砂土筑堤工法在永定河综合治理与生态修复中的应用

2022-02-18王杰张晓静

河北水利 2022年12期

□王杰　张晓静

科技创新

□王杰张晓静

砂土筑堤工法是在借鉴砂土填筑路基施工工艺，结合河道内施工特点，优化形成“四阶段、六区段、九流程”的施工工艺。通过时间、工程检验施工方法的实用性。根据东洋河综合整治工程砂土筑堤施工过程容易出现的质量问题，提出严格控制工程清表这一阶段、重点把控基础处理这一环节、高度重视保水措施这一流程、重点关注的几个细节，为类似项目施工质量把控提供借鉴。

砂土筑堤工法；河道工程；水保措施

砂土筑堤工法是用砂土作为主要材料进行工程填筑的一种特殊施工工艺和压实方法，砂土填筑路基一般采用“三阶段、四区段、八流程”施工工艺。东洋河综合整治工程是永定河综合治理与生态修复工程的子项目，项目区位于冀西北浅山丘陵区，属温带半干旱大陆性季风气候，主要特点为干旱少雨风大。东洋河综合整治工程治理范围为东洋河水文站至洋河起点，加高加固堤防23.16km，其中左堤长12.13km，右堤长11.03km，堤防填筑均采用河道就近开挖土砂料，中砂砾料6km占26%，粗砂料9.4km占40%，中砂料7.6km占34%。工程于2020年10月1日开工建设，施工借鉴填筑路基施工工艺，结合项目区及河道内施工特点进行优化，增加“工程清表”阶段、“清表堆放区、弃土堆放区”两区段及“保水措施”流程。工程填筑半年后质量检测全部合格，实现了设计预期目标。

1.严格控制工程清表阶段

东洋河综合整治工程迎水面堤坡防冲采取了生态防护措施，在砌筑格宾石笼后，用原地表植被生长层回填覆盖，形成新的绿化土层，对后期堤防绿化的成活率影响较大。工程清表往往容易被各参单位忽视，施工中共分3个步骤实施，一是先清理地表的杂草、树根、碎石、垃圾等杂物，堆放到监理指定位置，有利于外运；二是集中堆放有机物含量丰富种植土，进行水保防护；三是将生土集中堆放，也进行水保防护。规划堆放位置要合适，不得影响土料场设置。在进行种植土回填时，先填筑种植土，然后用生土压覆。

2.重点把控基础处理环节

东洋河综合整治工程拆除69条丁坝，丁坝建成于上世纪70、80年代，基础深达2～3m。开始施工时将基础全部拆除后逐层填筑，经仔细勘察发现，基础已运行多年，在水的长期冲击渗透下，已与周边砂土融为一体，块石间全部被砂土填充几乎没有空隙，项目管理部召集各参建单位召开现场办公会说明问题：一是格宾石笼全部拆除后，形成深窄型陇沟，回填夯实施工难度较大，人工夯实建设成本高，由于填方量小，施工单位常常不经意间容易用装载机推平，然后一次性碾压夯实，极易形成工程隐患。二是块石之间全部被砂土填充，不会形成空洞，总体抗压抗冲强度比砂土高，没有必要全部拆除，只拆除约30cm深既可。这样既仅保证了基础填筑质量，不遗留工程隐患，还大量减少了拆除量和回填量，节省投资300多万元。堤基清理后照片见图1。

图1 堤基清理后照片

3.高度重视保水措施这一流程

3.1 堤顶保水措施

砂土凝聚性差，具有遇水而聚、缺水松散的特点，保水措施是贯穿堤防填筑的重要环节。在施工间隙要覆盖下一层砂土后才可以停工，开工后直接洒水碾压这一层覆盖土，横向、纵向要预留不少于50cm的保水超宽。在堤防填筑完成后，一般要经历位移观测期，建议间隔时间不少于3个月再铺装路面工程，而这段时间，水量损失较大，可能影响堤防填筑质量，因此在压实面上至少虚铺50cm厚砂土，一是防止顶层压实体水分蒸发；二是防止车辆行走，对堤顶碾压扰动。

