過(guò)水渠道防洪堤砂性土填筑

【摘要：】以南水北調(diào)中線京石段應(yīng)急供水工程S19標(biāo)段309+390～312+740段渠道防洪堤砂性土填筑為實(shí)例，采用中細(xì)砂邊攤鋪、邊灑水、邊碾壓，用灌砂法對(duì)回填的相對(duì)密度進(jìn)行檢測(cè)，得出了一些有益的結(jié)論僅供廣大同行參考。

【關(guān)鍵詞】砂性土；相對(duì)密度；含水率；振動(dòng)碾壓；灌砂法

Abstract： in the Beijing Shijiazhuang section of emergency water supply project 309+390 ～ 312+740 section of right bank dike channel sand soil embankment as an example， using fine sand edge paving， edge water， edge rolling， to detect the relative density of the backfill with sand filling method， we obtain some useful conclusions for the majority of peers reference.

Key words： sandy soil， relative density， water content， vibratory compaction，sand replacement method

南水北調(diào)工程“功在當(dāng)代利在千秋”目前中線工程已經(jīng)全部完成。供水范圍主要是唐白河平原和黃淮海平原的西中部，供水區(qū)總面積約15.5萬(wàn)平方千米，工程重點(diǎn)解決河南、河北、天津、北京4個(gè)省市的用水，為沿線20多座大中城市提供生活和生產(chǎn)用水，并兼顧沿線地區(qū)的生態(tài)環(huán)境和農(nóng)業(yè)用水。中線輸水干渠總長(zhǎng)達(dá)1276公里，向天津輸水干渠長(zhǎng)156公里。2014年12月12日下午14時(shí)32分，南水北調(diào)中線工程正式通水。2015年12月11日，南水北調(diào)中線工程入渠水量為23.9億立方米，受益人口達(dá)3800萬(wàn)。

在進(jìn)行過(guò)水渠道防洪堤砂性土填筑時(shí)，主要控制好兩個(gè)方面：第一是通過(guò)試驗(yàn)段確定填筑時(shí)每層的厚度、每平米灑水量、壓實(shí)遍數(shù)等數(shù)據(jù)，為施工提供控制依據(jù)；第二是對(duì)碾壓完成的斷面，采用灌砂法對(duì)進(jìn)行相對(duì)密度的檢測(cè)。筆者根據(jù)南水北調(diào)中線應(yīng)急供水工程第十九標(biāo)段，對(duì)該標(biāo)段309+390～312+740段渠道右岸防洪堤砂性土填筑進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)介紹，為今后的水利明渠輸水?dāng)嗝嫔靶酝撂钪┕そㄔO(shè)提供一些參考經(jīng)驗(yàn)。

一、本工程難點(diǎn)

南水北調(diào)中線應(yīng)急供水工程第十九標(biāo)段，起點(diǎn)里程307+000，終點(diǎn)里程312+790.6，全線長(zhǎng)5790.6米。309+390～312+740段輸水?dāng)嗝娌捎蒙靶酝撂钪?。本段工程施工的主要難點(diǎn)是，砂性土的穩(wěn)定性差、水利方面采用砂性土進(jìn)行大規(guī)模填筑的施工經(jīng)驗(yàn)很少。結(jié)合本工程的難點(diǎn)我們采用填筑、碾壓、灑水、層與層之間增加土工格柵各種措施結(jié)合的方法，取得了良好的效果。

二、砂性土填筑方法

1 填料選擇

本段筑堤工程填料選擇中細(xì)砂，不能使用表層土、腐殖土、粉細(xì)砂等。砂性土不能含有樹(shù)根、雜草等有機(jī)質(zhì)雜物。

2 現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制

現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制采用相對(duì)密度控制，填筑堤相對(duì)密度不小于0.75，采用灌砂法。

