高填方大体积防护堤施工技术分析——以象鼻岭防护工程为例

王志飞

（昆明市水利水电工程建设质量监督站，云南 昆明 650000）

做好象鼻岭防护工程建设，可以真正保障移民安置区的安全，避免对人们的居住安全造成威胁，同时满足库区经济发展的需求，缓解移民安置的压力。在工程建设中，以提高整体质量为目标，改善所在区域的自然环境状况，创造良好的经济效益、社会效益和环保效益。特别是在高填方大体积防护堤施工中，会受到自然环境、材料设备和技术工艺等各类因素的影响，如果未能制定有效的技术方案，会对工程质量安全形成威胁。为此，必须做到逐步提高组织施工的精致化程度，保障施工技术的全面性及先进性，针对过往施工经验加以总结和反思，以优化重点工序，逐步实现质量、环保和造价目标。

1 象鼻岭防护工程概况

象鼻岭防护工程范围为金东大桥桥头位置的狭长地带，金沙江和小江两江交汇处，为白鹤滩水电站库区唯一一座高填方垫高造地工程，包括堤防工程和场地回填工程：堤线从象鼻岭南端高程827.5 m的边坡处起始，向北沿金沙江侧布置约700 m，然后转至小江侧，沿小江侧向南布置约685 m与现状827.5 m高程地形衔接。防护堤全长约1.45 km；内侧场地填高作为居民安置点，用地面积约35万m2。金沙江侧堤型采用斜坡式，堤身采用土石混合料填筑，迎水面820 m高程以下坡度1∶1.7；820 m高程以上坡度1∶3。堤顶宽度

8 m（路面宽度6.75 m）。现状坡面采用土工布+碎石垫层+预制混凝土块型式防护（距路面7.5 m坡面范围采用植草护坡），坡脚采用碎石垫层+现浇C20混凝土大方脚+干砌块石处理。水库蓄水后象鼻岭防护工程成为一座三面环水的半岛形场地，如图1所示。

图1 象鼻岭防护工程

2 高填方大体积防护堤施工技术要点

2.1 准备工作

高填方大体积防护堤施工的复杂程度较高，因此应该做好全面的准备工作，降低施工中的风险，保障工程项目的顺利推进。在此期间，增进技术人员和施工人员之间的交流沟通，了解具体的技术资料和文件等，严格遵循相关技术规范来施工。做好现场调查工作，明确现场的地质状况、水文条件、地形地貌和控制桩等，制定环保措施，防止在施工中对自然生态环境造成严重破坏。保证与其他工程建设工作的协调，防止出现严重的冲突和矛盾问题。编制切实可行的施工组织计划，降低意外因素的影响。做好现场测量工作，严格控制水准点、边线和中线位置，尤其是针对边线位置要做好复测工作，降低对后续施工的影响。控制桩的应用，可以满足控制高程的设置要求，间距在50 m以内并做好标记处理[1]。明确《土工试验方法标准》中的相关要求，做好取样试验工作，了解具体含水量、粘稠度、相对密度、颗粒大小和有机含量等，以便得到更加精准的数据，满足具体施工要求。

2.2 填筑材料与运输

做好填筑材料质量的检测，确保其符合高填方大体积防护堤施工的相关要求，本工程所有筑坝材料均为Ⅰ、Ⅱ料场开采加工而成。针对自卸车性能实施检测后运输填料，在运输前还需做好清洁工作，防止轮胎和车厢杂物较多而影响料源的清洁性，有效保护填筑区域。做好不同施工环节的有效衔接和组织协调，包括装料、运输、卸料和铺料等，降低对填料含水量的影响。在运输和卸料过程中应该做好防护处理，避免颗粒中出现严重的分离状况，根据自卸车高度控制卸料高度。在现场做好检测工作，如果混合料质量无法达到标准要求，则严禁用于施工作业。

