人工湖體開挖反濾層帶施工工法

高興權(quán) 胡柳青

(中建（漳州）建設(shè)開發(fā)有限公司 363000)

人工湖體開挖反濾層帶施工工法

高興權(quán) 胡柳青

(中建（漳州）建設(shè)開發(fā)有限公司 363000)

1.前言

當(dāng)土中水流過土工織物時(shí)，水可以順暢穿過，而土顆粒卻被阻留的現(xiàn)象稱為反濾。反濾層是指由1層土工布以及3層顆粒大小不同的黃砂、碎石和塊石材料鋪筑成的，順著水流的方向顆粒逐漸增大，任一層的顆粒都不允許穿過相鄰較粗一層的孔隙，同一層的顆粒也不能產(chǎn)生相對移動(dòng)的層帶狀過濾層。設(shè)置反濾層后滲透水流出時(shí)就帶不走堤壩體或地基中的土壤，從而可防止管涌和流土的發(fā)生。反濾層常設(shè)于土石等材料修筑的堤壩或透水地基上，也常用于防汛中處理管涌、流土等險(xiǎn)情。

漳州碧湖市民生態(tài)公園配套基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程建立濕地生態(tài)系統(tǒng)，總占地103.8萬平方米，其中人工開挖湖體水體面積約為53萬平米（兼具滯洪區(qū)功能）。為了防止九龍江一側(cè)高水位對生態(tài)公園臨江側(cè)湖體產(chǎn)生管涌、流砂效應(yīng)，人工湖體開挖反濾層帶施工作為一項(xiàng)重要工藝在漳州碧湖市民生態(tài)公園南岸的湖濱文化長廊防止管涌、流砂的施工中得到應(yīng)用，為確保市政公園的施工質(zhì)量，提升公園的綠色、生態(tài)景觀效果發(fā)揮了積極效用。

2.工法特點(diǎn)

2.1 防止管涌、流砂效果好。土工布砂石料反濾層的機(jī)械作用約束土顆粒，使緊靠土工布的土層被保護(hù)起來。這時(shí)被保護(hù)的土在一定深度范圍內(nèi)就和土工布一起形成了自身的過濾系統(tǒng)，細(xì)顆粒就不再流失，水流仍然暢通，使土體形成自身的反濾作用，起到了防止管涌、流砂的作用。

2.2 具有承受拉力和變形的能力。用土工布為基礎(chǔ)的反濾層能承受拉力和變形，形成整體受力，應(yīng)用效果更佳。

2.3 施工簡易。土工布砂石反濾層只有500mm厚，施工簡易、造價(jià)低。

2.4 景觀效果好。在高水位時(shí)作為防止湖體出現(xiàn)管涌、流砂的構(gòu)筑物，在低水位時(shí)可以作為市政公園的景觀構(gòu)筑物。

3.適用范圍

3.1 該工法適用于市政人工湖體開挖時(shí)管涌、流砂等病害的處理、治理；

3.2 該工法適用于透水地基的處理；

3.3 該工法適用于水利工程中邊坡防護(hù)、堤壩工程等；

3.4 該工法適用于市政河道、溝渠基底防護(hù)等。

4.工藝原理

在施工現(xiàn)場，將土工布攤鋪在已經(jīng)開挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高的人工湖體的底基層上，然后在土工布上層攤鋪一層黃砂墊層，并整平、壓實(shí)；然后在黃砂墊層上層攤鋪一層碎石墊層，并整平、壓實(shí)；最后在碎石墊層上砌筑塊石，并埋設(shè)PVC排水孔。土工布、砂石墊層和塊石層連續(xù)鋪筑完成后就形成一層連續(xù)、整體式反濾層，即過濾系統(tǒng)，使得土體中水流暢通通過的同時(shí)，微小土顆粒不會(huì)流失。此種工藝既可以有效地起到了防止管涌和流砂作用，又具有生態(tài)的景觀效應(yīng)。

