人工湖体开挖反滤层带施工工法

高兴权 胡柳青

(中建（漳州）建设开发有限公司 363000)

人工湖体开挖反滤层带施工工法

高兴权 胡柳青

(中建（漳州）建设开发有限公司 363000)

1.前言

当土中水流过土工织物时，水可以顺畅穿过，而土颗粒却被阻留的现象称为反滤。反滤层是指由1层土工布以及3层颗粒大小不同的黄砂、碎石和块石材料铺筑成的，顺着水流的方向颗粒逐渐增大，任一层的颗粒都不允许穿过相邻较粗一层的孔隙，同一层的颗粒也不能产生相对移动的层带状过滤层。设置反滤层后渗透水流出时就带不走堤坝体或地基中的土壤，从而可防止管涌和流土的发生。反滤层常设于土石等材料修筑的堤坝或透水地基上，也常用于防汛中处理管涌、流土等险情。

漳州碧湖市民生态公园配套基础设施建设工程建立湿地生态系统，总占地103.8万平方米，其中人工开挖湖体水体面积约为53万平米（兼具滞洪区功能）。为了防止九龙江一侧高水位对生态公园临江侧湖体产生管涌、流砂效应，人工湖体开挖反滤层带施工作为一项重要工艺在漳州碧湖市民生态公园南岸的湖滨文化长廊防止管涌、流砂的施工中得到应用，为确保市政公园的施工质量，提升公园的绿色、生态景观效果发挥了积极效用。

2.工法特点

2.1 防止管涌、流砂效果好。土工布砂石料反滤层的机械作用约束土颗粒，使紧靠土工布的土层被保护起来。这时被保护的土在一定深度范围内就和土工布一起形成了自身的过滤系统，细颗粒就不再流失，水流仍然畅通，使土体形成自身的反滤作用，起到了防止管涌、流砂的作用。

2.2 具有承受拉力和变形的能力。用土工布为基础的反滤层能承受拉力和变形，形成整体受力，应用效果更佳。

2.3 施工简易。土工布砂石反滤层只有500mm厚，施工简易、造价低。

2.4 景观效果好。在高水位时作为防止湖体出现管涌、流砂的构筑物，在低水位时可以作为市政公园的景观构筑物。

3.适用范围

3.1 该工法适用于市政人工湖体开挖时管涌、流砂等病害的处理、治理；

3.2 该工法适用于透水地基的处理；

3.3 该工法适用于水利工程中边坡防护、堤坝工程等；

3.4 该工法适用于市政河道、沟渠基底防护等。

4.工艺原理

在施工现场，将土工布摊铺在已经开挖至设计标高的人工湖体的底基层上，然后在土工布上层摊铺一层黄砂垫层，并整平、压实；然后在黄砂垫层上层摊铺一层碎石垫层，并整平、压实；最后在碎石垫层上砌筑块石，并埋设PVC排水孔。土工布、砂石垫层和块石层连续铺筑完成后就形成一层连续、整体式反滤层，即过滤系统，使得土体中水流畅通通过的同时，微小土颗粒不会流失。此种工艺既可以有效地起到了防止管涌和流砂作用，又具有生态的景观效应。

5.工艺流程及操作要点

5.1 施工工艺流程

5.2 各流程操作要点

5.2.1 施工准备

(1)技术准备

①熟悉碧湖换反滤层大样图，了解设计意图，明确施工要点及参照施工规范和技术标准；

②根据施工图纸及规范相应要求，编制施工专项方案，此方案需通过总包单位及监理单位审批后方可执行；

③对所有反滤层施工工作进行技术交底和岗前技术培训。

(2)劳动力准备

现场施工作业人员应具备相应的技术水平，能够满足现场的质量控制和进度需求，具体的工人数量根据现场情况来确定。

(3)施工机械准备

施工现场根据施工现场的工程进度情况配备必备的施工机械设备。

(4)材料准备

施工材料根据图纸及现场施工进度确定。根据现场施工场地布置情况提前做好进场材料的现场存放。

5.2.2 土方开挖施工

(1)抽水

反滤层带位于湖底，地处底洼，地下水丰富,先用离心水泵和潜水泵对拟开挖部分湖区地下水进行24小时抽水作业。以保证开挖工作面不带水作业。在修筑施工便道以及挖机施工平台的同时安排人员进行抽水，待水降到设计湖底标高后再由人工进行开引水沟和集水坑进行间断式抽水，以满足施工要求。

(2)修筑施工便道及挖机施工平台

先在湖区沿反滤层带用建筑砖渣或钢板铺路修筑施工便道，施工便道宽度根据挖掘机工作平台以及后八轮自卸车转运土方的需要确定。

(3)测量放样

待水降到设计湖底标高后对反滤层带进行施工测量放样，并用竹片桩标出反滤层带开挖范围。

(4)开挖作业

由于反滤层带里程长，所以开挖采用分段式施工，每段设置段长度以一天可以开挖完成的工作量为宜，以方便湖区机械进出。施工时，挖掘机在已经铺筑好的施工工作面上进行开挖作业，开挖作业方式为倒退式开挖，将基槽内土方、淤泥装车运走直至完成。开挖过程中要做好岸坡处理，防止出现意外事故。

5.2.3 反滤层施工

(1)施工前准备工作

①土工布、黄砂、碎石、块石等材料到达现场后，根据施工场地部署，堆放在开挖的反滤层基槽附近；

②进场土工布的物理、力学特征、变形性能及渗透系数，黄砂、碎石的粒径、级配、含泥量、不均匀系数，块石的抗水性、抗冻性、抗压强度、集合尺寸等施工材料必须满足设计要求；

