填方渠道施工与质量控制

栾东江 许建军

输水渠道由于采用了衬砌等防渗措施，对地形和纵坡有了更强的适应性，可以在满足使用要求的前提下尽可能缩短长度或提高高程，因而出现许多填方（或半填半挖）渠道，填方渠道的施工质量控制不严，在运行当中极有可能发生沉陷或溃渠，造成不应有的损失。引额济克西干渠引水工程项目属国家大II型工程，渠道全长217.184km，最大流量61m3/s，其中填方渠道(或半填半挖)长101.3km，填方量291.8万m3／s，最高处渠顶与地面的高差为18.73m。沿线缺水，料场地质情况复杂，施工作业面多强度大。我们采取了一些行之有效的施工方法和质量控制措施。现结合本工程的实际情况谈谈填方渠道施工与质量控制。

一、土料选择与实场含水量的控制

（一）对土料和料场的基本要求。为了保证渠堤稳定，首先要求土料压实后有足够的强度，其次要有较好的透水性，以减小冻胀对衬砌砼板的破坏，因此西干渠填方渠道土料全部采用砂砾石、砾质土和砂壤土，不允许使用粘性土料。

（二）增加土料含水量的措施。西干渠所有填方渠道土料场附近无地表水，地下水位很低，天然含水量均低于最佳含水量，需采取增加含水量的措施。根据天然土层竖向渗透系数较高的特点，对填方渠道料场我们全部采用筑畦灌水湿润土层的方法以增加含水量。根据料场的平坦程度和需水量确定畦的大小和高度，畦的大小一般不小于5m×l0m。畦块灌水需用量用下列公式估算：Q=rdo·H（w—wo+W'），式中：H—土料湿润深度（取土深），m；Q—单位面积所需湿润水量，t／㎡；rdo—土料天然密度，t／m3；W—需达到的含水量；Wo—土料天然含水量（挖深坑刻槽取样测定）；W'—土料湿润、蒸发和运输中损失的含水量，一般4%—5％。不同土料所需湿润的时间各不相同，透水性较好的土料时间短一些，透水性较差的土料长一些。若畦中水深

50-60cm，12小时内可渗完，3-4天后可使用。超过24小时渗完，6-7天后可使用。

表一灌水后平均含水量随时间变化情况

通过对几个不同土质的料场平均含水量连续监测发现以下特性，随着时间的延长其含水量稳定在某一值，可维持10天或更长时间内只有很小的变化，且这个值与最佳含水量较为接近，灌水后湿润深度、含水量随时间变化情况如图一所示。根据这个特性料场含水量就很容易得到控制。西干渠填方渠道土料施工含水量与最优含水量相比变化范围-3％—+2%之间。

图一：灌水后湿润深度，含水量随时间变化示意图

二、土方填筑前的准备工作

（一）基础清理。 填方渠道必须清除植被、草根、腐植土、盐碱土和粉细砂，局部盐碱块和膨胀土应挖除，采取换土措施。岸坡段要根据设计要求处理，确保填方渠基平顺稳定。此项工序完工后应作为隐蔽工程由业主会同设代代表、监理和施工单位联合验收。

（二）施工前的准备。干渠项目部对全填方和填方数量在20万m3以上的渠段均要求在填筑前作碾压实验，复核设计指标，确定施工所必须的厚度、碾压遍数和含水量上下限等参数。碾压实验报告由监理公司上报业主和设代处审核通过后方可进行填筑施工。验收合格的渠基在填筑前应洒水、碾压密实、刨毛以备上料。根据施工强度和作业面具体情况确定好各种机械设备的数量，最重要是根据碾压实验情况确定碾压设备的规格和数量。干渠填方渠道的碾压设备全部要求采用10t以上自行或托式振动碾，所有作业面高峰时期使用振动碾24台，确保了碾压质量。

三、填方施工和质量控制

（一）每层填筑的宽度。为了确保碾压质量，每层两侧应有足够的富余宽度，其值由填方厚度和渠道内外边坡的坡度确定。

由下式计算：△B=h／i+b

其中：△B—每层一侧设计宽度以外的富余宽度，m；h—每层填料压实厚度，m；i—渠道内侧或外侧边坡坡度；b—机械运行安全宽度，0.5m—0.8m

（二）填方施工。渠道土方填筑应严格按照碾压实验报告中的厚度、含水量和碾压遍数进行。半挖半填方量较小的渠段也应根据实际情况适时调整有关参数使干密度或相对密度达到质量标准的要求。层间结合面应洒水刨毛后方可进行下一层填筑。上料含水量要均匀，不应超厚，严格控制碾压遍数，各种设备协调配合。接缝结合面的坡度和建筑物所预留的填方坡度不应陡于1:3。

（三）质量控制。干渠填方渠道每100m为一个单元工程，每500m3填筑料取一个式样，一侧渠堤每层不少于2个，每层填筑完成后必须进行工序质量评定，由现场监理检查并审核施工单位自检资料，得到认可后方可进行下—层填筑。渠道填筑完成，内边坡削坡完毕，项目经理部会同设代、监理工程师、施工单位和实验室等有关部门组成土方填筑质量检查组，对己完成的填方渠道进行抽检，主要检查内边坡。方法是，在内边坡沿渠道横向刻50cm *50cm槽沿槽底取样，数量可根据层厚确定。使用灌砂法或灌水法试验需把槽底修成踏步形状，在水平面上试验。不同高程检测结果与施工单位自检结果进行复核，试样不合格时应增加检测数量测量，不合格点是否集中，计算合格率是否满足质量要求，不合格的填方渠道需经处理合格后方可进行下道工序施工。

结束语：（1）渠道土石填筑是渠道工程施工中的一个重要环节，施工工艺并不复杂，但要控制好质量却有一定难度，业主、监理和施工单位应高度重视。（2）渠道土石填筑施工可参照使用《碾压土式石坝施工技术规范》中有关条款。（3）在填方渠道渠堤内外侧边坡上容易出现质量问题，一般是由于碾压时富余宽度不够造成的，深度不大，可挖除后从底部向上沿边坡分层夯实即可。（4）填方渠道高度小于渠深时，应采用二堤分别填筑的施工方法，可节省土方加快进度。填方高度大于渠深一半时，应采用全断面填筑的施工方法，若层间充分洒水并连续施工时，当渠堤顶部达到设计高程时，中部挖出的土方在含水量不小于施工含水量下限时，可重新用于其它部位的填筑。

参考文献：

[1] 楼洪瑞 .《水利工程施工基础知识》

[2] 颜宏亮，于雪峰.《水利工程施工》