5.工藝流程及操作要點(diǎn)

5.1 施工工藝流程

5.2 各流程操作要點(diǎn)

5.2.1 施工準(zhǔn)備

(1)技術(shù)準(zhǔn)備

①熟悉碧湖換反濾層大樣圖，了解設(shè)計(jì)意圖，明確施工要點(diǎn)及參照施工規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；

②根據(jù)施工圖紙及規(guī)范相應(yīng)要求，編制施工專項(xiàng)方案，此方案需通過總包單位及監(jiān)理單位審批后方可執(zhí)行；

③對所有反濾層施工工作進(jìn)行技術(shù)交底和崗前技術(shù)培訓(xùn)。

(2)勞動(dòng)力準(zhǔn)備

現(xiàn)場施工作業(yè)人員應(yīng)具備相應(yīng)的技術(shù)水平，能夠滿足現(xiàn)場的質(zhì)量控制和進(jìn)度需求，具體的工人數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場情況來確定。

(3)施工機(jī)械準(zhǔn)備

施工現(xiàn)場根據(jù)施工現(xiàn)場的工程進(jìn)度情況配備必備的施工機(jī)械設(shè)備。

(4)材料準(zhǔn)備

施工材料根據(jù)圖紙及現(xiàn)場施工進(jìn)度確定。根據(jù)現(xiàn)場施工場地布置情況提前做好進(jìn)場材料的現(xiàn)場存放。

5.2.2 土方開挖施工

(1)抽水

反濾層帶位于湖底，地處底洼，地下水豐富,先用離心水泵和潛水泵對擬開挖部分湖區(qū)地下水進(jìn)行24小時(shí)抽水作業(yè)。以保證開挖工作面不帶水作業(yè)。在修筑施工便道以及挖機(jī)施工平臺(tái)的同時(shí)安排人員進(jìn)行抽水，待水降到設(shè)計(jì)湖底標(biāo)高后再由人工進(jìn)行開引水溝和集水坑進(jìn)行間斷式抽水，以滿足施工要求。

(2)修筑施工便道及挖機(jī)施工平臺(tái)

先在湖區(qū)沿反濾層帶用建筑磚渣或鋼板鋪路修筑施工便道，施工便道寬度根據(jù)挖掘機(jī)工作平臺(tái)以及后八輪自卸車轉(zhuǎn)運(yùn)土方的需要確定。

(3)測量放樣

待水降到設(shè)計(jì)湖底標(biāo)高后對反濾層帶進(jìn)行施工測量放樣，并用竹片樁標(biāo)出反濾層帶開挖范圍。

(4)開挖作業(yè)

由于反濾層帶里程長，所以開挖采用分段式施工，每段設(shè)置段長度以一天可以開挖完成的工作量為宜，以方便湖區(qū)機(jī)械進(jìn)出。施工時(shí)，挖掘機(jī)在已經(jīng)鋪筑好的施工工作面上進(jìn)行開挖作業(yè)，開挖作業(yè)方式為倒退式開挖，將基槽內(nèi)土方、淤泥裝車運(yùn)走直至完成。開挖過程中要做好岸坡處理，防止出現(xiàn)意外事故。

5.2.3 反濾層施工

(1)施工前準(zhǔn)備工作

①土工布、黃砂、碎石、塊石等材料到達(dá)現(xiàn)場后，根據(jù)施工場地部署，堆放在開挖的反濾層基槽附近；

②進(jìn)場土工布的物理、力學(xué)特征、變形性能及滲透系數(shù)，黃砂、碎石的粒徑、級配、含泥量、不均勻系數(shù)，塊石的抗水性、抗凍性、抗壓強(qiáng)度、集合尺寸等施工材料必須滿足設(shè)計(jì)要求；

