河道防护工程土坝土料制备及上游坡面砼护坡施工

2023-10-13温国栋钱少璇杨婷婷

中国水运 2023年9期

温国栋，钱少璇，杨婷婷

（1.江苏天源建设集团有限公司，江苏淮安 211700；2.江苏省盱眙县水务局，江苏盱眙 211700）

1 工程概况

盱眙县某河道治理工程，河道长约16.5km，河道两侧主要采用砼护坡形式，局部采用直立式钢筋砼挡墙，C20 现浇砼护坡长10.05km，砼护坡有两种断面形式，一种是1:4 坡比，另一种为1:2.5 坡比。河道0+515～3+200 段图纸设计为1:4 砼护坡，断面特性为：河底高程-2.0m，底宽30m，采用全断面放坡结构，▽-2.0～▽5.0m 坡比为1:4，▽5.0m 设4.0m 宽的平台，▽5.0～▽7.0m 坡比为1:2。▽2.4～▽5.0m 设15cm 厚现浇砼护坡，铺设10cm 厚砂石垫层，砂石垫层下设350g/m2土工布一层，在高程2.4m 及5.0m 处各设一道300mm*500mm 现浇砼格埂，纵向格埂每15m 设一道2cm 厚聚乙烯低发泡板伸缩缝；每隔30m 设一道300mm*300mm 横向格埂。现浇砼护坡每30m 长采用一次性浇筑，护坡厚度150mm，在砼护坡与砼格埂接触处均设2cm 厚聚乙烯低发泡板伸缩缝，等砼强度达到75%后采用切割机切缝分块，分块尺寸应不超出4 m2，切缝深度50mm，每块上设置4 个直径50mm 冒水孔，孔内以瓜子片填实。堤顶防汛道路宽8m，再以边坡1:2接至现状地面。

2 土坝土料制备

河道防护工程大坝填筑土料场设置在距离工程区2.8km 远的黄土梁峁，土料场开采深度为50m，且主要分布有黄土、黄土状壤土及低液限黏土，土料含水率平均为7.8%，实际含水率比设计含水率低15.8%，必须进行土料泡土、补水、翻拌，达设计含水率及土料填筑施工要求后开采。考虑到本料场中上部较为狭窄，所以，对于料场中上部进行沟灌法泡土，待上部土料实际含水率达到设计要求并开挖后，再针对料场下部采用筑畦法泡土[1]施工。

2.1 清表

采用HP-220 推土机将待取土料场表面的石块、杂草等推运堆积，并用反铲将树根等彻底清除，保证取土场1.2～2.0m 设计深度内无树根、草根等杂物。用容量1.6m³的反铲将清表后堆积的杂物和废土挖装至25t自卸货车后运输至就近的弃渣场处理。

2.2 沟灌开挖及畦块修筑

对于本取土场上部地形狭窄其较为陡峭的区域，用反铲开挖深度1.5～2.0m 的沟槽后进行沟灌法泡土施工。沟槽断面按矩形设计，沟槽间距和宽度均为1.0～1.5m，根据地形所确定的沟槽开挖长度为12～20m。在沟槽开挖施工时，必须保证槽底的平整，并根据相关试验结果进行沟槽内灌水量的确定。

通过反铲在各开采平台挖出深度0.5m～1.0m 的方格即为畦块，其具体开挖尺寸主要根据取土场地形和泡水程度等确定。对于地势较平坦的区域，畦块开挖尺寸应较大，控制在400m2左右，而在地势陡峭的区域，开挖尺寸应尽可能小，控制在200m2左右。畦块底部的修筑要求与沟槽开挖一样，必须平整，根据泡土土层厚度和配水量大小确定畦块修筑的实际高度，其周边土埂的高度通常控制在1.0m，具体布置详见图1。

图1 单块畦块简图

2.3 泡土及待渗

以高压泵从附近河道所抽取的天然水为泡土用水，并通过直径108mm 的钢管输送至土料场内高位水箱，再由水箱上所连接的直径110mm 软管自流至泡土工作面。为控制注水量和泡土施工效果，还应在软管上增设支管并安装控制阀门、水表。料场内的3 个高位水箱均由厚度20mm 的钢板按照长*宽*高2.0m*2.0m*6.0m的尺寸制成。

待沟槽开挖和畦块修筑结束后，应依据设计泡土深进行用水量的测算与控制并泡水。为保证泡土施工质量，应严格控制注水量，本河道防护工程泡土用水量主要根据土料实际含水量和需水量确定，公式如下：

考虑到畦块内水位入渗的深度和速度，为缩短待渗时间，提升泡土效果，应在泡土前采用螺旋钻机在各畦块内按照4m 的深度、80mm 的直径、2m*2m 的间排距打孔，并使其呈梅花形布置。按照泡土试验数据测算泡土后土料的开采时间[2]，通过洛阳铲打孔并提取土样后进行实际含水率检测，达设计要求后才能按设计要求大规模取土。

2.4 土料开采

土料的开采深度应按照含水率合格的土样范围、泡土用水下渗深度及取土设备性能等综合确定，本河道防护工程单层土料开采高度确定为4m。在取土前，通过HP-220 推土机将畦块周围的土埂推平并对土埂干土补洒水，保证取土料性能质量。取土过程中，必须确保各层底部与设计高程相同，从而在取土层形成新的施工平台，方便进行下层畦块设置及泡土与取土。本工程采用1.6m3反铲进行立式取土，在取土的同时进行上下层不同含水率土料的充分翻拌与混合，并随时进行土料实际含水率的检测，根据检测结果适时喷水和翻拌。对于开采和制备好的土料，通过25t 自卸货车运至本河道防护工程大坝进行填筑，若因环境温度较高而导致土料在运输和填筑过程中实际含水率下降，则应在填筑面再次补水，并通过旋耕机二次翻拌，使含水率符合大坝填筑施工要求。

3 土坝上游坡面砼护坡施工

3.1 上游坡面砼护坡施工

该河道防护工程上游坡面砼护坡单块浇筑仓面较多，施工质量控制难度大，按照设计要求应通过滑模施工，即先根据设计面板实际情况在横向分缝位置按5.0m间距设置条块，再顺坡面向铺筑槽钢侧模，滑模桁架通过坝顶所设置的5t 卷扬机提升，护坡浇筑采用跳格法[3]浇筑，第一块浇筑完毕模板拆除后将低发泡板伸缩缝设置好，然后再进行下一块砼浇筑，以此类推。浇筑模板采用槽钢。浇筑结束后还应通过切割机自下而上沿纵向分缝切缝，并按2.0cm 的宽度设置伸缩缝。通过滑模施工能防止砼护坡浇筑后表面错台、蜂窝麻面、鼓包等缺陷，还能加快施工进度，保证施工质量。

混凝土护坡切缝在模板拆除后进行，且在混凝土出现温缩裂缝前全部完成，同样按施工经验控制割缝时间，施工时根据现场及天气环境适当调整。纵横格埂施工完毕后，进行坡面土方整理，经监理验收合格后，按设计要求铺设土工布后再铺设100mm 砂石垫层。

3.2 上游坡面反滤层施工

本河道防护工程大坝上游迎水面为厚度20cm 的C25 混凝土面板护坡，设计坡比1:3，单块混凝土面板长*宽为5.0m*5.0m。混凝土面板间设置宽度2.0m 的伸缩缝并通过聚乙烯泡沫填缝处理。在混凝土面板护坡下增设厚度20cm 的反滤砂层和厚度30cm 的碎石反滤层，反滤层包络线要求详见表1。固坡材料选择厚度4.0cm的M10 水泥砂浆。