黄河险工与控导工程施工及质量控制

刘金福，姜树国，李新振

（济南市黄河工程局，山东 济南 250032）

黄河险工、控导工程是指在黄河河道内利用土石修建的保护黄河堤防和控制黄河水溜的水工建筑物。目前对险工、控导工程的施工已经形成了较为成熟的施工方法。该方法现已在山东黄河系统推广应用，取得了较好的技术经济效益。

1 工法特点与适用范围

黄河险工、控导工程施工是利用现代机械设备结合人工进行施工的一种方法，具有施工速度快，质量高等特点。但在黄河河道内，交通、通信、生活等施工条件较差。由于施工项目有乱石粗排、干砌块石护坡、铅丝笼石、1 m宽的黏土坝胎等，施工过程中组织、管理好人工仍然是一项很重要的工作。此外，黄河河道内临时施工道路多是沙土，对施工环境的要求较高。

本工法适用于黄河下游堤防险工、河道内控导工程施工。淮河流域以北地区中小河道也可参照有关标准进行施工。

2 工艺原理

2.1 测量与清基施工

1）采用全球卫星定位系统进行控制测量，利用全站仪进行局部平面测量，利用水准仪进行高程控制。2）清基主要以挖掘机和推土机为主，机械不能施工的地方辅以人工为主进行；清基所挖土方采用挖掘机配合自卸车运至施工组织设计确定地点，开挖标准严格按照设计要求进行施工。

2.2 土方开挖

土方开挖采用挖掘机开挖，自卸汽车运输，可以利用的土料用于坝基土方填筑，不能利用的土料运至施工场地以外。土方开挖要分批进行，每批深度不超过3 m。

2.3 坝基土方填筑

选用壤土且不得含植物根茎、建筑垃圾等杂质；土料含水量与最优含水率允许偏差为±3%；筑坝土料严格按照设计选择料场取用，料场开采之前，应将料场区表层的杂质和耕作土、植物根系等清除。采用挖掘机挖土，自卸车运土，推土机推平，振动碾压实的方式进行施工。

2.4 黏土坝胎土方填筑

黏土坝胎控制黏粒含量＞10%。采用挖掘机挖土，自卸车运土，铲车铲土，人工整平，蛙式打夯机压实的方式进行施工。

2.5 石方工程

石方工程主要是散抛石护坡、干砌石护坡、抛根石和乱石粗排。采用自卸车运石，铲车铲石、挖掘机送石、人工砌筑的方式进行施工。

2.6 铅丝笼石

1）采用自卸车运石，铲车铲石，人工排整的方式进行施工。2）填石要求：石料必须采用抗风化性能好的石料，石料粒径以不小于网眼尺寸为宜。

3 施工工艺流程

3.1 土方施工工艺流程

1）靠溜坝土方工程施工工艺：施工准备→清基清坡→土工试验→碾压试验→水中进占→土方填筑→黏土坝胎。

2）不靠溜坝土方工程施工工艺：施工准备→清基清坡→土工试验→碾压试验→土方填筑→黏土坝胎→下道工序。

3.2 石方施工工艺流程

施工准备→水下抛石（形成进占体）→铅丝笼护脚→乱石排整→坦石护坡→封顶石砌筑。

3.3 土方工程施工操作要点

1）清基、土方开挖施工。主要以装载机和推土机为主。清基采取74 kW推土机、3.5 m3装载机装车、10 t自卸汽车运输。土方开挖、填筑采取1.0 m3挖掘机挖土（装土），74 kW推土机或12～16 t震动碾压实。

2）水下土方填筑。水下土方采取水中进占的方法施工，自卸汽车运输到填筑施工现场，车辆调转车头后退到工作面卸土，推土机推平。

3）水上土方填筑。土方填筑严格按照土石坝工程有关技术规范施工，自卸汽车经施工道路运到填筑点按进占法卸料。对占压坝身断面的上坝临时坡道作缺口处理，应将已板结的老土刨松，与新铺土料统一按填筑要求分层压实。全断面填筑完毕后，应作整坡压实及削坡处理。

4）黏土坝胎施工。用自卸车将黏土运至场地，用装载机将土铲至工作面，人工用气夯 （或蛙式打夯机）夯实、修坡的方式进行施工。

黏土坝胎一律使用黏粒含量不小于10%的黏土，含水量在最佳含水量的±3%范围以内。含水量偏低时，要在坝顶洒水闷料，不得在工作面洒水。土块限制直径小于5 cm。

原坝坡开蹬。开蹬要随着黏土坝胎的升高逐坯开蹬，每蹬高度不小于30 cm，不可以把原坝坡一次性开完。

设计铺土宽度100 cm，人工铺料不小于设计宽度10 cm。铺土厚度经碾压试验确定，允许误差0～-5 cm，压实厚度20 cm。

采用气夯或蛙式打夯机夯实，夯击4～6遍。底部必须保持旱地施工，不可以采用水中进占的施工方法。先填筑的坝胎要削坡并开蹬处理。人工削坡时，坡度要符合设计值，允许误差为设计值的3%。