2.3 堤身填筑

堤身建筑是施工中的重点环节，针对地表腐殖土实施清理后开展碾压工作，压实度应该在95%以上，为路堤填筑创造良好的条件。做好地下水的预防和处理，通过翻晒处理的方式能够控制其中的含水量，防止对后续碾压工作造成影响。台阶开挖中对其宽度加以控制，通常在2 m以上，回填施工中每层厚度应该在0.5 m以内，为后续机械碾压提供保障。在大沟槽堤段施工中，做好便道处理，挖设2 m宽台阶，若存在高边坡的情况，则应该控制台阶高度在3 m以内。如果路堤位于水库正常蓄水位以下，则控制边坡坡率在1∶2左右，坡高和宽度分别为10 m和3 m。

高填方施工的难度较大，因此应该做好地基的分层压实，确保工程质量达到要求，做好沉降监测工作，针对异常参数实施评估和处理。设置控制网，做好复测工作，明确填筑边线和中线位置，运用护桩改善整体稳定性。砂砾类填料的性能较好，严格检测确保其各项性能参数符合施工标准。及时采集各类数据资料，了解地基承载力情况，路基表面清理完成后，可以借助于混凝土管桩、碎石桩和水泥搅拌桩等实施加固处理。在碾压施工前应该做好测量放线工作，确保边线和轴线位置正确，明确具体的碾压参数，在正式施工前应该做好试验工作，确保其达到设计要求后再大规模施工，获得更加可靠的参数，包括振动功率和碾压遍数等。在施工中通常采用20 t以上的振动压路机，以基地土层自振频率为依据确定振动频率，了解现场构筑物和管线情况，提前做好防护处理，避免在碾压施工中造成严重的破坏[2]。做好现场平整工作，及时处理坑穴、沟槽和土坎等，控制好水源，避免施工中受到地下水和地表水影响。按照由两侧向中间的顺序开展碾压，确保碾压速度的缓慢性和均匀性，兼顾静压处理、弱压处理、强振处理和最终静压处理工作之间的有效协同。严格检测地基状况，达到验收标准后才能开展填筑。振动碾压施工工艺流程如图2所示。

图2 振动碾压施工工艺流程

明确碾压施工中的具体要求，尤其是土质含水量是决定施工质量的主要因素，因此应该以50 cm深度处的土质含水量为依据实施针对性控制，确定施工中的最佳含水量，误差不能超过2%[3]。当含水量较大时，可以采取翻晒的措施降低含水量，以确保其达到施工标准。明确填料的类型，同时分析设备压实性能，通过综合分析来确定填筑厚度，同时保障松铺厚度符合具体施工要求。在每一层完成施工后都要进行检测，确保压实度通过验收后再开展后续施工。压路机按S形走行，相邻两行碾压轮迹至少重叠30 cm，防止在施工中出现漏压的情况。

2.4 沉降监测

在象鼻岭防护工程建设中，还应该做好沉降监测工作，明确施工中的沉降状况，并及时采取有效应对措施，防止影响高填方大体积防护堤施工质量及安全，水准校核基点、垂直位移测点和水准工作基点数量分别为3、20、6个[4]。针对基岩状况实施评估，确保稳定性达到施工要求后设置校核基点和工作基点，根据施工要求确定合理的位置。做好垂直位移量误差的控制，以便在2.0 mm以内，根据现场气候状况确定合理的观测频次，以确保及时获取垂直位移情况，为施工建设提供更加可靠的数据信息。为了满足维护管理的工作要求，在设置水准点时，应该确保盖板在挡墙顶部以上。在顶部设置集线箱，运用专业的监测仪器开展监测工作。明确施工中变形的具体影响区域，在此之外设置基准点，获得更加可靠和详细的观测数据。根据图纸要求，严格控制监测点的位置，获得该区域的变形特征，保证变形量参数的精确性。做好电位的保护工作，确保不会在施工中造成严重的遮挡或者扰动情况。做好观测点和监测点的标识处理，为后期管理提供保障。对于钢筋应力的检测则依靠钢筋计，应用于结构物内部，在安装过程中明确主筋位置，做好焊接处理，保障连接稳固性。及时做好冷却处理，防止钢筋计受到高温影响而出现零漂。以图纸为依据设置钢筋设计位置，重点关注挡土侧和开挖侧，精度控制在0.25%F.S以内[5]。水准仪配备徕卡电子水准仪LS10型在变形观测中的应用较多，将精度控制在0.3 mm/km左右，边角交会法是实施表面变形观测的主要方法，水平位移测量中误差应该在3 mm以内。

