防洪堤工程施工及质量控制探讨
近年来,我国城市洪水灾害频发,尤其是人口密集、建筑物众多的地区,防洪堤工程的建设质量受到了广泛关注。在城市水利防洪工程中,防洪堤工程的施工质量应放在重要位置。只有加强对工程施工质量的管理,严格控制施工质量,才能提高防洪堤工程施工质量,确保防洪工程安全度汛。
一、工程概况
本防洪堤工程呈两岸分布,堤线总长3.143公里。土坝坝型为梯形断面均质土坝,坝顶高程为95-96米,坝高10-20米,顶宽为20米,上下游坝坡均为1:2,坡面先铺200毫米厚的粗砂反滤层,然后是M7.5浆砌石护坡厚400毫米。工程完成填土142,290立方米,浆砌石28,291立方米。该工程建好后,承担着两岸县城城区的防洪任务,防止发生20年一遇及以下洪水向该城区倒灌,起着保护县城区的经济建设和人民生命财产安全,保护城区面积1.16平方公里,人口1.29万人的作用。
二、料场分布及料源特性
土料场的选择应综合考虑土料场的位置、土料物理性质及征地的价格等因素,这些因素直接影响工程施工质量和工程造价。根据设计要求填筑黏土压实度≥0.92,φ≥22,C≥20 kPa,渗透系数k<1×10^-5 cm/s。初步选定3处土料场:一处位于工程西侧600米的山坡上,地面高程115.9-120米,大部分为畲地;其二是在附近砖厂的取土场,地面高程为105米;另一处是在电站入口附近,为畲地,地面高程105-108米。2009年12月对所有土料场进行了详细的勘探试验工作,以上料场均分布在二级阶地上部,岩性为黏土、粉质黏土及砾石粉宽轮土,主要物理力学指标:天然含水量23.3%-24.5%;天然重度17.7-18.2 kN/m^3;最大干重度16.2-16.3 kN/m^3;内摩擦角饱和时为16.42-24.13,非饱和时为26.34-29.40,凝聚力55-65 kPa;渗透系数2.47×10^-8-9.55×10^-8 cm/s;最优含水量为22.5%;压缩系数为0.12 MPa^-1;压缩变形为51-53(1/100毫米)。以上土料场分布面积广泛,厚度5-10米,储量、质量能满足工程设计要求,交通方便,运距3-4公里。
三、坝体填筑施工
3.1 碾压施工参数的确定
在坝体碾压前,为了复核调整设计提出的施工参数,对碾压料进行了碾压试验及相对密度试验,经工程部技术领导小组讨论研究,最后确定施工参数:碾压机具为SD-10T自行式振动碾,铺层厚度30厘米,碾压遍数8遍,干容重1.62 kN/m^3,含水量22.5%,相对密度0.92。
3.2 坝基清理开挖前,严格按图纸要求进行测量放样,放样边线宽出设计边线(或理论填土边线慎谈信)50厘米,打好木桩做好标志,在边线位置洒上双飞粉用以指导挖掘机手开挖,同时对机手进行技术交底。在开挖过程中,自上而下逐层进行,先将基础面范围内的树木杂草、淤泥、腐植土和其他杂物全部清除,开挖至近基面时,基底预留保护层,边坡坡度适当留有余量用人工修整。
3.3 堤身填筑施工
堤基清理至设计高程后,经联检合格后,即可以开始堤身填筑。本工程施工由最低洼部位开始,按水平分层向上铺土填筑的方法填筑。先在土料场采用2立方米挖掘机挖装土料,20吨自卸汽车运至工作面,采用后退法卸料,用推土机铺料平仓,在同一个工作面上,统一铺土,统一碾压,仓面基本平整,起伏差不超过10厘米。为了保证堤边填土的质量,应在设计边线外侧各超填50厘米的余量。铺土层厚度用制作的标尺控制,标尺放在距卸料前端5米处,铺层的厚度为30厘米。平土的同时,将旧堤推成台阶状,以利于新老堤结合面压实。因土料从土料场直接挖取上坝,含水率一般在23.3%-24.5%之间,故碾压过程不需洒水。碾压设备为SD-10T自行式振动碾,碾压平行于坝轴线方向进行,采用进退错距法,碾压遍数为8遍,行走速度控制在2-3公里/小时。严禁无振碾压、欠碾和漏碾,单元起碾和终碾处,必须用进退不错距加碾8遍,局部振动碾压不到的地方,用蛙式打夯机依次排布夯实。对于占压堤身断面的上堤临时坡道作缺口处理时,将已板结老土刨松,与新铺土料统一按填筑要求分层压实。
3.4 堤身与排涝闸接合处的处理
排涝闸施工完毕养护至设计强度的50%-70%的情况下即可进行填土施工。填土前,应清除排涝闸表面的乳皮、粉尘及油污等,对表面的外露铁件(如模板对销螺栓等)割除,对铁件残余露头需用侍乱水泥砂浆覆盖保护;填土时,先将建筑物表面湿润,边涂泥浆、边铺土、边夯实。涂浆高度与铺土厚度一致,涂层厚度为3-5毫米,并应与下部涂层衔接,严禁泥浆干固后再铺土、夯实。制备泥浆采用塑性指标大于17的黏土,泥浆的浓度为1:3(土水重量比)。靠近排涝闸1米的范围内,用蛙式打夯机依次排布夯实。
3.5 雨天填土应注意的问题
雨前及时压实作业面,并做成中央凸起向两侧微倾。当下小雨时,应停止黏土填筑。黏性土填筑面在下雨时不宜行走践踏,并严禁车辆通行。雨后恢复施工,填筑面应经晒、复压处理,必要时应对表层再次进行清理,并待质检合格后及时复工。
四、斜坡的保护
坝体填筑施工完毕后,采用反向挖掘机削坡。削坡前,放样出削坡边线(坡顶)及横断面的位置,按照设计坡比进行削坡,预留20厘米采用人工削坡。削好后,用扫帚将其面上的松土清理干净。本工程坡面防护的形式采用先铺20厘米的粗砂反滤层,然后砌M7.5浆砌石厚400厘米。护面工程属外观表面工程,系工程在建和完工后供人们参观评论的主要部位,必须精心组织施工。施工前,放样出分缝线、边线,在护坡脚和护坡顶打上木桩并标志粗砂反滤料的铺筑高度及砌石面高程,垂直坡面每3米设一控制点,以便铺填反滤料及砌石。粗砂反滤料铺设,用人工自下而上铺设,并洒水淋湿,人工用铁锹拍实、挂线整平。砌石时从石料中选取40厘米左右的块石,用较平整的一面作为坡面,有突出的部分用手锤敲打,以利美观。坡面平整度用测量放点,挂线控制。砌石做到“平、稳、密、错”四落实。砌筑过程中所用的砂浆严格按照施工配合比拌制。砌石完工后及时进行清缝、勾缝、养护。
五、施工质量控制
5.1 重视碾压试验控制
为核查各料场土料压实是否能够达到设计指标,根据施工现场已有的碾压设备,设定不同填筑厚度、不同碾压遍数,确定设计要求的各种压实参数。并检查压实机具的性能是否满足施工要求。各料场使用前均进行上堤土料的碾压试验。本工程共进行4次碾压试验,通过试验得出以下结论:①碾压机械能满足施工要求,振动碾行进速度为2.0公里/小时,振动频率35 Hz,既满足规范要求,又能达到设计要求的振实效果
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