樊有鋒
(陜西省水利電力勘測設計研究院,陜西 西安 710001)
我國在建設水利工程過程當中,對于堤防護岸工程非常重視,“十三五”期間國家對中小河流治理項目、小流域治理項目投資很大。由于堤防護岸工程是線路工程,施工的工作面多,地質條件復雜;基礎位于河道深泓線以下,臨近河道,施工排水困難;堤防護岸建設還可能涉及到交通要求、生態景觀、人文環境諸多因素,導致堤防護岸在施工中存在不確定性和意外風險。同時工程施工的環節比較多,如基礎清表及地基處理、堤防護岸基礎澆筑、堤身填筑、護坡防護等,施工過程中任何環節出錯都會導致堤防護岸工程垮塌事故。例如施工過程中,如果施工基礎地基土壓實度不夠,可能會出現不均勻沉陷,導致結構出現裂縫,洪水期可能會出現跨堤現象。
總體來說,堤防護岸工程施工難度不大,大部分施工單位在中標后采用分包方式轉給勞務隊,由于各勞務隊施工水平層次不齊,承包單位沒有嚴謹的管理制度,對于整體工程的重視程度不夠,管理體系不健全,影響整體的工程進度,同樣也影響水利工程的質量,最終可能會導致嚴重的工程安全問題。堤防防洪工程線路較長,且相互銜接,因此必須制定科學、合理、有序的施工組織方案,施工單位要根據建設規模和施工能力安排施工進度,力求均衡施工,確保工程有效、保質、按期完成。
堤防護岸工程基本都在河道內施工,根據工程設計的分期洪水及氣候要素合理安排工期、工序,做好防險、渡汛工作;同時做好施工組織設計,完全按照設計要求保證工程施工質量。依據相關的工程經驗可知,堤防護岸工程施工包括建基面清理、擋墻及堤腳砌筑、堤身填筑、堤坡防護、堤頂防汛道路鋪設等。
堤防護岸工程施工前,首先根據設計圖紙對該段地形、地質進行現場踏勘,嚴格對現場進行核查;熟悉各段地質條件,堤基范圍內的坑、槽、溝以及建筑物。堤身基礎清表厚度不小于300 mm,以清除干凈地表的腐殖土、覆蓋層、粉砂、淤泥、建筑垃圾、草根等為準,清基后對基礎面根據設計要求進行碾壓夯實;堤基范圍內的坑、槽、溝、魚塘、淤泥軟基地段等,根據設計要求處理,局部設計圖紙沒有體現的應會同設計、監理、業主聯合踏勘制定核實的處理方案。根據堤防等級不同,基礎壓實要求不同,粘性土采用壓實度指標進行施工質量控制,非粘性土則采用相對密度指標進行控制。
漿砌石主要是用于防洪堤護坡、基礎、擋墻,砌體所用原材料由自卸汽車從石料場運至施工現場。施工現場主要采用人工手推車運至各工作面,防洪堤基礎和擋墻漿砌石材料采用溜槽溜送砌筑材料至砌筑工作面,防洪堤護坡漿砌石材料采用人工用手推車通過馬道運至砌筑工作面,較高部位裝載機進料至砌筑工作面。漿砌擋土墻施工工藝流程:施工準備→基坑開挖→砌筑墻身→填筑回填土→清理勾縫。
漿砌石施工應符合下列要求,(1)砌筑前應在砌體外將石料上的泥垢沖洗干凈,砌筑時保持砌石表面濕潤。(2)采用座漿法分層砌筑,隨鋪隨砌石,填塞要飽滿,縫內應用扁鐵插搗密實,不得無漿干砌。(3)為了確保質量,分層鋪筑時,上下層接縫應錯開,搭接咬合緊密,嚴禁出現貫穿性通縫。(4)漿砌石擋墻每天的砌筑高度不應超過1.2 m;墻體強度達到70%后,方可進行墻背回填,以保證墻體穩定。(5)墻背回填料必須進行分層夯實,水平分層由低處開始逐層填筑,不得順坡鋪填;臨近墻體1.0 m范圍內,采用小型壓實機具碾壓(蛙式打夯機)。(6)勾縫前必須清縫,用水沖凈并保持縫內濕潤,按實有砌縫勾平縫。(7)漿砌石墻體或護坡應設置排水孔,孔徑50~100 mm,孔距2~3 m,呈梅花形布置[1]。排水管段設置反濾包。
堤身填筑料可采用土料、土石混合料、河道開挖的砂礫石,土料不得夾雜樹根、草皮、磚石、垃圾等雜質,先采用質量符合要求的就近開挖料。基礎清理及碾壓完畢通過第三方檢測,監理、設計、業主代表聯合驗收合格后進行堤身填筑;自卸汽車運土,推土機平料,振動碾碾壓密實,碾壓采用分層壓實并達到設計規定的壓實標準要求,鋪料厚度控制在30 cm以內,機械碾壓不到的地方采用人工蛙夯補強;堤身全斷面填筑完工后,進行人工整坡壓實及削坡處理,并對堤身兩側護堤地面的坑洼進行鋪填和整平。
