浅谈填筑碾压施工技术在水库水土保持中的应用

2017-04-07宋丽，张涛

四川水利 2017年4期

关键词：土石方填方水流

宋丽，张涛

(1.四川省水利水电勘测设计研究院规划设计分院，四川德阳，618000；2.合江县水务局，四川合江，646200)

浅谈填筑碾压施工技术在水库水土保持中的应用

宋丽1，张涛2

(1.四川省水利水电勘测设计研究院规划设计分院，四川德阳，618000；2.合江县水务局，四川合江，646200)

本文以祥凤寨水库工程为例，首先对枢纽工程区水土流失情况和水土流失预测结果进行了分析，然后对水土保持填筑碾压施工方案进行了分析，最后对水土保持填筑碾压施工技术进行了探讨。

填筑碾压施工水库水土保持应用

1 工程概况

祥凤寨水库工程位于涪江右岸一级支流郪江干流上，坝址地处大英县城上游约3.0km的蓬莱镇境内，地理坐标北纬30°13′05″，东经105°25′00″。水库坝址控制郪江集水面积1460km2，多年平均来水量31537万m3。水库供水范围包括大英县城区，灌区位于县境西北角与射洪、三台、中江交界的郪江两岸，涉及大英县玉峰镇和象山镇两镇12个村。项目区水土流失类型以水力侵蚀为主，主要有面蚀、沟蚀、重力侵蚀等。工程建设征地范围年平均土壤侵蚀量约1971.32t/a，平均土壤侵蚀模数2715/km2·a，总体上属中度水力侵蚀区。

2 水土流失情况

根据工程设计资料分析和现场查勘复核，本工程扰动、破坏原地表面积479.75hm2，破坏水土保持设施功能为328.31hm2。经土石方平衡计算分析，祥凤寨水库工程土石方开挖总量136.68万m3(自然方，下同)，工程总回填填筑利用184.46万m3，其中库区防护工程回填利用区利用闸坝开挖剩余弃渣14.59万m3，防护堤开挖剩余弃渣25.58万m3，从石料场借方60.61万m3，工程总弃渣12.83万m3(自然方)，折合松方16.68万m3。根据工程建设过程中的水土流失预测，在预测时段内本工程将新增水土流失总量为9.16万t，水土流失的主要部位为水库枢纽区，其次为回填利用区、施工道路区和永久占地区，水土流失的主要时段在施工建设期。

3 水土保持填筑碾压施工方案

为减少水库淹没损失，对库区14处浅淹没区进行了防护方案研究后，确定对310.5m高程以下进行回填及土地整理以恢复原有耕地，回填面积66.61hm2。枢纽区弃渣全用于库区防护工程回填造地，枢纽工程区不设弃渣场。

水库枢纽工程场内交通规划总计新建公路10.0km，矿山三级标准，路面宽9.0m，采用泥结碎石路面，扩建公路1.5km。

根据本工程的特点，填筑碾压施工技术在水土保持中主要应用于回填造地和公路路基填筑两方面。其施工方案如下：

(1)当回填造地和公路路基需要填筑土石方时，需要在距离填方坡脚2m处布置截水沟，并利用截水沟对边坡冲下的泥水进行沉淀、缓冲，然后实施排水，将泥水引至对工程影响比较小的位置后排放；

(2)在高填方处需要布置护脚和挡墙，然后做好填方坡防护措施，降低水土流失量[1]；

(3)在进行公路路线设计时，选用全断面开挖的方法进行施工，设计对坡面进行横坡斜向开挖；

(4)利用浆砌石边沟对开挖边坡和路面的水进行导流，设置涵洞进行边沟排水，每间隔200m～400m布置一道涵洞，最大限度降低雨水造成的水土流失。

4 水库水土保持填筑碾压施工技术

4.1 土石方开挖施工

在进行土石方开挖施工时，需要根据设计开挖线作好测量放线工作，将填方坡脚线和坡顶开挖线放出，利用挖掘机清除干净开挖范围内的树木、杂草，然后挖掘出一条施工便道。为了避免雨水对松散的土方冲刷后形成泥水流，需要使用压路机对施工便道进行碾压。

