唐河定州段综合整治一期工程堤防施工技术
2012-11-25宁夕英张军保
宁夕英,张军保
(河北省大清河河务管理处,河北 保定071600)
1 工程概况
唐河是大清河系南支主要支流之一,发源于山西省浑源县东南抢峰岭,流经灵丘县进入河北省,穿涞源、唐县、顺平、定州、望都、清苑等县(市)至安新县韩村入白洋淀,河道全长273km,流域面积4990km2。
唐河由于多年未进行统一规划和整治,工程老化失修,多数河道无堤防,险工、险段多。大部分河道断面的行洪能力不足5a一遇,洪水直接威胁沿岸人民群众生命财产的安全。随着定州市高新技术开发区的建设,提高唐河定州段防洪能力是非常必要的。唐河定州段综合整治一期工程防洪标准为20a一遇,4级堤防,设计流量1190m3/s,左堤设计超高1.0m,右堤设计超高2.0m,右堤为主堤。
2 堤防工程结构
堤防堤身为沙堤,内坡由防渗体、格宾网石笼组成,左堤顶宽6m,右堤顶宽8m,边坡1∶3。见图1。
图1 堤防工程施工结构
3 工程施工工序
因为填筑沙堤时,洒水会泡松防渗体结构,影响防渗体施工,因此,沙堤填筑不能与防渗体填筑同时施工,必须考虑施工顺序,保证各阶段的施工质量。本工程制定如下施工工序:第1步进行沙堤填筑,沙堤填筑到设计高程后,削坡;第2步进行防渗体与格宾网石笼护脚的开挖;第3步填筑防渗体同时铺设土工布、土工膜,砌筑格宾网石笼护脚。
4 堤防施工
4.1 沙堤主体施工
4.1.1 筑堤料选择
由于筑堤的同时还有主河槽整治,主河槽整治的弃沙可用来填筑堤防。本河段河槽为沙土,含泥量小,弃沙料源充足,这样筑堤对沿线环境影响最小,施工方便。因此,筑堤料选择主河槽整治的弃沙。
4.1.2 填筑原则
堤防填筑高度小于2m,预留10cm沉降量,填筑高度小于3m,预留15cm沉降量,填筑高度小于4m,预留20cm沉降量,以此类推预留沉降量。
4.1.3 筑堤施工技术
工程放线:采用坐标、高程控制放线,在堤内、外坡线处打桩放线,控制填沙范围和填沙高度。
基础面处理:用TS-140推土机清基深度30cm,直至全部基底为新鲜的土层,将工作面范围内的砖头、石块、树根、草皮等杂质全部捡拾干净。用6m3洒水车洒水,SRM22C自行式压路机压实,采用核子密度仪测量基面相对密度,25m一个断面,每个断面检测不小于3个点,相对密度不小于0.7,合格率达到100%。
填沙:开挖采用挖掘机挖装,八轮自卸汽车运输,推土机整平。填筑采用“后退法卸料,进占法摊铺”、推土机推土找平,压路机压实。每层填沙40~50cm。
由于沙是一种散状材料,通常由固态(沙)、气态(空气)、液态(水)三相组成,其突出特点是凝聚性极差,过分碾压容易产生沙土液化,影响碾压效果。天然条件下不可能自己形成较紧密的土体,只有通过饱水压实才能缩小颗粒间距,形成一定结构强度。根据试验结果严格控制洒水量,使沙料在最优含水量状态下进行碾压,以便沙料筑堤相对密度达到设计要求。
4.2 防渗体与格宾网石笼施工
4.2.1 填筑防渗体
沙堤主体填筑完成后,开始防渗体与格宾网石笼基础开挖。由于沙体自稳性和附着力差,易流动,开挖尽量放缓坡率开挖,开挖应比设计标高稍深5~10cm。
基槽开挖完成后,填筑防渗体(防渗体的土料由甲方指定的料场,试验合格后开始填筑),采用自行式压路机ZY16TB从侧面下层沟槽采用来回碾压方法将分层填筑土压实,机械碾压压实厚度每层不得大于20cm,松铺厚度不大于35cm。
4.2.2 土工膜铺设
在防渗体填筑到1m时,开始防渗体迎水坡一侧垂直面施工,将土工膜沿基槽展开,在需向上弯折处每2m打上固定桩,人工按格宾网石笼护脚结构设计尺寸铺展底层,然后沿防渗体向上竖直弯折,用强力胶带固定在固定桩上,弯折的土工膜整体纵向平顺,人工再将填土底部整平夯实,沿内坡坡体开挖20cm×20cm搭接台阶。