完成碾壓試驗(yàn)確定的碾壓遍數(shù)（8遍）后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。首先對(duì)碾壓后的堤面進(jìn)行觀察，看堤面有無(wú)明顯的輪跡、填料松散等情況，沒(méi)有異常情況后，再取樣檢測(cè)碾壓后的相對(duì)密度，這是保證砂性土填筑質(zhì)量最重要的技術(shù)參數(shù)。

3 土工格柵的鋪設(shè)

為保證堤體的整體穩(wěn)定安全，本段砂性土堤體內(nèi)鋪設(shè)加筋材料，加筋材料采用高密度聚乙烯（HDPE）單向拉伸土工格柵，材料技術(shù)參數(shù)要求每延米拉伸屈服力≥80KN/m。垂直鋪設(shè)間距0.35m。

土工格柵鋪設(shè)時(shí)垂直堤軸線鋪展平整，長(zhǎng)度按設(shè)計(jì)要求裁制，土工格柵采用寬幅規(guī)格，寬度不宜小于2m。土工格柵搭接時(shí)應(yīng)至少搭接一個(gè)方格，并以細(xì)尼龍繩在連接處綁扎牢固。

鋪放土工格柵時(shí)不允許有褶皺，并盡量用人工拉緊，以“U”型釘定位于填筑基面上，保證填土碾壓時(shí)不發(fā)生移動(dòng)。“U”型釘間距1m，采用梅花形布置?！癠”型釘采用φ8的A3鋼筋彎制而成。

4 砂性土的拌和

有的砂性土存在很大的不均勻性，為保證填筑堤的實(shí)體施工質(zhì)量，需要選一個(gè)地點(diǎn)對(duì)開(kāi)挖出來(lái)的砂性土進(jìn)行拌和。

砂性土料的拌和場(chǎng)地選在填筑面附近。砂性土運(yùn)至拌和場(chǎng)地后，采用1臺(tái)ZL50裝載機(jī)在場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行拌和，拌和遍數(shù)不少于3遍。拌和后的砂性土再用裝載機(jī)裝上15噸自卸車(chē)，運(yùn)至填筑現(xiàn)場(chǎng)。

5 現(xiàn)場(chǎng)填筑

現(xiàn)場(chǎng)填筑是砂性土填筑堤的重要工序，本段分以下幾個(gè)方面進(jìn)行敘述。

（1）現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制。

現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)量控制，主要是兩個(gè)方面的控制。一個(gè)是平面位置的控制，一個(gè)高程方面，即松鋪厚度的控制。平面位置的控制采用兩側(cè)邊線控制的辦法，即按設(shè)計(jì)圖紙計(jì)算出填筑的理論寬度，兩側(cè)再各向外超填240cm。

在測(cè)量并打樁后，現(xiàn)場(chǎng)撒白色石灰線進(jìn)行控制。

松鋪厚度的控制主要是采用在兩側(cè)每隔10m設(shè)置松鋪厚度控制點(diǎn)的辦法進(jìn)行解決。

（2）上料及攤平

上料采用15噸自卸汽車(chē)運(yùn)輸。由于在填筑堤體內(nèi)鋪設(shè)有加筋材料土工格柵，施工機(jī)械不能直接在土工格柵上面行走，上料必須采用進(jìn)占法，自卸汽車(chē)每次卸料后，用T140推土機(jī)及時(shí)攤平，隨時(shí)上料，邊上邊攤平。根據(jù)碾壓試驗(yàn)的成果，土料的松鋪厚度宜為40cm。整層的填料全部上完后，檢查填料的松鋪厚度。

（3）砂性土上行車(chē)

根據(jù)砂性土試驗(yàn)時(shí)的施工情況，自卸汽車(chē)無(wú)法在砂性土上直接行駛。為保證自卸汽車(chē)能在砂性土表面行駛，需要設(shè)置跑板墊路，跑板型式同開(kāi)挖工作面。

每一個(gè)填筑工作面長(zhǎng)度計(jì)劃為200-300米，平均需要鋪設(shè)跑板250塊。這樣可以防止自卸車(chē)陷入砂性土內(nèi)對(duì)斷面穩(wěn)定造成破壞。