堤身填筑應符合下列要求,(1)堤身填筑中應對筑堤料是否符合上堤要求進行嚴格檢查,通過實驗,滿足設計文件要求。(2)為了保證施工強度達到要求,需要分層碾壓回填,厚度一般控制在200~300 mm,作業面應分層統一鋪土、統一碾壓,并配備人員或平土機具進行整平,作業不允許出現界溝,鋪料至堤邊時應比設計邊線超出30 cm的超填富裕量[2]。(3)自卸汽車卸料回填、推土機完成攤鋪作業,在卸料時汽車停留在比較平整的地面上,然后再使用推土機完成攤鋪,在攤鋪的過程當中,推土機的方向與堤防軸線方向保持平行。(4)堤防碾壓時,碾壓機械行走方向應平行于堤軸線,碾壓過程中設立標志,避免漏壓、欠壓、過壓現象;平行于堤軸線方向碾壓搭接寬度不小于0.5 m,垂直于堤防軸線的分段碾壓搭接寬度不小于3 m,上下層的分段接縫位置應錯開。(5)機械碾壓不到位的地方采用人工蛙夯補強夯實時采用連環套打法,夯跡雙向套壓。
隨著社會經濟的發展,人們治河理念有了很大的轉變,在滿足防洪要求的同時,注重生態理念,因此格賓護墊護坡和聯鎖式混凝土塊護坡近年來得到廣泛應用。格賓護墊護坡為柔性護坡,透水性強,耐久性好,自身結構能進行適應性微調,不會因不均勻沉陷而產生沉陷、塌坑、裂縫等變形,從而不會引起整體結構的破壞;由于石籠的空隙較大,能在石籠上覆土或填塞縫隙,利于微生物和各種生物的自然生長,生態性較好。聯鎖式混凝土塊護坡為柔性護坡,塊與塊之間通過楔形榫槽連接,具有一定的變形調整能力,且具有一定的孔洞率,可以滿足植物的生長要求,綠化生態效果較好;由于塊與塊之間具有很大的結合力,抗沖刷能力強;混凝土砌塊可提前預制,工期容易安排,施工速度快。
堤坡防護施工工藝流程:施工準備→人工修坡→土工布鋪設→生態混凝土預制塊/格賓護墊鋪裝→耕植土回填→綠化種植(草坪、地被)→養護一年。
(1)人工修坡:按設計要求坡比進行人工削坡,坡面應平整、堅實;對坡面上的樹根、石塊及其它尖狀物予以清除。
(2)土工布鋪設:土工布一般采用單位面積質量≥300 g/m2,斷裂強度≥9.5 KN/m,斷裂伸長率為25%~100%,CBR頂破強力≥1.5 KN,撕破強力≥0.24 KN[3]。土工布要求鋪放平順,松緊適度,并應于土面貼緊,相鄰片(塊)搭接長度不小于0.3 m,可能發生位移處應縫接,回填砂卵石墊層應輕碾壓實。
(3)生態混凝土預制塊鋪裝:生態混凝土預制塊由正規廠家生產,厚度120 mm,強度宜采用C25/C30,塊體大小根據堤防迎水側坡比及水流流速計算確定;聯鎖塊自卸汽車運輸到現場,采用人工手推車送至工作面,從護腳逐層向上鋪裝;鋪裝時應輕拿輕放,用木錘輕敲壓平,保證連接緊密、坡面平整,必要時由生產廠家派專業技術員現場指導施工。
(4)格賓護墊鋪設:格賓網墊現場人工組裝,將網墊的折疊單元放置在平整堅硬的地面上展開并連接,完成組裝后格賓一個接一個擺放在設計的位置,然后進行石料填充;石料采用人工同時均勻地向同層各箱格砌筑,砌筑完成后對石料進行密實和整平,最后進行加蓋并用鋼絲絞合。格賓護墊材質要求:①格賓護墊沿長度方向每間隔1 m采用雙隔板隔成獨立的單元,格賓護墊為一次成型生產,除蓋板外,邊板、端板、隔板及底板由一張連續不裁斷的網面組成,不可采用獨立的雙層折疊網面通過絞合在底板上作為雙隔板。②根據工程經驗,格賓護墊規格采用長5 m×寬2 m×厚0.3 m時,網孔直徑為6 cm×8 cm,網面鋼絲直徑為2.2 mm,邊端鋼絲直徑為2.7 mm;格賓護墊規格采用長5 m×寬2 m×厚0.5 m時,網孔直徑為8 cm×10 cm,網面鋼絲直徑為2.7 mm,邊端鋼絲直徑為3.4 mm。③網面鋼絲采用10%鋁鋅合金防腐處理。④網面抗拉強度>35 KN/m,符合EN10223-3標準;雷諾護墊供貨單位需提供由中國國家認證認可監督管理委員會認證的檢測單位出具的網面抗拉強度檢測報告。⑤網面裁剪后末端與邊端鋼絲的聯接處是整個結構的薄弱環節,為加強網面與邊端鋼絲的連接強度,需采用專業的翻邊機將網面鋼絲纏繞在邊端鋼絲上≥2.5圈,不能采用手工絞。⑥綁扎鋼絲必須采用與網面鋼絲一樣材質的鋼絲,為保證聯接強度需嚴格按照間隔10~15 cm單圈-雙圈連續交替絞合[4]。
(5)植草綠化:生態混凝土塊鋪裝完成,需在坡面上塊體間進行耕植土覆土處理,就近選用地表無碎石等雜物、雜質、無塊狀的土壤輔以配制、填充特制的鹽堿改良劑、復合長效營養材料等,人工攤鋪壓實平整,最后在護坡上種植草坪、地被植物并進行養護。
總之,堤防護岸工程線路長、施工地質條件變化大,工程在河道內施工受暴雨、洪水影響大,必須合理安排工期,施工過程中需要做好每一道工序,通過驗收合格后才能進入下一道工序,嚴格把控每一道環節的施工質量,針對某些施工問題還需要進行施工工藝對比,選擇最佳的施工工藝及施工組織設計。為保證施工質量,施工分包單位水平過硬;施工前熟讀設計圖紙文件,掌握相關的施工技術規范及標準;施工過程中制度嚴謹,責任分明,建立完整、合理的管理制度。