③復(fù)核基槽標(biāo)高，并做好標(biāo)示，防止湖底反濾層超欠挖；

④對進(jìn)行反濾層施工的工人進(jìn)行技術(shù)及安全交底，發(fā)出作業(yè)指導(dǎo)書；

(2)抽水

為保證反濾層施工時(shí)基底不積水，從土方開挖開始至反濾層施工完畢，整個(gè)過程中通過開引水溝，設(shè)集水坑等方式進(jìn)行集中排水。

(3)人工清基

為防止機(jī)械開挖時(shí)對基底原土的擾動(dòng)，保證基底土基密實(shí)，機(jī)械開挖時(shí)，預(yù)留20cm人工清理，機(jī)械開挖完畢后，人工對基底進(jìn)行清理、整平至設(shè)計(jì)標(biāo)高。反濾層人工清基后著重檢查下基層的標(biāo)高、寬度、長度、坡度進(jìn)行檢驗(yàn)，符合要求后進(jìn)行下道工序的施工。

(4)土工布施工

基底驗(yàn)收合格后，按照設(shè)計(jì)在土基面鋪一層 250g/m2的土工布，土工布采用滾鋪法，人工拖拉平順，松緊適度。大面積鋪裝前進(jìn)行試鋪，根據(jù)現(xiàn)場情況，確定土工布尺寸。搭接方式采用自然搭接，搭接寬度不小于20cm。

(5)黃砂墊層鋪筑

土工布鋪設(shè)驗(yàn)收合格后，按照設(shè)計(jì)要求在土工布上鋪筑一層10cm厚黃砂。黃砂進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)，由于反濾層基底多為流塑～軟塑狀淤泥層，為防止黃砂堆積致使土工布變形，在土工布表面每隔15m用木模板鋪設(shè)一個(gè)10m*5m的臨時(shí)堆積場地，人工挑運(yùn)、攤鋪，整平，攤鋪時(shí)虛鋪 2-3cm，灑水濕潤，并用附著式平板振動(dòng)器進(jìn)行震動(dòng)壓實(shí)，以保證黃砂墊層的平整性及密實(shí)度。黃砂墊層施工的各項(xiàng)允許偏差、檢查數(shù)量及檢驗(yàn)方法如下表規(guī)定：

序號 檢驗(yàn)項(xiàng)目 允許偏差 檢驗(yàn)數(shù)量 檢驗(yàn)方法1 鋪設(shè)范圍 不小于設(shè)計(jì)值 沿鋪設(shè)縱向每100米抽樣檢驗(yàn)5處 尺量2 鋪設(shè)厚度 不小于設(shè)計(jì)值 沿鋪設(shè)縱向每100米抽樣檢驗(yàn)5處 尺量3 頂面高程 +50mm,-20mm 沿鋪設(shè)縱向每100米抽樣檢驗(yàn)5處水準(zhǔn)儀測量

(6)碎石墊層鋪筑

黃砂層鋪筑完畢后，再用木模板搭設(shè)臨時(shí)堆積場地，機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)碎石至施工工作面，人工挑運(yùn)、攤鋪、平整。攤鋪時(shí)虛鋪2cm，灑水濕潤并采用1.1KW附著式平板振動(dòng)器進(jìn)行震動(dòng)壓實(shí)，保證碎石墊層的平整度及密實(shí)性。碎石墊層施工的各項(xiàng)允許偏差、檢查數(shù)量及檢驗(yàn)方法如下表規(guī)定：

序號 檢驗(yàn)項(xiàng)目 允許偏差 檢驗(yàn)數(shù)量 檢驗(yàn)方法1 鋪設(shè)范圍 不小于設(shè)計(jì)值 沿鋪設(shè)縱向每100米抽樣檢驗(yàn)5處 尺量2 鋪設(shè)厚度 不小于設(shè)計(jì)值 沿鋪設(shè)縱向每100米抽樣檢驗(yàn)5處 尺量3 頂面高程 +50mm,-20mm 沿鋪設(shè)縱向每100米抽樣檢驗(yàn)5處水準(zhǔn)儀測量