（4）灑水

根據(jù)填筑試驗(yàn)結(jié)果，砂性土含水率在12-14%的時(shí)候，可以取得最佳碾壓效果，而一般天然砂性土其含水率均為4-5%，不能達(dá)到最佳碾壓效果，需要在填筑現(xiàn)場(chǎng)對(duì)砂性土料的含水率進(jìn)行調(diào)整。含水率的調(diào)整采用現(xiàn)場(chǎng)灑水的辦法。因?yàn)樯靶酝镣杆院軓?qiáng)，要達(dá)到這一含水率，需要加入大量的水，根據(jù)碾壓試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，每立方米的砂性土平均需要加水1.2噸。

（5）壓實(shí)

砂性土的壓實(shí)采用YZ20JA-IIs型振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。根據(jù)碾壓試驗(yàn)成果，碾壓步驟為：先靜壓2遍，再振動(dòng)碾壓6遍，可達(dá)到較好的壓實(shí)效果。

碾壓一般都位于直線段上，由一側(cè)沿堤軸線方向進(jìn)、退式碾壓，沿軸線方向碾跡重疊不小于0.5m。

碾壓時(shí)控制行進(jìn)速度為2Km/小時(shí)。

（6）壓實(shí)情況檢測(cè)

碾壓完成后，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行取樣試驗(yàn)，測(cè)定現(xiàn)場(chǎng)碾壓質(zhì)量情況。取樣檢測(cè)采用灌砂法。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，評(píng)定當(dāng)前填筑層的碾壓質(zhì)量情況。當(dāng)取樣結(jié)果滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求后，表示可以進(jìn)行下一層施工。

（7）填筑分區(qū)控制原則

一次性將渠道一側(cè)的堤體在全寬范圍內(nèi)填筑起來(lái)，每一填筑分區(qū)長(zhǎng)度控制在200--300米。

當(dāng)分幾個(gè)作業(yè)區(qū)施工時(shí)，遇有兩個(gè)相鄰段不在同一時(shí)間填筑，則先填筑的作業(yè)段在兩個(gè)相鄰段交接處按1：5坡度分層預(yù)留臺(tái)階，以便銜接；如兩個(gè)相鄰段同時(shí)施工，則分層相互交疊銜接，并保證其搭接長(zhǎng)度不小于3m。

（8）堤頂高程的超填

為保證填筑砂堤的質(zhì)量，在渠頂應(yīng)進(jìn)行超填，以保證在刷掉表層的不密實(shí)砂料時(shí)，剩余堤實(shí)體壓實(shí)度全部達(dá)標(biāo)。堤頂超填厚度為40cm（一個(gè)填筑層）。

（9）刷坡

全部堤體填筑完畢后，不能馬上就進(jìn)行刷坡。刷坡作業(yè)時(shí)間應(yīng)選在進(jìn)行渠道襯砌鋪筑砂礫料之前完成。

刷坡首先采用挖掘機(jī)進(jìn)行，堤體超填部分寬度為240cm，使用機(jī)械刷坡寬度為210cm，其余30cm由人工進(jìn)行刷坡。刷坡的同時(shí)進(jìn)行渠道開(kāi)挖斷面內(nèi)剩余部土方的開(kāi)挖作業(yè)。挖出的砂性土由渠道底部用自卸汽車(chē)運(yùn)走。渠道底部均為砂性土，無(wú)法直接行車(chē)，采用鋪設(shè)鋼制跑板的辦法來(lái)解決。

三、砂性土填筑數(shù)據(jù)概括

自從2008年9月臨時(shí)通水到2014年正式永久通水，截止到目前為止，該砂性土填筑段運(yùn)行穩(wěn)定。事實(shí)表明，水利輸水渠道，可以采用砂性土填筑。填筑過(guò)程中先設(shè)置試驗(yàn)段，通過(guò)試驗(yàn)總結(jié)各種技術(shù)參數(shù)。具體施工過(guò)程中一定要嚴(yán)格按照技術(shù)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

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