在进行土石方开挖时，使用220HP型推土机进行辅助集渣，然后利用自卸汽车将渣运出。土石方开挖工程主要包括基础开挖和岸坡开挖两个方面，在进行岸坡开挖时，按照自上而下的顺序进行分层分台阶开挖，分层开挖的高度为6m～9m。首先使用YQ-100型潜孔钻进行造孔，然后使用毫秒电雷管进行微差松动爆破。在开挖基础面预留保护层时，先使用Y24型手缝钻对保护层进行开挖，然后使用火雷管进行爆破[2]。利用T20型推土机进行辅助集渣，然后使用自卸车将弃渣运输到回填区进行堆放。

在进行各层土方的开挖时，要在斜向开挖边坡位置布设横坡，并立即进行临时排水边沟的施工，有组织的对路面和边坡雨水进行排放。由于植被可以减少泥水的下流速度和下流量，在边坡开挖过程中，应尽可能避免破坏边坡植被。

4.2 填筑碾压施工

在进行填筑施工时，尽量使用枢纽工程开挖出的土石料作为填筑材料。使用的填筑材料经过压实后达到规定的密实度要求，杜绝使用淤泥、沼泽土等塑性指数超标的材料进行填筑施工。土中不能含有树根、草皮等易腐朽物。在填方施工之前，先做好测量放样，确定作业范围。将填方基面上的草皮、树根、表层腐殖土、灌木、耕植土清理干净。对于山坡荒地、旱地在进行填筑之前要先进行压实。对于填筑范围内的坑槽、孔洞要先压实、填平，地面坡度超过1∶5时，需要先在原地面挖出内倾式台阶，并保证台阶的宽度可以达到摊铺和压实要求。在距离填方坡脚2m的位置挖掘一条截水沟，以避免泥水流对正常施工的影响。填筑前要先确定压实方法，并通过生产性试验确定压实遍数和松铺厚度。

填筑碾压施工工艺如下：

(1)在填筑作业前的各项准备工作就绪后，即可开展填筑施工。首先将填料土运送至施工现场，然后按碾压试验确定的松铺厚度进行铺土作业，使用推土机推平。待土样达到最佳含水量时，按照设计要求将土样碾压到规定要求；

(2)对于采用不透水或透水性不良的土壤填筑时，在进行压实施工时，需要将含水量保持在最佳含水量2%内。在对下层进行填筑时，如果使用土壤的透水性比较小，需要将其做成4%的双向横坡。在对上层进行填筑时，为了防止对回填区排水造成影响，不能在透水性大的下层边坡上进行填筑；

(3)要及时清除压实设备不能压碎的硬质材料，填筑完成后要保证各层填筑材料厚度的均匀性，进行碾压施工之前，使用推土机进行平整，并保持一定的横坡度；

(4)每一层填筑施工后压实度均要达到设计要求。压实完成后要进行检验，检验压实度达到要求后方可进行下一层填筑碾压施工；

(5)在填筑土方时，要注意观测天气的变化情况，及时修整填方边坡。为了避免雨水对边坡造成冲刷产生泥水流，需要使用挖掘机将边坡挤压密实；

(6)及时实施防护工程、截(排)水沟工程的施工，有组织的对雨水进行导排，避免雨水直接冲刷填方边坡或公路路基而产生泥水流，降低水土流失量；

(7)铅丝笼块石施工。在加工厂进行施工时，需要将铁丝网加工成半成品，然后在工地组装好。选择非主汛期进行铅丝石笼的抛投施工。在施工的过程中，要根据设计要求对护脚进行测量，然后在护脚段的上游和下游布设标杆，根据布设的标杆进行投抛。抛投石笼时，要从上游向下游顺着河道从护脚处逐步向外部进行抛投。石笼抛填后要保证石笼密实和均匀。