覃华然
罗定市引太工程管理处 广东罗定 527200
河道堤防是建于河道岸边抵御洪涝灾害的水利工程设施,施工技术能为堤防施工和质量控制提供技术依据。由于堤防质量与河道沿岸及下游人民生命财产息息相关,因而必须从技术上确保堤防施工万无一失,鉴此,本文对水利工程中河道堤防施工技术进行了探讨研究。
河道堤防施工一般包括施工准备、堤基施工、堤身填筑、防护施工等部分,合理的施工程序对提升施工质量具有重要意义,所以技术人员应科学制定施工程序,以保障施工质量[1]。
施工准备工作主要是开工前编制施工组织设计或施工方案、“四通一平”、测量放样、复核料场、准备施工机械及材料等。
堤身建在堤基之上,堤基是否稳固直接影响堤防安全。堤基施工一般包括清基、软弱堤基处理等内容。我国国土辽阔,地形复杂,软土地基是较常见的问题,需要进行处理才能保证河堤安全[2]。
由于土石料丰富而廉价,筑堤多采用土石料,但并非所有土石料都适合筑堤,用于筑堤的土石料应按《堤防工程施工规范》(SL 260-2014)附录A进行鉴别试验,再按照附录B进行碾压试验。
筑堤之后,为提高土石堤耐冲刷性能,要进行防护施工,主要内容包括护脚施工、护坡施工和封顶施工。
软基一般是指由天然含水量大、压缩性高、承载力低的软弱土构成的地基,例如淤泥、淤泥质土、填土等形成的地基。软基处理方法有很多,例如换填、排水固结、压载、强夯、振冲、设置砂石桩、深层搅拌桩、钻孔灌注桩等。选择处理方法应根据软土层厚度、工期要求、施工机械、工程造价等方面综合考虑,例如软土层埋藏浅,挖除换填就是比较合适的方法,但软土层埋藏深、厚度大时挖除换填就很不经济,甚至完全不可能,这种情况下就应该考虑排水固结、压载等其他方法,如果工期很紧,选择排水固结或压载方法又不合适,此时可采用深层搅拌桩进行处理。现以某河堤地基处理为例,地层中分布着淤泥质黏土、粉质黏土、淤泥、砂质黏土等,压缩性大,承载力小,难以承载堤身负荷,经多方筛选拟定塑料排水板和深层搅拌桩两个处理方案,两者造价相近,但深层搅拌桩可以在短时间内提高土体强度,所以最终确定深层搅拌桩法,单桩直径0.7m,桩间距1.5m,双头搅拌,水泥掺入比为15%,工艺为两喷四搅,上下两个来回,搅拌4次,2次上升喷浆。施工时,严格控制钻杆垂直偏差不超过1%,对中偏差不超过2cm,水灰比0.45-0.5。7d检查桩体并处理桩头,28d、90d检测成桩强度(取芯强度)分别为≥0.8MPa和≥1.2MPa。
堤身填筑大致可分为测量放线、清基、铺土、碾压和质检等工序。测量放线即根据施工图在现场放出堤身中线、边线和控制高程的水准点。放线时,相对于控制点,平面误差控制在±50mm内,高程误差控制在30mm内。放边线时打边桩,间距30-40m一个,转弯处或地形起伏大的堤段适当加密。清基主要清除堤基表层不合格土和杂物,例如杂草植被、有机质土壤、石块等。通常,堤基填筑采用分层铺土、逐层压实方法,运土采用自卸汽车或铲运机,平土采用推土机,控制每层厚度20-30cm。在涵闸侧墙、挡土墙附近不能用机械作业,应人工填筑,再通过蛙式打夯机夯实。边缘部分应多填筑0.3m宽。碾压设备根据土质及碾压试验结果来考虑,可采用平碾、肋条碾、羊足碾、气胎碾等。平碾适于黏土和砂壤土,压后表面较平整,但易形成表面光滑硬壳,影响上下层结合,所以表面需耙松处理。肋条碾应用场合与平碾差不多,因形成凹凸条状,效果稍好于平碾。羊足碾适于黏性土和团粒土壤,压实效果较均匀,但不适合含水量大的黏性土,因为易沾滚,也不适合没有黏性的土壤,如黄土。气胎碾适合碾压各种土壤,压实效果比较好。影响碾压效果的因素包括碾的类型、铺土厚度和碾压遍数,可通过碾压试验确定施工参数,例如某堤防采用20t凸块碾碾压接触性黏土,铺土厚度25cm,碾压8遍。碾压机械行走分圈压法和进退错距法,宽工作面适合圈压法,堤防多采用进退错距法。机械碾压不到的地方需采用夯实工具夯实。每层土料压实后需取样试验,检测合格才能填筑下一层。
护脚方式有抛石、抛土工袋、充沙模袋沉排、模袋混凝土沉排等。施工前,应对抛投区水文情况进行测绘,并通过抛投试验确定施工方法。护坡方式有干砌石、浆砌石、混凝土预制块、模袋混凝土护坡、石笼护坡、生态混凝土护坡、沥青护坡、植被护坡等。封顶一般与护坡配合施工,不少堤顶设置混凝土路面,便于堤防维护和市民游览河景。现以石笼护坡和草皮护坡施工为例进行分析。石笼护坡采用铁丝、钢筋、竹筋等编制的网箱,箱内填充石块。检查堤防坡面符合要求后,从上至下铺设土工布,相邻布的搭接宽度不少于50cm。然后放置网箱,再将符合质量要求的石块填充到网箱内,填满后封盖并绑扎。施工完一层,再放置一层网箱,填石,封盖,以同样操作完成护坡施工。为了保证网箱的整体性,相邻网箱之间要通过绑扎连接。草皮坡面需要有15-35cm的黏土层,植物根系以下的土层为底土,生长根系部分的为表土。表土宜采用砂质黏土。草的种类应采用适宜当地气候、土质的类型,种草之后应进行适当管理,如修剪和补植损坏的草皮。
河道堤防是重要的水工建筑物,保护城市免遭洪涝灾害侵袭,所以加强施工技术研究并合理应用具有非常积极的意义。堤防施工是一项系统工程,地基处理、堤身填筑和护坡施工是一个整体,相互联系,缺一不可,因此堤防施工应严格按照设计和施工规范要求做好每一步施工,这样才能保证施工质量和堤防安全[3]。