汾河三坝库区堤防改建工程土方填筑施工工艺及质量控制

吕建文

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006）

1 工程概况

汾河三坝灌区位于山西省平遥县和文水县之间，三坝库区清淤扩容固堤工程（简称堤防改建工程）位于三坝库区枢纽建筑物至上游7km段，左右堤防沿线经过南良村、蒋家堡村和许家镇村等8个村庄。主要施工内容为原有堤防加宽和加高，达到设计顶高程后顶宽达到10m；靠近主河槽段采用打木桩、铅丝石笼和干砌石重点防护。其中施工段桩号：左堤桩号为0+000～6+800，长度为6.8km；右堤桩号为0+000～6+478，长度为6.478km，总填筑长度为13.3km，堤防填筑设计迎水坡坡比为1：3，背水坡坡比为1：2.5，土方填筑总量为66 万m3。

回填土料采用库区内主河槽两岸河滩土为原材料，河滩土料在不同地段的土质不同，根据不同地段的土质作了相应的土料击实试验，得出相应的最大干密度和最优含水量，设计压实度为97%。

2 堤防填筑施工工艺

2.1 回填碾压试验

项目部从2011年5月09日至2011年5月24日，历时15天，完成了河滩土料的碾压试验，为施工生产得出了相应的施工参数。

2.1.1 试验场地布置

试验场地布置在左、右堤河滩土土质不同地段，每块面积均为200m×15m，分四个单元，即每个单元的有效面积为50m×15m。

2.1.2 碾压试验参数组合

碾压试验采用逐渐收敛法进行试验，若试验结果满足设计要求，即可定为施工碾压参数。根据土料击实试验报告，左、右堤桩号0+000～1+000的料场土料最大干密度为1.65t/m3，最优含水量18.0%；左、右堤桩号1+000～4+000的料场土料最大干密度为1.63t/m3，最优含水量19.9%；左、右堤桩号4+000～6+800的料场土料最大干密度为1.57t/m3，最优含水量15.8%。

由设计压实度为0.97可算得，左、右堤桩号0+000～1+000堤防填筑碾压控制干密度为1.60t/m3；左、右堤桩号1+000～4+000干密度为1.58 t/m3；左、右堤桩号4+000～6+800干密度为1.52t/m3。受现场条件限制，土料场含水量调配困难，目前河滩内土料天然含水量略高于最优含水量，根据以往施工经验，在该含水量的条件下，可以达到设计的压实标准，故按土料的天然含水量进行试验。

碾压试验压实标准的合格率高于设计标准3%左右。具体试验参数组合见表1。

表1 碾压试验参数

2.1.3 试验结论

通过试验建议施工参数为：左、右堤桩号0+000～1+000段含水量在16%～21%之间、铺土厚度为40cm、20t凸块振动碾碾压6遍；左、右堤桩号1+000～4+000段含水量在18%～23%之间、铺土厚度为40cm、20t凸块振动碾碾压6遍；左、右堤桩号4+000～6+800段含水量在14%～19%之间、铺土厚度为40cm、20t凸块振动碾碾压6遍。

2.2 堤基、堤坡和堤顶清理

施工前先进行测量放线工作，对堤基清理的宽度可进行每隔50m插一面彩旗定桩，由于河滩内草本植物太多不适宜洒放白灰线作为边线。堤基清理包括旧堤内坡清理、旧堤顶清理及内坡培厚范围堤基清理，清理边线比设计基面边线宽出80cm，清理厚度为30cm。堤基清理主要采用240反铲挖机进行，清理完的废弃料采用15t自卸汽车运至业主指定场地处理。

2.3 土料开采

根据施工合同技术条款要求，本工程中回填土料拟利用汾河主河槽两岸多年自然淤积而形成的河滩土料，经过实地勘测，河滩土料完全可满足堤防填筑用量需求，并且符合原材料就地取材的原则。本工程中采用河滩土作为填筑土料有两大优点，一方面可以大大降低项目总投资，另一方面可以拓宽河道，加大河道行洪标准。