③复核基槽标高，并做好标示，防止湖底反滤层超欠挖；

④对进行反滤层施工的工人进行技术及安全交底，发出作业指导书；

(2)抽水

为保证反滤层施工时基底不积水，从土方开挖开始至反滤层施工完毕，整个过程中通过开引水沟，设集水坑等方式进行集中排水。

(3)人工清基

为防止机械开挖时对基底原土的扰动，保证基底土基密实，机械开挖时，预留20cm人工清理，机械开挖完毕后，人工对基底进行清理、整平至设计标高。反滤层人工清基后着重检查下基层的标高、宽度、长度、坡度进行检验，符合要求后进行下道工序的施工。

(4)土工布施工

基底验收合格后，按照设计在土基面铺一层 250g/m2的土工布，土工布采用滚铺法，人工拖拉平顺，松紧适度。大面积铺装前进行试铺，根据现场情况，确定土工布尺寸。搭接方式采用自然搭接，搭接宽度不小于20cm。

(5)黄砂垫层铺筑

土工布铺设验收合格后，按照设计要求在土工布上铺筑一层10cm厚黄砂。黄砂进行转运时，由于反滤层基底多为流塑～软塑状淤泥层，为防止黄砂堆积致使土工布变形，在土工布表面每隔15m用木模板铺设一个10m*5m的临时堆积场地，人工挑运、摊铺，整平，摊铺时虚铺 2-3cm，洒水湿润，并用附着式平板振动器进行震动压实，以保证黄砂垫层的平整性及密实度。黄砂垫层施工的各项允许偏差、检查数量及检验方法如下表规定：

序号 检验项目 允许偏差 检验数量 检验方法1 铺设范围 不小于设计值 沿铺设纵向每100米抽样检验5处 尺量2 铺设厚度 不小于设计值 沿铺设纵向每100米抽样检验5处 尺量3 顶面高程 +50mm,-20mm 沿铺设纵向每100米抽样检验5处水准仪测量

(6)碎石垫层铺筑

黄砂层铺筑完毕后，再用木模板搭设临时堆积场地，机械转运碎石至施工工作面，人工挑运、摊铺、平整。摊铺时虚铺2cm，洒水湿润并采用1.1KW附着式平板振动器进行震动压实，保证碎石垫层的平整度及密实性。碎石垫层施工的各项允许偏差、检查数量及检验方法如下表规定：

序号 检验项目 允许偏差 检验数量 检验方法1 铺设范围 不小于设计值 沿铺设纵向每100米抽样检验5处 尺量2 铺设厚度 不小于设计值 沿铺设纵向每100米抽样检验5处 尺量3 顶面高程 +50mm,-20mm 沿铺设纵向每100米抽样检验5处水准仪测量

(7)干砌块石

①碎石层铺筑完毕后，使用机械转运块石至施工工作面进行干砌块石施工准备；

②砌筑前严格按设计尺寸挂线放样；

③砌筑时不应分层，应确保块石规格大小形成整体一层砌筑；

④砌石应垫稳填实，与周边砌石紧密贴靠，严禁架空；

⑤严禁出现通缝、叠砌和浮塞，在外露面用块石砌筑，而中间以小石填心，不得在砌筑层面以小块石、片石找平；

⑥砌筑过程中注意横向、纵向每两米埋设一根Φ70PVC排水孔，保证反滤层的排泄水功能。

6.反滤层施工材料

(1)土工布（250g/m2）：作为反滤层带中起到过滤的作用，使砂石垫层与基槽土方隔离开来；

(2)黄砂：在反滤层带中起到垫层以及排水通道的作用，厚度为100mm；

采用中、粗、砾砂，不含草根、垃圾等杂志，其含泥量不大于5%；

(3)碎石：在反滤层带中起到垫层以及排水通道的作用，厚度为100mm；

采用级配良好且未风化的砾石或随时，其最大粒径不得大于50mm，含泥量不得大于5%，且不含草根、垃圾等杂质；

(4)块石：在反滤层带中起到结构层以及排水通道的作用，厚度为300mm ，采用强度高且未风化的块石；

7.机具设备

序号 设备名称 数量 型号规格 主要工作性能指标 用途1 挖掘机 1台 PC200 挖运土方2 运输车 4台 后八轮自卸汽车 15m3 运输土方3 离心水泵 2台 3BA-9 45m3/h,17KW 排水4 潜水泵 1台 QS25×40×5.5 流量25m3/h,5.5KW 排水5 测量仪器 1台 全站仪 放线6 汽车式起重机 1台 QY-20 起吊重量20T,180KW 转运材料7 钢板 5片-------长3.5米，宽2米，厚3厘米 施工便道8 铁铲 若干----------------人工清基9 钢卷尺 2把-----------------测量放线10 竹片桩 若干-----------------测量放线11 尼龙线 若干------------------放线12 木模板 若干-----------------材料临时堆放场所13 手推车 若干-----------------人工摊铺、整平14 平板振动器 2台--------1.1KW 垫层压实15 手锤 若干------------------砌筑块石16 柴油发电机 1台------------------提供施工用电

施工机具设备如上表所列，具体数量根据现场实际情况确定

8.应用实例

漳州碧湖市民生态公园。该项目在漳州城市总体规划中位于城市 CBD，北临新行政中心，南接九龙江，东临万达广场，西邻九龙江大桥，是连接各区块的重要城市中心。该工程总占地103.8万平方米，其中水体面积约为53万平米（兼具滞洪区功能），建设内容包括湖体、景观建筑、公园绿化、景观道路、服务设施、水利设施以及水处理等。2011年7月23日，合约工期为18个月，现已完成所有临江侧反滤层带的施工，取得良好的效果。

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1007-6344（2016）10-0255-02