劉曉剛

(新疆新水水力科技發(fā)展有限公司，烏魯木齊830000)

防洪堤土石方開挖及其襯砌施工技術(shù)分析

劉曉剛

(新疆新水水力科技發(fā)展有限公司，烏魯木齊830000)

水利水電土石方工程施工分為水利水電工程施工技術(shù)、水利水電工程施工機(jī)械化和水利水電施工組織與管理3個(gè)方面，對于水利水電工程快速經(jīng)濟(jì)施工來說，三者相輔相成、缺一不可地應(yīng)對地形險(xiǎn)峻、地質(zhì)復(fù)雜、施工難度大的工程中也取得了令人矚目的成就，其中在工程爆破技術(shù)、土石方開挖工程機(jī)械化等方面已處于國際先進(jìn)水平。文章結(jié)合某水電站施工實(shí)例，探討了防洪堤土石方開挖和襯砌施工技術(shù)，為同類工程提供了參考。

防洪堤;土石方開挖;質(zhì)量控制;襯砌施工;排水處理

1 工程概況

某水電站渡槽上游左、右防洪堤工程措施包括左側(cè)防洪堤，防洪堤工程總長1.45 km;右側(cè)防洪堤，防洪堤工程總長1.55 km;過洪渡槽加高及下游海曼段防沖加固。對本工程的防洪堤采用現(xiàn)澆混凝土面板襯砌，現(xiàn)澆混凝土阻滑墻防沖。

2 土石方開挖施工技術(shù)

2.1 開挖施工實(shí)施

根據(jù)本工程特點(diǎn)，堤腳開挖土方可直接用于堤腳填筑，施工時(shí)應(yīng)邊進(jìn)行堤腳開挖邊進(jìn)行堤身填筑。在堤身填筑之前，需進(jìn)行清基，將堤基范圍內(nèi)所有的雜草、亂石、淤積等清除干凈，清除厚度為50 cm，采用74 kW推土機(jī)推至坡腳以外或低洼處整平，推土距離30～40 m。堤腳開挖以機(jī)械為主，選擇1 m3挖掘機(jī)甩至堤腳邊，人工輔以修坡，修坡時(shí)本著先深后淺的原則進(jìn)行，開挖采用自上而下分層進(jìn)行，盡量減少超挖。超挖部分必須回填到設(shè)計(jì)高程，采用振動(dòng)碾碾壓，相對密度≥0.70?；A(chǔ)開挖分層厚度視開挖機(jī)械性能綜合確定。堤身填筑料選擇1 m3挖掘機(jī)挖土，74 kW推土機(jī)推土15～20 m，振動(dòng)碾碾壓，填筑料含水量未達(dá)到夯實(shí)要求的需用灑水車灑水，然后碾壓，相對密度≥0.75。壓實(shí)是保證堤壩質(zhì)量的關(guān)鍵工序，為此壓實(shí)分層厚度按施工規(guī)范要求控制在30～50 cm，鋪料的最大料徑應(yīng)＜15 cm，堤身全斷面填筑完畢后，應(yīng)作整坡壓實(shí)及削坡處理，削坡采用人工削坡，將迎水面和背水面均削成1∶1.5坡度，斜坡面必須平整，不能有凹陷凸起，局部不能出現(xiàn)大石塊。在程區(qū)距離主河槽較近，在防洪堤土方開挖時(shí)，可將挖出的土方料堆于防洪堤左側(cè)的河道內(nèi)，形成一道臨時(shí)施工圍堰。工程施工完畢后，導(dǎo)流圍堰的土料用于基坑回填，回填采用推土機(jī)推平，然后壓實(shí)，壓實(shí)厚度控制在50 cm左右，相對密度≥0.7，回填土不足的地段，可從附近河道中挖取，河道中取土深度≤0.5 m。

2.2 土石方開挖質(zhì)量控制技術(shù)