由于河滩内有效取土土料的高程高于主河槽正常蓄水水位30～100cm，可见土料的含水量偏高，又适逢是在雨季施工，若遇到了下雨天，河滩内3～5天三轮车都很难进入，这样大大的影响工期，且造成人员窝工、机械设备的闲置，严重地给项目部带来施工成本的增加。所以我们在开挖之前先进行了料场的整体规划，为了克服上述的不利因素，料场内通车道路全部修成“田字型”网格状的循环道路，河滩通车路面高出河滩地60cm，这样就很好地避免了下雨天带来的施工不利因素。

在河滩土料开采前，先进行清除取土区表层腐殖土、垃圾等不合格土。开挖过程中随时要密切注意其含水量，适时进行现场调配，若遇到含水量太大的地段先进行缓挖，含水量不合格的土料绝对不允许装车运输。如因自然降雨而导致土料的含水量增加而远远超出最优含水量时，应及时对土料进行翻晒，待其含水量达到或接近最优含水量后即可开采。若需加大含水量可在作业面洒水，在摊铺后用洒水车洒水。

2.4 土料运输

工程开工后，由于库区水位较高，滩地土料含水量较大，按照合同条件利用15t自卸汽车运输土方根本无法实施。合同约定工期为三个月，由于工期紧、任务重，为了加快施工进度，经过反复修路、试验，最后决定改用三轮车运输土方。三轮车运输土方的优点：在填筑面较小的情况下周转比较灵活，车自重轻不易陷车；缺点：运输机械效率底，会引起成本增加。本工程采用三轮车运输土方的优势在于运输距离短，可以采用。

2.5 土料摊铺、平整、碾压和削坡

按不同载重量的土料运输车辆和虚铺厚度40cm的土料所占用的面积，确定好相邻两车纵向和横向之间的车距，这样有助于提高推土机平料的效率，同时可以加快施工总进度。当土料运至施工现场后，采用160推土机进行推料、平整，测量人员及时控制每层的填筑高程，确保填筑高度均衡上升。根据回填层面的宽度，确定采用分条带还是全仓面铺筑的方法进行施工。最后采用20t凸块振动碾压实，振动碾顺回填长度方向进退错距式碾压，碾压6遍，达到碾压遍数后，及时进行压实度试验来检测，经检测有达不到设计压实度97%的部位，应有针对性地进行重复碾压，直至检测达到设计压实度97%为止。

待堤防填筑完成一定高度和若干单元长度后，及时采用240挖机进行削坡。在削坡之前，应首先根据设计边坡进行测量放线，在起坡点和坡顶分别洒白灰线，并派有经验的专业技术人员利用定做的坡度尺和水平尺配合跟踪检测坡比是否符合设计坡比，以保证在削坡过程中不产生超欠挖，始终满足施工图纸要求的坡度和平整度。

3 质量控制要点

1）土方回填前，对已清理的堤基填筑面经监理工程师检查验收合格签证后方可进行回填施工。

2）土方回填碾压过程中，安排专职质检、试验人员进行值班，及时对每一层回填料的压实度进行测点检测，其压实度不小于97%，在下一层的压实度没有达到设计要求的压实度标准时，决不允许进行上一层的回填。

3）施工过程中，当土料含水量的大小发生改变或出现气温变化等情况时应及时调整含水量，确保施工时土料处于最优含水量。

4）采用240挖机削坡，对挖机司机的专业技术有极高的要求，既不能超挖，又不能欠挖，保证成型的坡面符合设计坡比和平整度要求。

4 结束语

汾河三坝内坡培厚土方填筑施工过程中，为了更好的保证新老堤防结合良好，及时对旧堤防进行开马蹬，施工的关键是人员和设备的合理配置，以及上堤土料的严格控制和及时进行试验检测工作。