東湖圩援建工程施工技術(shù)淺析

(中國人民武裝警察部隊(duì) 水電第二支隊(duì)，安徽 合肥 231100)

1 工程概況

安徽池州市東湖圩加固堤防總長(zhǎng)11.33 km，其中升金湖湖堤長(zhǎng) 4.2 km，堤頂寬度 8.5 m，設(shè)計(jì)堤高 18.78 m；黃湓河河堤長(zhǎng)7.13 km，設(shè)計(jì)堤高19.6～20.5 m;升金湖至張溪橋段堤頂寬度8.5 m，張溪橋以上設(shè)計(jì)堤頂寬度7 m。工程主要措施為堤身培厚、迎流頂沖段拋石護(hù)岸及背水坡草皮護(hù)坡。

1.1 工程要求

堤頂寬度設(shè)計(jì)主要考慮工程施工、防汛物資運(yùn)輸和工程管理的需要，確定邊坡系數(shù)首先要滿足堤坡穩(wěn)定的要求，根據(jù)《堤防工程設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50286-2013)要求，3級(jí)以下堤防堤頂寬度不得小于3 m[1]。結(jié)合后期環(huán)升金湖道路規(guī)劃，確定東湖圩張溪橋以下加固堤段的堤頂寬度為 8.5 m，張溪橋以上加固堤段的堤頂寬度為7 m，堤防迎水側(cè)維持現(xiàn)狀1 ∶3，背水側(cè)堤坡設(shè)計(jì)為1 ∶3；堤身高度大于6 m的堤段，背水側(cè)在堤頂以下3 m處設(shè)置 2.5 m寬戧臺(tái)，戧臺(tái)以下邊坡為1 ∶3。背水側(cè)護(hù)坡采用造價(jià)較低的草皮護(hù)坡，迎水側(cè)堤坡維持現(xiàn)狀，無需草皮護(hù)坡；引流頂沖段采用拋石護(hù)岸，坡比1 ∶2，仍保留已有的混凝土或塊石護(hù)坡[2]。根據(jù)防汛及堤防日常管理的要求，堤頂加高后需恢復(fù)堤頂?shù)缆?。僅對(duì)堤頂進(jìn)行加高設(shè)計(jì)，堤頂?shù)缆方Y(jié)構(gòu)由交通部門確定并組織實(shí)施。

1.2 堤身加高培厚

堤身加固設(shè)計(jì)的原則為：①堤高、堤身斷面未達(dá)到設(shè)計(jì)值的堤段，均需加高培厚；②堤高超過設(shè)計(jì)值需保持順接；③堤高不足，可根據(jù)堤頂加高設(shè)計(jì)值，使路面高程達(dá)到堤頂高程設(shè)計(jì)值；④堤坡陡于設(shè)計(jì)值，可結(jié)合堤頂加寬培厚使其滿足要求；⑤堤坡緩于設(shè)計(jì)值或堤身超寬，一般不予削坡，干砌塊石護(hù)坡段將外堤坡整坡[2]。

堤身加高培厚有臨水側(cè)幫寬加高、背水側(cè)培厚加高和兩側(cè)幫寬加高3種方式。目前東湖圩大部分堤段臨水，且臨水側(cè)地面高程較低，臨水側(cè)加培需填筑圍堰清基，加培土方較大，且侵占河道，故采取背水側(cè)加培方案[2]。東湖圩各段堤防加固設(shè)計(jì)斷面見圖1[3]。

圖1 東湖圩各段堤防加固設(shè)計(jì)斷面(單位：mm)

2 施工組織設(shè)計(jì)

2.1 施工條件

東湖圩堤防加固工程位于東至縣張溪鎮(zhèn)，主要建設(shè)內(nèi)容是對(duì)長(zhǎng)11.33 km的堤防堤身培厚達(dá)標(biāo)、草皮護(hù)坡、拋石護(hù)岸等。堤防加固主要工程量包括堤身加培 61.09萬m3，清基 9.66萬m3，草皮護(hù)坡19.28萬m2，拋石護(hù)岸1.49萬m3。工程所需水泥、木材、油料等直接從東至縣城采購，石料可從查橋采石場(chǎng)采購，黃砂可就近從沿江砂場(chǎng)獲得，土料場(chǎng)以就近原則選取。

堤防加固工程安排在枯水期進(jìn)行，主要為土方工程，以機(jī)械施工為主，工期短。施工機(jī)械進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)進(jìn)行檢修、保養(yǎng)。施工工地僅需設(shè)立小型機(jī)械維修站以供更換施工機(jī)械常規(guī)配件，必要時(shí)可送至東至縣進(jìn)行大規(guī)模維修。施工機(jī)械維修站和停放場(chǎng)可在護(hù)堤地上布置，無需征用施工場(chǎng)地。