土方開挖前，要認(rèn)真研究施工圖紙及相關(guān)資料，并進(jìn)行技術(shù)交底。要根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行測量放樣，測量放出開挖軸線、邊線和開挖邊坡、深度線和控制樁;根據(jù)現(xiàn)場水源流量、地形地貌和地質(zhì)條件并結(jié)合永久排水設(shè)施布置排水系統(tǒng)，在開挖區(qū)域外側(cè)設(shè)置截水溝，在開挖層面上設(shè)置臨時(shí)排水溝和集水坑，開挖面保持一定的坡度，把雨水、積水排出工作面。土質(zhì)邊坡，采用1.6 m3反鏟進(jìn)行削坡，再進(jìn)行人工修整，直到符合施工圖紙對坡度和平整度的要求。邊坡開挖完后，及時(shí)進(jìn)行邊坡護(hù)面和加固工作。

對于本工程存在的石方開挖，石方鉆孔爆破采用控制爆破技術(shù)。大規(guī)模施工前，結(jié)合生產(chǎn)性試驗(yàn)，優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)參數(shù)，確定爆破振動(dòng)速度傳播的經(jīng)驗(yàn)公式，對爆破產(chǎn)生的影響進(jìn)行預(yù)控，確保安全。開挖面盡量采用預(yù)裂爆破和光面爆破技術(shù)，如果存在不適宜采用預(yù)裂爆破的部位，就把保護(hù)層預(yù)留出來。采取預(yù)留巖體保護(hù)層的開挖方法，其上部開挖的炮孔不穿入保護(hù)層，開挖保護(hù)層時(shí)，鉆孔不鉆入建基面巖體［1］。爆破網(wǎng)絡(luò)采用塑料導(dǎo)爆管串并聯(lián)形成孔間或排間微差順序爆破，通過對最大一段起爆藥量的控制來有效控制爆破產(chǎn)生的振動(dòng)影響。同時(shí)在爆破實(shí)施過程中，根據(jù)監(jiān)理工程師的要求，對相關(guān)部位進(jìn)行爆破振動(dòng)速度監(jiān)測，在基礎(chǔ)開挖完成以后，對建基面巖體也要進(jìn)行檢測。根據(jù)觀測數(shù)據(jù)的分析結(jié)果，對設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。實(shí)施嚴(yán)格的過程控制。對各類爆破的驗(yàn)孔、裝藥、網(wǎng)絡(luò)連結(jié)等主要工序?qū)嵤叭龣z”后再進(jìn)入下一道工序。

2.3 安全保證措施

土方明挖從上而下分層分段依次進(jìn)行，施工中做成一定的坡勢，這樣有利于排水，也可以防止邊坡穩(wěn)定范圍內(nèi)形成積水。進(jìn)行臨時(shí)邊坡施工時(shí)，要嚴(yán)格按照圖紙或監(jiān)理工程師安排進(jìn)行開挖。岸基和岸坡易風(fēng)化崩解的土層，不能及時(shí)回填的，保留保護(hù)層。在開挖過程中，如果邊坡上有地下水滲流，在進(jìn)行邊坡修整和加固之前，要采取一定的措施，進(jìn)行疏導(dǎo)和保護(hù)。

在土方明挖的施工過程當(dāng)中，要關(guān)注各種可能出現(xiàn)的情況，并認(rèn)真做好相關(guān)記錄。如果有裂隙和滑動(dòng)跡象出現(xiàn)時(shí)，必須立即暫停施工，同時(shí)采取積極有效的應(yīng)急措施，并及時(shí)告知監(jiān)理工程師。

石方邊坡進(jìn)行開挖之前，要采取嚴(yán)格措施，認(rèn)真檢查邊坡巖石的穩(wěn)定性，做好坡頂截水溝，防止地表水滲入巖層裂隙、避免產(chǎn)生滑動(dòng)。要自上而下進(jìn)行開挖，對于高度較大的邊坡，采取分梯段進(jìn)行開挖;對于相鄰梯段，如果要進(jìn)行上下同時(shí)作業(yè)，在水平方向上錯(cuò)開5～10 m的距離。