黏土坝胎的保护。在进行坦石护坡时，要保护黏土坝胎不被破坏，一是边修筑黏土坝胎边修筑坦石护坡，二是先修筑黏土坝胎，用挖掘机将块石一次抛到位，禁止由坝顶往下人工抛石，砸坏黏土坝胎。

4 土方施工的质量控制

文章仅对土方施工质量控制进行介绍，石方施工质量控制不再赘述。

4.1 土方填筑施工质量控制

1）地面起伏不平时，应按水平分层由基础最低处开始逐层填筑，不得顺坡铺填；坝身横断面上的地面坡度陡于1∶5时，应将地面削至缓于1∶5。

2）水上土方作业面应分层统一铺土、统一整平、统一碾压，并配备人员或平土机参与平整作业，严禁出现界沟。

3）相邻施工段的作业面宜均衡上升，若段与段之间不可避免出现高差时，应以斜坡面相接。已铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水润湿。

4）用光面碾设备压实黏性土填筑层，在新层铺料前，应对压光层面进行刨毛处理。填筑层检验合格后因故未继续施工，因搁置较久或经过雨淋干湿交替使表面产生疏松层时，复工前应进行复压处理。若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏等质量问题时，应及时进行处理，并经检验合格后，方准铺填新土。

5）对占压坝身断面的上坝临时坡道作缺口处理，应将已板结的老土刨松，与新铺土料统一按填筑要求分层压实。全断面填筑完毕后，应作整坡压实及削坡处理。

4.2 土方铺料作业质量控制

1）应按设计要求将土料铺至规定部位，铺料区土料中的杂质应予以清除；铺料至坝边时，应在设计边线外侧各留一定余量，机械铺料不小于30 cm；人工铺料不小于10 cm。

2）水下土方铺料自上游向下游进行，应一次到位，高出施工水位0.5 m；水上土方铺料厚度和土块直径的限制尺寸，应严格按试验确定的参数进行铺料。水上土方应压实，分段填筑，各段应设立标志，以防漏压、欠压和过压，上下层的分段接缝位置应错开。

3）碾压机械行走方向应平行于坝轴线；分段碾压，相邻作业面的搭接碾压宽度，平行坝轴线方向不应小于0.5 m，垂直坝轴线方向不应小于3 m；拖拉机带碾滚或振动碾压实作业，碾迹搭压宽度应大于10 cm。

4）机械碾压时应控制行车速度，以不超过下列规定为宜：平碾为2 km/h，振动碾为2 km/h；机械碾压不到的部位，应辅以夯具夯压，夯实时应采用连环套打法，夯迹双向套压，夯压夯1/3，行压行1/3；分段、分片夯压时，夯迹搭压宽度不应小于1/3夯径。

5）土坝体填筑标准按干密度大于1.5 t/m3控制。

4.3 黏土坝胎施工质量控制

1）严格按照图纸设计要求填筑，确保达到设计标准；黏土坝胎的回填，要分层夯实，每批土厚度不超过27 cm，压实遍数不少于4～6遍，标准按干容重大于1.5 t/m3控制。

2）分段分片施工时，相邻工作面搭接应符合规定标准。

4.4 接缝施工质量控制

1）坝体填筑碾压施工，分段间有高差的连接时，垂直坝轴线方向的各种接缝，应以斜面相接，坡度可采用 1∶3～1∶5，高差大时应用缓坡。

2）在斜坡结合面上填筑时，应符合下列要求：应随填筑面上升进行削坡，并削至质量合格层；削坡合格后，应控制好结合面土料的含水量，边刨毛、边铺土、边压实；垂直坝轴线的坝身接缝碾压时，应跨缝搭接碾压，其搭接宽度不小于0.3 m。

5 效益分析

5.1 经济效益

黄河控导工程施工，需大量的土、石方运输，黏土坝胎、坦石护坡需要人工。在施工中大量使用现代机械，特别是在黏土坝胎和坦石护坡施工中尽量使用机械，能大大提高施工功效。本工法在施工中大量采用人机配合的方式施工，提高了功效，节约了劳动力，缩短了工期。

在潘庄控导中利用该工法进行施工，主体工程缩短工期1个月，节约人工、管理、机械费共计190万元，取得了较好的经济效益。

5.2 社会效益

本工法在抛跟石、清基、土方开挖、土方运输、土方填筑中全部使用机械，在黏土坝胎回填、铅丝笼石、坦石护坡施工中采用人机结合的方式施工。节约了人工，降低了劳动强度，取得了较好的经济效益和社会效益。