīng)留有小褶，并平貼渠基。

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