過水渠道防洪堤砂性土填筑

【摘要：】以南水北調中線京石段應急供水工程S19標段309+390～312+740段渠道防洪堤砂性土填筑為實例，采用中細砂邊攤鋪、邊灑水、邊碾壓，用灌砂法對回填的相對密度進行檢測，得出了一些有益的結論僅供廣大同行參考。

【關鍵詞】砂性土；相對密度；含水率；振動碾壓；灌砂法

Abstract： in the Beijing Shijiazhuang section of emergency water supply project 309+390 ～ 312+740 section of right bank dike channel sand soil embankment as an example， using fine sand edge paving， edge water， edge rolling， to detect the relative density of the backfill with sand filling method， we obtain some useful conclusions for the majority of peers reference.

Key words： sandy soil， relative density， water content， vibratory compaction，sand replacement method

南水北調工程“功在當代利在千秋”目前中線工程已經全部完成。供水范圍主要是唐白河平原和黃淮海平原的西中部，供水區總面積約15.5萬平方千米，工程重點解決河南、河北、天津、北京4個省市的用水，為沿線20多座大中城市提供生活和生產用水，并兼顧沿線地區的生態環境和農業用水。中線輸水干渠總長達1276公里，向天津輸水干渠長156公里。2014年12月12日下午14時32分，南水北調中線工程正式通水。2015年12月11日，南水北調中線工程入渠水量為23.9億立方米，受益人口達3800萬。

在進行過水渠道防洪堤砂性土填筑時，主要控制好兩個方面：第一是通過試驗段確定填筑時每層的厚度、每平米灑水量、壓實遍數等數據，為施工提供控制依據；第二是對碾壓完成的斷面，采用灌砂法對進行相對密度的檢測。筆者根據南水北調中線應急供水工程第十九標段，對該標段309+390～312+740段渠道右岸防洪堤砂性土填筑進行經驗介紹，為今后的水利明渠輸水斷面砂性土填筑施工建設提供一些參考經驗。

一、本工程難點

南水北調中線應急供水工程第十九標段，起點里程307+000，終點里程312+790.6，全線長5790.6米。309+390～312+740段輸水斷面采用砂性土填筑。本段工程施工的主要難點是，砂性土的穩定性差、水利方面采用砂性土進行大規模填筑的施工經驗很少。結合本工程的難點我們采用填筑、碾壓、灑水、層與層之間增加土工格柵各種措施結合的方法，取得了良好的效果。

二、砂性土填筑方法

1 填料選擇

本段筑堤工程填料選擇中細砂，不能使用表層土、腐殖土、粉細砂等。砂性土不能含有樹根、雜草等有機質雜物。

2 現場質量控制

現場質量控制采用相對密度控制，填筑堤相對密度不小于0.75，采用灌砂法。

完成碾壓試驗確定的碾壓遍數（8遍）后進行現場檢驗。首先對碾壓后的堤面進行觀察，看堤面有無明顯的輪跡、填料松散等情況，沒有異常情況后，再取樣檢測碾壓后的相對密度，這是保證砂性土填筑質量最重要的技術參數。

3 土工格柵的鋪設

為保證堤體的整體穩定安全，本段砂性土堤體內鋪設加筋材料，加筋材料采用高密度聚乙烯（HDPE）單向拉伸土工格柵，材料技術參數要求每延米拉伸屈服力≥80KN/m。垂直鋪設間距0.35m。

土工格柵鋪設時垂直堤軸線鋪展平整，長度按設計要求裁制，土工格柵采用寬幅規格，寬度不宜小于2m。土工格柵搭接時應至少搭接一個方格，并以細尼龍繩在連接處綁扎牢固。

鋪放土工格柵時不允許有褶皺，并盡量用人工拉緊，以“U”型釘定位于填筑基面上，保證填土碾壓時不發生移動?！癠”型釘間距1m，采用梅花形布置?！癠”型釘采用φ8的A3鋼筋彎制而成。

4 砂性土的拌和

有的砂性土存在很大的不均勻性，為保證填筑堤的實體施工質量，需要選一個地點對開挖出來的砂性土進行拌和。

砂性土料的拌和場地選在填筑面附近。砂性土運至拌和場地后，采用1臺ZL50裝載機在場內進行拌和，拌和遍數不少于3遍。拌和后的砂性土再用裝載機裝上15噸自卸車，運至填筑現場。