4.2.3 格宾网石笼施工
土工膜铺好后,开始施工格宾网石笼:用PC75小斗挖掘机将格宾网石笼用材就地解小,最小尺寸不得小于15cm,人工持格宾网侧面展开端,使格宾网石笼纵向平展张紧,小斗挖掘机装石笼填充料分层填筑在石笼中,分层高度不得大于50cm,并且用人工对每层填筑料进行大面找平,找平后用小斗装嵌缝料充填,然后再填下一层,直至施工完成第1节格宾网石笼,即A型格宾网(高100cm)。
4.2.4 土工膜固定
格宾网石笼第1节完成后,土工膜沿防渗体结构内部平展50cm,并在该位置人工向下开槽,开槽深度50cm,宽度宜保证土体不塌落为宜,最后将锚固末端的土工膜50cm沿开槽下折埋入槽口内固定,人工回填夯实,保证土工膜所有面张紧、拉实、弯折平顺。
该段施工人工开槽50cm,人工填土夯实,非常耗费人工,建议优化类似工程施工设计。
4.2.5 土工布铺设与土工膜搭接
防渗体内坡面铺设的土工布与格宾网石笼护脚土工膜在距地面200cm位置搭接,搭接方式采用叠合密贴,土工布内侧与格宾网石笼紧贴,外侧与土工膜出防渗体填实土体侧向压力压实,使土工布与土工膜不发生位移。
格宾网石笼第2节施工即B型格宾网高50cm,格宾网石笼第3节施工用A型格宾网高100cm,完成格宾网石笼施工。
然后,再将防渗体按照设计规范填筑至设计高程。
最后,堤防外坡铺设30cm厚清表土,用于种植草皮;内坡格宾网石笼上铺20cm清表土。
5 施工中注意事项%
5.1 堤防碾压应注意事项
分段作业面200m为一单元。分段填筑,各段设立标志,以防漏压、欠压和过压。上下层的分段接缝位置错开。已铺土料表面在压实前被晒干时,做洒水湿润处理。
堤防碾压施工,分段间有高差连接时,垂直堤轴线方向的各种接缝,以斜面相接,坡度小于1∶5。
碾压机械行走方向平行于堤轴线。分段、分片碾压,相邻作业面的搭接碾压宽度,平行堤轴线方向不应小于0.5m;垂直堤轴线方向不小于3m。机械碾压时控制行车速度,控制在2km/h以内。机械碾压不到的部位,辅以夯具夯实,夯实时采用连环套打法,夯迹双向套压,夯压夯1/3,行压行1/3;分段、分片夯实时,夯迹搭压宽度不小于1/3夯径。
5.2 沙堤与防渗体的结合面施工要求
在防渗体填筑出地面后,要将原填筑的沙堤迎水面人工按1∶5的斜坡分层错蹬,每错蹬高度为原沙堤每层填筑高度,保证主体沙堤与防渗体的很好结合。
防渗体设置在堤坝工程迎水面位置,起防渗保护沙堤主体的作用,根据施工图设计,防渗体迎水面设置格宾网石笼护坡,防渗体与沙堤主体交接面采用1∶0.82~1∶1坡比台阶错台搭接。
5.3 格宾网石笼施工注意事项
格宾网石笼施工时,护脚外侧土料应及时回填,防止格宾网石笼侧向位移。结构物处的回填压实度与防渗体要求的填筑压实度相同,使格宾网石笼与防渗体紧密结合。
6 结语
唐河定州段综合整治一期堤防工程因地施材,充分利用河槽开挖的弃沙,采用土工布、土工膜、格宾网石笼材料,构建了一种典型的复合堤防。为了保证工程各工序顺利衔接,各部分工程材料有机结合,使施工达到设计要求,本工程在施工安排、工艺处理、质量检测等方面进行了探索,在较短的施工工期内,以优质的质量完成了工程任务,希望为类似复合型堤防工程施工提供有益的借鉴。
[1]河北省大清河河务管理处.唐河定州段综合治理一期工程施工报告[R].
[2]SL260—98,堤防工程施工规范[S].
[3]GB50286—98,堤防工程设计规范[S].
[4]SL239—1999,堤防工程施工质量评定与验收规程(试行)[S].
[5]DL/T5129—2001,碾压式土石坝施工规范[S].
[6]SL171—96,堤防工程管理设计规范[S].