施工管理用房、施工生活設(shè)施可租用附近民房，所需費(fèi)用根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件在概算中按規(guī)定計(jì)列，主要臨時(shí)房屋包括施工倉庫300 m2，臨時(shí)生活用房250 m2。

圖2 堤壩加固分層碾壓示意(單位：mm)

2.2 組織機(jī)構(gòu)

武警水電大隊(duì)在東湖圩援建中由指揮長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，其下設(shè)有軍事指揮組、技術(shù)保障組、政治工作組、通信保障組、綜合保障組，實(shí)行軍事化指揮。

2.3 施工進(jìn)度計(jì)劃

主體工程安排在第一年11月至第二年2月。堤防加固工程一般先進(jìn)行堤身加培，再進(jìn)行堤外拋石護(hù)岸工程施工，然后進(jìn)行堤內(nèi)護(hù)坡工程施工，最后完成堤頂防汛道路的施工。完建期安排在第二年2月，包括完善工程管理設(shè)施、掃尾工作及施工清場(chǎng)撤退。

2.4 人員安排

該工程施工約 3.04萬個(gè)總工日，按氣象條件確定每月有效工作日23 d計(jì)算，根據(jù)施工進(jìn)度安排，平均每日施工人數(shù)約100人，高峰期工人數(shù)約130人。

3 施工技術(shù)方法

經(jīng)過研究討論，決定采取以下施工方法：①由于需加固圩堤線路長(zhǎng)，堤頂路面窄且不宜承重，采取“劃分區(qū)段、流水作業(yè)、自下而上、分層填筑”技術(shù);②根據(jù)料場(chǎng)實(shí)際情況，采用“多地取料、分區(qū)作業(yè)、分層剝離、挖裝協(xié)同”技術(shù);③為爭(zhēng)取最高效率，采用“多段作業(yè)、錯(cuò)峰倒料、推裝結(jié)合、分層碾壓”技術(shù)。

3.1 圩堤加固

圩堤加固工程采取“劃分區(qū)段、流水作業(yè)、自下而上、分層填筑”技術(shù),在東湖圩堤壩上，分段分區(qū)，按照自卸車精準(zhǔn)卸料，推土機(jī)協(xié)同裝載機(jī)進(jìn)行平整作業(yè)，隨其后進(jìn)行振動(dòng)碾緊流水式作業(yè)。堤壩培厚整體采用“自下而上，分層碾壓”的方式逐層增高。該方法提高了工作效率、填筑質(zhì)量，對(duì)高效快速完成援建任務(wù)起到根本性作用。堤壩加固分層碾壓施工示意見圖2。

在作業(yè)準(zhǔn)備階段，由測(cè)量小組進(jìn)行測(cè)量放樣，規(guī)范標(biāo)定，由工程指揮人員進(jìn)行料場(chǎng)規(guī)劃，保障土料質(zhì)量和裝料效率，并做好前期準(zhǔn)備工作。在施工階段，駕駛員分批次、不間斷進(jìn)行運(yùn)料作業(yè)，保證現(xiàn)場(chǎng)土料充足，最大限度保證施工效率，土料平整工作由推土機(jī)和裝載機(jī)協(xié)同配合完成，挖機(jī)在堤頂一線分散進(jìn)行修坡。施工結(jié)束后，由技術(shù)干部帶領(lǐng)測(cè)量組重復(fù)進(jìn)行測(cè)量修訂、設(shè)置樣樁，負(fù)責(zé)保證施工質(zhì)量。

3.2 料場(chǎng)開采

(1)料場(chǎng)一。由于地勢(shì)較高，1臺(tái)挖機(jī)難以開挖，故采取“自上而下，分層開挖”的方式，“自上而下”是指在不同高程的3個(gè)平臺(tái)配置3臺(tái)挖機(jī)，上層兩臺(tái)挖機(jī)負(fù)責(zé)向下一層平臺(tái)挖料，最底層挖機(jī)則負(fù)責(zé)挖料裝車。此料場(chǎng)配備3臺(tái)挖機(jī)、9臺(tái)自卸車，挖機(jī)操作手9名分為3組；駕駛員18名，分為兩組。另配有3名安全員、1名汽車指揮員、1名帶班干部。

(2)料場(chǎng)二。因其地勢(shì)平坦，便于開采，故采取“由上及下，逐層開挖”的方式。根據(jù)有用層厚度進(jìn)行分層開采，挖機(jī)逐層將土料揭起裝車，自卸車負(fù)責(zé)土料的運(yùn)輸。此料場(chǎng)配備1臺(tái)挖機(jī)、7臺(tái)自卸車，挖機(jī)操作手4名分為兩組，16名駕駛員分為兩組，另包括1名安全員、1名汽車指揮員、1名帶班干部。

