江北库岸边坡工程施工方法的研究

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(湖北长江工程设计有限公司， 武汉 430010)

江北库岸边坡工程施工方法的研究

魏继中，饶艳

(湖北长江工程设计有限公司， 武汉 430010)

依据三峡工程度汛方案，5～9月汛期坝前水位应控制在145.0m。针对长江上游水情水位变化，结合长江护岸工程坡面修筑与护砌，本文提出了分层铺筑、反铲削坡的施工方法，从而迎合长江库岸工程时间紧、水位陡涨缓落的特点。

长江护岸； 岸坡修筑； 施工技术

1 引 言

1.1 项目概况

重庆市涪陵区江北护岸工程位于江北街道办事处，与主城区堤防工程隔江相望，是重庆市移民局规划纳入三峡库区库岸治理和生态防护的重要区域。工程治理范围为东起乌龟滩，西至灯盏湾，长约3.45km。主要在145～175m消落区内进行工程护岸，在175m至涪丰公路约220m高程范围进行生态环境的建设与保护。

工程区20年一遇洪水位为173.9m，护岸工程顶高程为175.3m，工程等别为Ⅳ等，主要建筑物级别为4级。护坡坡比上游段1∶2.0～1∶2.5,下游段1∶2.5～1∶2.8，每高程差5～10m设一条2m宽的马道，坡面采用预制六边形混凝土块和预制生态联锁植生块，护坡基础采用碾压堆石体和现浇混凝土脚槽。

1.2 三峡度汛

三峡水库建成后，按照防洪、发电、航运、排沙等综合效益要求进行调度，每年5月末、6月初三峡水库坝前水位降至防洪限制水位145.0m，汛期水库维持低水位运行。汛后水库蓄水，坝前水位逐步升高至175.0m左右运行，11月至次年4月底，水库维持较高水位运行。

1.3 施工水文

涪陵区气候属亚热带湿润季风气候，主要受西风带天气系统及西太平洋副高、西南低涡、西藏高压的影响。该区冬季受偏北气流控制，夏季受偏南季风影响，太平洋副热带高压常西伸抵达本区。其气候特点为：四季分明，冬暖夏热，雨量充沛，季风影响突出；无霜期长。

多年平均气温18.1℃，最高月平均气温28.7℃(7月)，最低月平均气温7.1℃(1月)，极端最高气温42.2℃(1953年8月19日)，极端最低气温-2.7℃(1962年1月3日)。多年平均降雨量1073.5mm (33年平均)，最大年降雨量1363.4mm(1973年)，最小年降雨量800.5mm(1955年)，降水年内分配不均，多集中在4～10月，其降水占全年降水量的80%以上。4～10月均会出现暴雨，夏季暴雨尤多，历年最大1日降水量高达324.0mm(1935年)。多年平均暴雨日数为2.2d,年平均降水日数150.1d。多年平均蒸发量1126.8mm，年最大蒸发量1459.5mm(1959年)，年最小蒸发量908.5mm(1965年)。多年平均相对湿度79%，年平均雾日数为32.2d，年均无霜期315d，年均日照时数为1297h。

2 施工方法

2.1 分层铺筑、反铲削坡

2.1.1 分层填筑

为了减少边坡修整剥离量，提高边坡的密实度，分层碾压应尽量靠近边坡，并使填土层外高内低，振动碾重心向岸坡内侧倾斜，这样既确保了振动碾的行驶安全，同时也可扩大振动碾影响范围。振动碾离岸坡边缘的安全距离不得小于20cm，振动碾分层填筑见图1。

图1 分层碾压示意

分层填筑时，应做好如下工序：

a.选择合理含水率

在压实过程中要及时测定被压填料的含水量，当实测含水量偏低时，应及时洒水；当实测含水量过大时，应晾晒处理。

b.确定分层厚度

如果分层厚度过小，施工效率就低，压实层表面易裂缝；如分层厚度过大，则铺层过厚处不易压实。分层厚度可用下式计算：

hs=ksh

(1)