(7)干砌塊石

①碎石層鋪筑完畢后，使用機(jī)械轉(zhuǎn)運(yùn)塊石至施工工作面進(jìn)行干砌塊石施工準(zhǔn)備；

②砌筑前嚴(yán)格按設(shè)計(jì)尺寸掛線放樣；

③砌筑時(shí)不應(yīng)分層，應(yīng)確保塊石規(guī)格大小形成整體一層砌筑；

④砌石應(yīng)墊穩(wěn)填實(shí)，與周邊砌石緊密貼靠，嚴(yán)禁架空；

⑤嚴(yán)禁出現(xiàn)通縫、疊砌和浮塞，在外露面用塊石砌筑，而中間以小石填心，不得在砌筑層面以小塊石、片石找平；

⑥砌筑過程中注意橫向、縱向每兩米埋設(shè)一根Φ70PVC排水孔，保證反濾層的排泄水功能。

6.反濾層施工材料

(1)土工布（250g/m2）：作為反濾層帶中起到過濾的作用，使砂石墊層與基槽土方隔離開來；

(2)黃砂：在反濾層帶中起到墊層以及排水通道的作用，厚度為100mm；

采用中、粗、礫砂，不含草根、垃圾等雜志，其含泥量不大于5%；

(3)碎石：在反濾層帶中起到墊層以及排水通道的作用，厚度為100mm；

采用級配良好且未風(fēng)化的礫石或隨時(shí)，其最大粒徑不得大于50mm，含泥量不得大于5%，且不含草根、垃圾等雜質(zhì)；

(4)塊石：在反濾層帶中起到結(jié)構(gòu)層以及排水通道的作用，厚度為300mm ，采用強(qiáng)度高且未風(fēng)化的塊石；

7.機(jī)具設(shè)備

序號 設(shè)備名稱 數(shù)量 型號規(guī)格 主要工作性能指標(biāo) 用途1 挖掘機(jī) 1臺(tái) PC200 挖運(yùn)土方2 運(yùn)輸車 4臺(tái) 后八輪自卸汽車 15m3 運(yùn)輸土方3 離心水泵 2臺(tái) 3BA-9 45m3/h,17KW 排水4 潛水泵 1臺(tái) QS25×40×5.5 流量25m3/h,5.5KW 排水5 測量儀器 1臺(tái) 全站儀 放線6 汽車式起重機(jī) 1臺(tái) QY-20 起吊重量20T,180KW 轉(zhuǎn)運(yùn)材料7 鋼板 5片-------長3.5米，寬2米，厚3厘米 施工便道8 鐵鏟 若干----------------人工清基9 鋼卷尺 2把-----------------測量放線10 竹片樁 若干-----------------測量放線11 尼龍線 若干------------------放線12 木模板 若干-----------------材料臨時(shí)堆放場所13 手推車 若干-----------------人工攤鋪、整平14 平板振動(dòng)器 2臺(tái)--------1.1KW 墊層壓實(shí)15 手錘 若干------------------砌筑塊石16 柴油發(fā)電機(jī) 1臺(tái)------------------提供施工用電

施工機(jī)具設(shè)備如上表所列，具體數(shù)量根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況確定

8.應(yīng)用實(shí)例

漳州碧湖市民生態(tài)公園。該項(xiàng)目在漳州城市總體規(guī)劃中位于城市 CBD，北臨新行政中心，南接九龍江，東臨萬達(dá)廣場，西鄰九龍江大橋，是連接各區(qū)塊的重要城市中心。該工程總占地103.8萬平方米，其中水體面積約為53萬平米（兼具滯洪區(qū)功能），建設(shè)內(nèi)容包括湖體、景觀建筑、公園綠化、景觀道路、服務(wù)設(shè)施、水利設(shè)施以及水處理等。2011年7月23日，合約工期為18個(gè)月，現(xiàn)已完成所有臨江側(cè)反濾層帶的施工，取得良好的效果。

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1007-6344（2016）10-0255-02