3.2 边坡保水措施

在堤防填筑的时候多碾压不少于50cm宽度，经过位移观测期后施工，边坡多铺设宽度部分水分几乎丧失殆尽，在铺设土工布、砌筑格宾石笼时，如果坡长较短机械可以操作，可以专业机械逐层刮削为主，人工辅助；如坡面太长，机械无法操作时，就以人工刮产坡面为主，机械辅助。总体原则是在削坡时，不得碾压扰动，造成有效填筑体松动。堤防碾压见图2。

图2 堤防碾压

4.重点关注几个细节

堤防填筑工序复杂，容易遗留工程隐患，甚至影响总体质量。为此，根据施工全工程质量控制经验，总结出需要重点处理的细节和10个必须的要求。

4.1 需要重点处理的细节

一是清表分两步进行，第一步集中清理树枝、杂草等杂物并外运，第二步按设计厚度清理种植土，并集中堆放到堤防水平防护以外区域，用防尘网覆盖备用。二是清理丁坝、挡墙等地上构筑物，将清理面整理成试验确定虚铺厚度的台阶状。丁坝基础已经运行多年，基础已经成为泥砂浆灌石，密实度强于填筑土，建议适当拆除，以不影响后续碾压为基准。三是进行土方填筑碾压试验时，根据不同堤段不同土质尽量多做，不可以偏概全，建议选取虚铺厚度薄、碾压次数少的施工方案。四是对低于地面的清理坑，按要求分层填筑到清理表面。每层需检测和平检，填筑密实度要达到技术要求。每层填筑前要将回填土中的树根、块石等杂物清理干净。五是为有效控制下一层回填土厚度，确保厚度均匀，要用装载机对清理面进行平整、碾压，碾压后地面高程基本一致。六是将压实面上的杂物进行清理后，进行压实度抽检及平检，全部均合格后，适当洒水进行坝体填筑。七是虚铺厚度标尺要放置到相应路段最低处，以保证总体填筑厚度不超铺，切忌在相应路段高处放置，这一点在施工管理中必须严格要求。八是每次铺设土料前要将杂物捡干净，每次虚铺厚度不超过20cm，等杂物捡干净后再铺设土方，再次将杂物处理干净，两次累积达到试验确定的虚铺厚度后进行洒水碾压。九是每层碾压后抽检、平捡全部合格后，才可以铺设下一层。铺设下层土料前，均要清理表面杂物并洒水，要细致处理上下游碾压面及与原堤防面的搭接。在清理杂物过程中要注意施工安全，严防机械与人撞击事件。十是削坡要预留规范要求的保护层，在砌筑护坡前再进行削坡压实。

4.2 要达到10个必须

一是堤防基础处理必须细腻，基础填筑虽然工作量不大，但其施工质量直接影响将来堤防稳定。二是必须在水平防护工作面以外取土料，避免先挖后填，影响水平防护工程稳定。三是洒水量必须达到设计要求，洒水指标是沙土填筑工程很重要环节，直接影响填筑质量。四是必须不超厚度、厚度不均匀铺设土料，这一点必须在设铺土厚度标尺时严格控制。五是每层碾压前，必须将杂物清理干净，不留工程隐患。六是必须抽检、平捡全部合格后，才可以铺设下一层。七是由于河道堤防填筑料基本以细沙为主，施工难度相对较大。堤防填筑完成后，建议经历一个雨季，再进行下一道工序。八是必须关注环保抑尘措施。九是检测是最后一道屏障，抽检平捡必须具有代表性，必须在薄弱环节处选点检测。搭接处、路两侧应进行重点检测；选择在一个小面积内集中抽检；在一个点上进行不同深度检测；要根据现场情况，灵活选定检测方式，保证检测不留死角。十是必须严重按照工序施工，经监理、项目管理部认定合格后，才可以进行下道工序，这不仅可以及时排除工程隐患，也体现施工方、监理方管理、控制水准。