3.3 堤身填筑

堤身填筑以 200 m為單位劃分區(qū)段和設(shè)置作業(yè)點(diǎn)。駕駛組晝夜不間斷對(duì)每區(qū)段進(jìn)行卸料填筑，取料區(qū)指揮員負(fù)責(zé)料場(chǎng)的調(diào)整，確保料源充足和快速開采，指揮長(zhǎng)負(fù)責(zé)總體把控和各工作面的組織協(xié)調(diào)。

(1)卸料方式。加寬加高壩頂施工任務(wù)重、工期短。設(shè)置作業(yè)面，多個(gè)方位、多種方式進(jìn)行卸料，在上游段進(jìn)行堤頂加寬，道路產(chǎn)生分層，一次進(jìn)入2臺(tái)車同時(shí)卸料。繞山公路和進(jìn)村道路同時(shí)通車，堤頂高層道路過車采用進(jìn)占法卸料，堤頂?shù)蛯拥缆愤^車采用后退法卸料。進(jìn)占法卸料時(shí)，車輛由填土邊緣卸料鋪散向前擴(kuò)展，車輛倒車在新鋪的路上行走，上下高差約70 cm，容易發(fā)生陷車，故采取老堤路面上側(cè)向卸料的方法，保證安全卸車。

邊坡修整時(shí)，運(yùn)用堤頂上向下傾倒的方法卸料，使用挖機(jī)修坡。在施工中，首先對(duì)堤頂邊緣進(jìn)行加固，并對(duì)堆土加高設(shè)置防護(hù)，防止車輛倒料下滑和陷車，而后規(guī)劃出長(zhǎng)20 m的作業(yè)面，利用多臺(tái)車同時(shí)倒料，防止堵車、提高效率。

針對(duì)不同交通條件，采用農(nóng)用車和北奔車分類作業(yè)、共同開進(jìn)。在空間不足、會(huì)車和轉(zhuǎn)向相對(duì)困難時(shí)，采用農(nóng)用車；在空間充足、作業(yè)要求強(qiáng)度大時(shí)，采用北奔車。

(2)鋪土方式。施工鋪土?xí)r，松鋪厚度控制在60 cm，根據(jù)測(cè)量標(biāo)注進(jìn)行實(shí)地控制，靜碾1遍而后振動(dòng)碾壓1遍試驗(yàn)后調(diào)整，調(diào)整過后繼續(xù)振動(dòng)碾壓4～5次，再進(jìn)行鋪土碾壓，確保加高高度和土層的結(jié)合。

(1)雨季及冬季施工。在雨季施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)天氣預(yù)報(bào)進(jìn)行堤身加培，在雨前及時(shí)將填土碾壓密實(shí)，并保持填筑面平整；雨后填筑面應(yīng)晾曬，清除表面浮土。冬季施工時(shí)，土料溫度必須在-1.0℃以上，如遇冰雪停工，在復(fù)工前應(yīng)將施工面積雪和凍土清理干凈。

(2)填筑施工。現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)時(shí)，針對(duì)不同的任務(wù)環(huán)境，裝載機(jī)、推土機(jī)、壓路機(jī)和挖掘機(jī)交替作業(yè)或共同作業(yè)。場(chǎng)地平整時(shí)主要使用推土機(jī)、農(nóng)用車和北奔車進(jìn)行倒料，推土機(jī)進(jìn)行初步平整作業(yè)，部分位置少料或堆料不勻時(shí)可選用裝載機(jī)進(jìn)行土料的轉(zhuǎn)移和余料清理。壓路機(jī)采用進(jìn)退錯(cuò)距法進(jìn)行地面的碾壓整平，碾壓4～5次，繼續(xù)填料加高后重復(fù)作業(yè)。作業(yè)中，推土機(jī)故障時(shí)可臨時(shí)選用裝載機(jī)作業(yè)。

3.4 邊坡修整

沿線修坡時(shí)挖掘機(jī)會(huì)阻擋車輛在堤頂?shù)恼Ｍㄐ校捎梅謺r(shí)段計(jì)時(shí)作業(yè)方法，使挖掘機(jī)作業(yè)的時(shí)間避開車輛通行高峰期，避免會(huì)車，提高效率。堤角土料過多時(shí)，選用裝載機(jī)在堤角進(jìn)行土料轉(zhuǎn)移，提高工作效率，減小挖掘機(jī)作業(yè)工作量。挖掘機(jī)修坡時(shí)，從壩頂邊緣開挖，制造出緩坡，用鏟斗進(jìn)行初步壓實(shí)平整后，將挖掘機(jī)開至背水面半坡上，進(jìn)行土料修整壓實(shí)。

4 結(jié) 語

2016年汛期時(shí)，完成了援建工程。完成搶險(xiǎn)任務(wù)后，應(yīng)地方政府請(qǐng)求，在池州東湖圩堤段進(jìn)行援建任務(wù)。此次工程共務(wù)完成圩堤加固3 712 m，填筑土石方99 536 m3。