5 現場填筑

現場填筑是砂性土填筑堤的重要工序，本段分以下幾個方面進行敘述。

（1）現場的測量控制。

現場的測量控制，主要是兩個方面的控制。一個是平面位置的控制，一個高程方面，即松鋪厚度的控制。平面位置的控制采用兩側邊線控制的辦法，即按設計圖紙計算出填筑的理論寬度，兩側再各向外超填240cm。

在測量并打樁后，現場撒白色石灰線進行控制。

松鋪厚度的控制主要是采用在兩側每隔10m設置松鋪厚度控制點的辦法進行解決。

（2）上料及攤平

上料采用15噸自卸汽車運輸。由于在填筑堤體內鋪設有加筋材料土工格柵，施工機械不能直接在土工格柵上面行走，上料必須采用進占法，自卸汽車每次卸料后，用T140推土機及時攤平，隨時上料，邊上邊攤平。根據碾壓試驗的成果，土料的松鋪厚度宜為40cm。整層的填料全部上完后，檢查填料的松鋪厚度。

（3）砂性土上行車

根據砂性土試驗時的施工情況，自卸汽車無法在砂性土上直接行駛。為保證自卸汽車能在砂性土表面行駛，需要設置跑板墊路，跑板型式同開挖工作面。

每一個填筑工作面長度計劃為200-300米，平均需要鋪設跑板250塊。這樣可以防止自卸車陷入砂性土內對斷面穩定造成破壞。

（4）灑水

根據填筑試驗結果，砂性土含水率在12-14%的時候，可以取得最佳碾壓效果，而一般天然砂性土其含水率均為4-5%，不能達到最佳碾壓效果，需要在填筑現場對砂性土料的含水率進行調整。含水率的調整采用現場灑水的辦法。因為砂性土透水性很強，要達到這一含水率，需要加入大量的水，根據碾壓試驗的統計數據，每立方米的砂性土平均需要加水1.2噸。

（5）壓實

砂性土的壓實采用YZ20JA-IIs型振動壓路機壓實。根據碾壓試驗成果，碾壓步驟為：先靜壓2遍，再振動碾壓6遍，可達到較好的壓實效果。

碾壓一般都位于直線段上，由一側沿堤軸線方向進、退式碾壓，沿軸線方向碾跡重疊不小于0.5m。

碾壓時控制行進速度為2Km/小時。

（6）壓實情況檢測

碾壓完成后，現場進行取樣試驗，測定現場碾壓質量情況。取樣檢測采用灌砂法。根據檢測結果，評定當前填筑層的碾壓質量情況。當取樣結果滿足設計和規范要求后，表示可以進行下一層施工。

（7）填筑分區控制原則

一次性將渠道一側的堤體在全寬范圍內填筑起來，每一填筑分區長度控制在200--300米。

當分幾個作業區施工時，遇有兩個相鄰段不在同一時間填筑，則先填筑的作業段在兩個相鄰段交接處按1：5坡度分層預留臺階，以便銜接；如兩個相鄰段同時施工，則分層相互交疊銜接，并保證其搭接長度不小于3m。

（8）堤頂高程的超填

為保證填筑砂堤的質量，在渠頂應進行超填，以保證在刷掉表層的不密實砂料時，剩余堤實體壓實度全部達標。堤頂超填厚度為40cm（一個填筑層）。

（9）刷坡

全部堤體填筑完畢后，不能馬上就進行刷坡。刷坡作業時間應選在進行渠道襯砌鋪筑砂礫料之前完成。

刷坡首先采用挖掘機進行，堤體超填部分寬度為240cm，使用機械刷坡寬度為210cm，其余30cm由人工進行刷坡。刷坡的同時進行渠道開挖斷面內剩余部土方的開挖作業。挖出的砂性土由渠道底部用自卸汽車運走。渠道底部均為砂性土，無法直接行車，采用鋪設鋼制跑板的辦法來解決。

三、砂性土填筑數據概括

自從2008年9月臨時通水到2014年正式永久通水，截止到目前為止，該砂性土填筑段運行穩定。事實表明，水利輸水渠道，可以采用砂性土填筑。填筑過程中先設置試驗段，通過試驗總結各種技術參數。具體施工過程中一定要嚴格按照技術參數標準進行。

參考文獻：

[1]《土工試驗方法標準》GB /T50123—1999.

[2]《土工合成材料應用技術規范》GB 50290—98.

[3]《水利水電工程施工測量規范》SL52-93