式中hs——分层厚度，m；

ks——松散系数，指压实密度与铺筑密度的比值，一般为1.3～1.6；

h——振动碾影响深度，m。

c.确定碾压次数

根据碾压实验，确定达到设计规范要求的碾压遍数，一般碾压次数为6～8次。

2.1.2 反铲削坡

分层碾压完成后，按设计坡比，利用反铲挖机进行削坡、整坡。首先清除坡面未压实部分，然后按设计坡比由下至上对岸坡进行修整。反铲削坡详见图2。

图2 反铲消坡示意

2.2 坡面振动碾

斜坡振动碾在作业过程中工况比较复杂，由于被压实的边坡坡比和填筑材料的不同，有些材料在振动碾作业过程中会顺坡滑移，为防止此类情况的发生，应采取以下施工工序。

a.静压

坡面碾压采用一台10t拖式振动碾、一台推土机作为牵引设备，一台推土机作为固定设备。碾压采用无振碾压，错距法施工，每轨重叠20cm。

b.坡面碾压

碾压采用上振下不振的碾压方式，错距碾压，每轨重叠20cm，上下碾压6次。坡面碾压见下页图3。

图3 坡面碾压示意

2.3 推土机碾压

对于回填料良好，岩坡较缓的库岸可以利用推土机在斜坡上下行驶碾压、修坡。其推土机碾压详见图4。

图4 推土机碾压示意

3 方案比选

3.1 施工机械

三种施工方法涉及的相应施工机械有0.8m3反铲挖机、10t振动碾、74kW推土机和自卸洗车等，这些施工机械设备均可在市场采购或租借，且机械操作简单，施工效果明显。

3.2 施工效果

三种施工工艺均可达到设计规范要求。对于坡度陡于1∶2.5的边坡，推土机在斜坡上进行行驶碾压不安全，且碾压效果欠佳；分层铺筑、反铲消坡和坡面碾压施工方案均可满足设计规范要求，且安全有保障。

3.3 施工复杂度

分层碾压、反铲削坡施工方案是将分层碾压与反铲削坡两道施工工序错开进行，涉及的施工机械单一，操作简单，故大大降低了其施工复杂度。坡面碾压涉及到10t振动碾一台和两台74kW推土机两种施工机械，且施工过程中要求上振下不振，同时碾压设备依靠两台推土机牵引与控制，大大增加了施工过程中的复杂度。推土机压实施工方案是将坡面修整和库岸分层修筑相结合，两道施工工序可单独作业，其施工复杂度不大。

3.4 施工时间

坡面振动碾施工方案，要求在施工平台上一台74kW推土机牵引、控制坡面振动碾作业速度；另一台74kW推土机控制坡面振动碾作业线路。在进行坡面碾压工序时，势必会影响施工平台的升高，故施工时间为坡面碾压施工工序时间加上施工平台分层碾压、上升施工工序时间。

分层碾压、反铲削坡和推土机压实施工方案，是将施工平台的分层碾压与边坡的修整两道工序分开，两道施工工序可单独进行，故施工时间为坡面碾压工序时间与施工平台分层碾压、上升施工工序时间中的大者。

3.5 比选结果

三峡库岸工程施工在5～10月汛期进行。长江上游洪水由暴雨形成，江水陡涨缓落，大大影响了整个工程的施工时间，同时江水的反复起落，会造成严重的岸坡浪蚀。这就要求高程175.0m以下库岸工程的回填速度要快，在保证安全的前提下，要尽量降低施工复杂度，满足设计规范要求。故分层碾压、反铲削坡的施工方案更适合三峡库区库岸工程的建设。

4 结 语

库岸边坡工程的碾压是整个库岸工程中不可缺少的重要环节，针对长江上游水情变化特点，依据三峡工程度汛方案，合理选择施工方法尤为重要。★

[1] 徐永杰,李桂花,周忠伟. 路堤填土坡面的压实技术[J]. 路基工程, 2005,3(120): 89-91.

[2] 郭益民. 土石坝坝坡碾压设备应用[J]. 水利规划与设计, 2006: 63-64.

[3] 陈春雷,姬玉波,黄传庚,孙生林. 西龙池上水库坡面垫层料施工技术[J]. 西北水力发电, 2006,22(Z1): 255-259.

[4] DLT 3128—2001 混凝土面板堆石坝施工规范[S].

[5] SL 260—98 堤防工程施工规范[S].

StudyonSlopeProjectConstructionMethodatNorthBankofYangtzeRiver

WEI Ji-zhong, RAO Yan

(Hubei Yangtze River Engineering Design Co., Ltd., Wuhan 430010, China)

Water level in front of the dam during flood period from May to September should be controlled at 145.0m based on Three Gorges Project Flood Prevention Plan. Construction methods of layered paving and backhoe slope cutting are proposed in the paper by combining with Yangtze River bank project slope construction and protection aiming at water condition and level changes on upstream part of Yangtze River, thereby meeting with the characteristics of tight project duration, water level sharp increase and decrease in Yangtze River Bank Project.

Yangtze River revetment; bank slope construction; construction technology

TV541

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1005-4774(2014)09-0004-03