2.5 开挖防护

为了降低雨水对施工的影响，应该根据现场情况设置相应的截排水沟，满足料场的排水要求。按要求设置临时高线道路、临时低线道路，采取逐层开挖的方式，高程每降10 m设置5 m马道，坡度控制在1∶1.8左右。为了强化对边坡的防护效果，还应该设置相应的警示线，防止随意进出而影响施工效果。在弃渣场当中也要运用截排水沟做好雨水导流，同时借助于钢筋笼填筑块石的方式处理坡脚，坡度控制在1∶2.25左右[6]。植草护坡的方式具有环保性特点，能够改善弃渣坡面的稳定性，避免出现严重的水土流失问题。

2.6 高填方施工技术

砂砾石在低洼地填筑和堤身填筑中的应用较多，为了确保边坡的良好稳定性及承载力，应对堤身实施加宽处理，通常在30～50 cm。在现场运输填料时需划定合理的卸料区域，防止对正常施工作业造成影响，做好摊铺整平和压实处理。振动压路机20 t碾压的方式较为常用，在采取分层压实工艺时，严格控制每层厚度，一般在50 cm以内，不能低于10 cm[7]。做好碾压试验，确定符合现场施工条件的压实参数，以确保工程质量达到设计标准。针对根植土和淤泥、草坡等实施清理，为后续填筑施工提供保障。土石混合料是填筑施工中的常用材料类型，不均匀系数和曲率系数分别在5和1以上，含泥量不能超过10%，碎石含量不能低于50%，最大粒径不超过0.3 m。在碾压施工后做好全面检测工作，应该保障承载力在150 kPa左右[8]。

2.7 试验检测

在施工中还应该做好严格的试验工作，碾压场次、试验参数组合见表1，填料区厚度不同时，其加水量和压实厚度都存在一定的差异性，一律使用20 t振动碾施工，避免在冬季寒冷天气下施工。挖坑灌水法在密度试验中的应用较多，套环直径在600 mm左右，同时要做好筛分试验，200 mm以上的颗粒用钢尺量记其代表粒径，运用大筛在200 mm以下的实施筛分处理，确保达到20 mm，采用四分法取样的方式对20 mm以下的实施筛分。在复核层土工试验中，加强对各类参数的严格检测，包括渗透系数、压缩模量和承载力等[9]。冲击碾压效果试验是本工程试验检测中的重点，需要增进安全员、技术员和质检员等各人员之间的交流，针对其沉降量、压实度和承载力实施科学检测。冲压前及每冲压10遍后的标高是定点沉降量检测的主要内容，在检测压实度时应该至少设置4个监测点，根据压实度检测中的点数和点位情况设置承载力检测点。

表1 碾压场次、试验参数组合

3 结束语

高填方大体积防护堤施工是象鼻岭防护工程中的重点内容，其施工质量会对整个防护工程的运行状况产生影响，因此在施工中应该强化对各个技术要点的控制，以达到标准要求，创造良好的综合效益。在做好准备工作的基础上，明确填筑材料与运输、堤身填筑、沉降监测、开挖防护、高填方施工技术和试验检测等不同环节的重点与难点，采取有效的质量控制措施，以降低施工过程中的风险，保障工程项目的顺利推进。