在處理邊坡開挖露出的軟弱巖層和構(gòu)造破碎帶區(qū)域時(shí)候，要嚴(yán)格按照按施工圖紙和監(jiān)理工程師的指示認(rèn)真處理。從施工開始一直到工程竣工驗(yàn)收，要定期對邊坡的穩(wěn)定進(jìn)行嚴(yán)格檢測，如果發(fā)現(xiàn)有不穩(wěn)定的跡象，要及時(shí)通知監(jiān)理工程師，立即采取有效措施以確保邊坡穩(wěn)定。

3 混凝土襯砌施工技術(shù)

混凝土施工主要指現(xiàn)澆混凝土板的施工。施工之前，首先進(jìn)行砂石料場合拌和站的布置，按骨料級配及砂料分開堆放，位置選在方便施工、方便澆筑混凝土的地方，模板的制安是混凝土工程必不可少的生產(chǎn)作業(yè)，直接影響到建筑物的結(jié)構(gòu)尺寸、施工質(zhì)量及施工進(jìn)度，故必須按建筑物尺寸制作和安裝模板?；炷恋氖┕?yīng)嚴(yán)格按施工規(guī)范進(jìn)行，現(xiàn)場拌制時(shí)，必須嚴(yán)格遵守經(jīng)試驗(yàn)確定的配料單進(jìn)行配料，不得擅自更改配料單?；炷涟韬筒捎?.4 m3攪拌機(jī)拌和，拌和時(shí)間在常溫下≥2 min。出拌和機(jī)后，應(yīng)迅速運(yùn)達(dá)澆筑地點(diǎn)，運(yùn)輸中不得有分離、漏漿、和嚴(yán)重泌水現(xiàn)象，運(yùn)輸采用農(nóng)用翻斗車運(yùn)輸?，F(xiàn)澆混凝土板采用2.2 kW平板式振搗器振搗，控制半徑以30 cm為宜，振搗器距模板的距離不少于振搗器的1/2。采用跳倉不間斷澆筑，澆筑應(yīng)保持連續(xù)性，澆筑容許間歇通過試驗(yàn)確定，如發(fā)現(xiàn)和易性較差，應(yīng)采取加強(qiáng)振搗等措施，以保證質(zhì)量?；炷劣扇斯ぜ茏榆囍苯尤雮}，人工平倉，平板式振搗器振搗，人工灑水養(yǎng)護(hù)?；炷涟彘g的伸縮縫采用2 cm厚的苯板填充，迎水面采用2 cm厚聚氨酯砂漿勾縫。施工時(shí)，應(yīng)注意季節(jié)變化情況，如遇低溫季節(jié)施工，在施工時(shí)做升溫防凍措施，當(dāng)日平均氣溫＜0℃或最低氣溫＜-5℃時(shí)，應(yīng)按低溫季節(jié)要求施工?；炷潦┕た稍?012年8月1日—2012年11月1日前較靈活的安排。

4 防洪堤施工期排水處理

基坑排水是本工程施工環(huán)節(jié)的“重中之重”，是保證本工程能否如期竣工、能否正常施工、能否減少投資的主要因素。由于本工程區(qū)地下水位埋深較淺，防洪堤較長，因此基坑排水量較大，基坑排水若采用明排排水渠開挖長度長，工程量大，擬采用水泵強(qiáng)排。在基礎(chǔ)施工時(shí)每個(gè)施工段尾部設(shè)一個(gè)集水坑抽排水，根據(jù)防洪堤基坑的實(shí)際出水量并參考已實(shí)施防洪工程施工經(jīng)驗(yàn)，每段100 m抽排水設(shè)置3臺25 kW排水泵，配備專業(yè)機(jī)修人員1名，專門負(fù)責(zé)設(shè)備的維修和養(yǎng)護(hù)，分班作業(yè)，做到24 h不離崗。在經(jīng)常性排水期間，應(yīng)注意觀察圍堰內(nèi)坡、基坑邊坡和基坑面的變化，有效地保證基坑開挖的順利進(jìn)行。

［1］李昌鴻.土石方爆破設(shè)計(jì)方案［J］.科技資訊，2009(14):30-31.

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2013-12-06

劉曉剛(1980-)，男，新疆昌吉人，工程師，從事水利水電設(shè)計(jì)工作。