劉婕 張永奈 韓啟云 劉承志

摘 要：輸電線路工程跨越長(zhǎng)江，根據(jù)相關(guān)要求須對(duì)長(zhǎng)江兩岸跨越塔進(jìn)行地基防滲處理。本文主要通過(guò)靈紹工程長(zhǎng)江大跨越防滲設(shè)計(jì)及施工，全面總結(jié)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及施工工藝，為后續(xù)特高壓工程跨越長(zhǎng)江提供借鑒。

關(guān)鍵詞：長(zhǎng)江大跨越;防滲;設(shè)計(jì)及施工

中圖分類號(hào)：TM752 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）04-0166-03

0 引言

靈紹工程長(zhǎng)江大跨越工程北岸建有樅陽(yáng)江堤，屬2級(jí)堤防。南岸建有池州江堤，為3級(jí)堤防。樅陽(yáng)江堤主要位于長(zhǎng)江河漫灘上，為沖積平原，高程10～13m，地勢(shì)地洼。堤基主要由壤土、砂及砂礫層組成，大部分堤基為二元結(jié)構(gòu)，表層為透水性較弱的攘土、下臥深厚的透水細(xì)砂、極細(xì)砂層。池州江堤地處丘陵山區(qū)的前沿，堤結(jié)一般斷續(xù)分布于沿江河各圩口低洼地段，起止于山岳崗地。堤基多具二元結(jié)構(gòu)，上部為透水性相對(duì)較弱的中、輕粉質(zhì)壤土，下部為透水性較強(qiáng)的細(xì)砂、極細(xì)砂層。根據(jù)長(zhǎng)江水利委員會(huì)對(duì)靈紹工程長(zhǎng)江大跨越工程建設(shè)方案批復(fù)意見，須對(duì)跨越長(zhǎng)江的兩岸跨越塔進(jìn)行地基防滲處理。

1 防滲工程設(shè)計(jì)工藝

1.1 堤防滲流穩(wěn)定計(jì)算及分析

由于擬建工程跨越塔基礎(chǔ)穿越覆蓋層深入到承載力較高的土層中，工程建設(shè)會(huì)對(duì)堤防基礎(chǔ)產(chǎn)生一定的擾動(dòng)，需要分析工程對(duì)堤防滲流和穩(wěn)定的影響。

（1）計(jì)算方法。采用北京理正軟件設(shè)計(jì)研究院的《理正滲透穩(wěn)定分析軟件》，利用平面有限元計(jì)算程序進(jìn)行計(jì)算。

（2）計(jì)算工況。分別計(jì)算在設(shè)計(jì)洪水位條件下，穩(wěn)定滲流期跨越工程塔基興建前后滲流場(chǎng)內(nèi)的水頭、壓力及堤后表層土的滲流出逸比降等水力要素。

（3）地層簡(jiǎn)化。根據(jù)《靈州-紹興±800千伏特高壓直流輸電工程長(zhǎng)江跨越防洪評(píng)價(jià)報(bào)告》計(jì)算參數(shù)，并參考類似工程試驗(yàn)成果，各土層的滲透系數(shù)如表1、表2所示。其中樁基礎(chǔ)按混凝土考慮。

（4）允許滲流比降。堤防滲流穩(wěn)定性根據(jù)堤防背水側(cè)堤基表層土的滲流出逸比降控制，出逸比降按允許比降法控制，即：J≤J允。

（5）計(jì)算結(jié)果及分析。經(jīng)計(jì)算，工程實(shí)施前后堤后地表滲流比降對(duì)比見表3。

從計(jì)算結(jié)果可以看出，工程興建后，由于跨越塔樁基礎(chǔ)上部周邊縫隙通道的存在縮短了滲徑，堤后內(nèi)堤腳位置表層滲透比降有一定幅度增大，樁基礎(chǔ)位置周邊覆蓋層土體滲透比降明顯增加，接近允許的滲透比降值，工程實(shí)施對(duì)堤基滲流穩(wěn)定有一定影響，且由于南北兩岸跨越工程對(duì)應(yīng)外灘地均較窄，寬度在50～60m間，工程實(shí)施后，如不做任何防滲處理措施，在高水位情況下，堤基將可能發(fā)生滲流破壞。為確保堤防滲透穩(wěn)定及防洪安全，須采取防滲補(bǔ)救工程措施。

1.2 防滲工程布置

跨越塔樁基礎(chǔ)位于堤防背水側(cè)，樁基底部均穿透透水砂層。由于砂層自長(zhǎng)江側(cè)貫穿至堤防背水側(cè)，且砂層很厚，當(dāng)長(zhǎng)江水位逐漸升高時(shí)，弱透水層所承受的承壓水頭較高，如果弱透水層較薄或被挖穿（如有溝、水塘等），承壓水經(jīng)過(guò)沿程損失后，若剩余水頭滲透比降大于堤內(nèi)表土層允許滲透比降，就可能滲出地面，甚至發(fā)生管涌，產(chǎn)生滲流破壞。因此須對(duì)跨越塔樁基礎(chǔ)周圍進(jìn)行防滲處理是十分必要的。

針對(duì)跨越工程對(duì)堤防滲流穩(wěn)定的影響，根據(jù)工程建設(shè)方案中承臺(tái)樁基具體布置情況，擬對(duì)兩座跨越塔樁基采取開挖后回填粘土防滲體，并結(jié)合鋪設(shè)復(fù)合土工膜的處理方式，為保護(hù)防滲體，在防滲體表面設(shè)植生塊，并以漿砌塊石封邊。具體布置如下：

北岸：根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料所揭示的地基土層分布情況，北岸樅陽(yáng)江堤堤內(nèi)土層第①層為填土，層厚約1.1～2.0m，第②層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，平均厚度約9m，第③層及以下為透水層，上部弱透水覆蓋層厚11m。回填粘土厚確定為2.5m，防滲體距底部1m高處鋪設(shè)土工薄膜，土工膜沿著樁承臺(tái)四周鋪設(shè)，寬度5.5m，回填粘土底部距樁基外壁4.0m，按1：1.5邊坡回填，回填土壓實(shí)度不小于0.93。

南岸：根據(jù)地質(zhì)鉆孔資料所揭示的地基土層分布情況，南岸秋江圩江堤堤內(nèi)土層第①層為填土，層厚約1.0～1.5m，第②層為粉質(zhì)粘土，平均厚度約1.5m，第③層為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土，層厚約7.5～8.0m，第④層及以下為透水層。上部弱透水覆蓋層厚10m?；靥钫惩梁翊_定為2.5m，防滲體距底部1m高處鋪設(shè)土工薄膜，土工膜沿著樁承臺(tái)四周鋪設(shè)，寬度5.5m，回填粘土底部距樁基外壁4.0m，按1：1.5邊坡回填，回填土壓實(shí)度不小于0.91。

兩岸跨越塔樁周按設(shè)計(jì)要求回填粘土后，在防滲體表面采用干砌植生塊護(hù)面，厚0.125m。

漿砌塊石封邊頂面高程與植生塊頂面高程齊平，高0.3m，寬0.5m。

1.3 堤防滲流穩(wěn)定計(jì)算復(fù)核

根據(jù)堤防標(biāo)準(zhǔn)斷面、地形地質(zhì)資料及工程建設(shè)方案等條件建立簡(jiǎn)化計(jì)算模型，采用有限元法對(duì)其進(jìn)行計(jì)算，以表層土的出逸坡降指標(biāo)對(duì)滲流計(jì)算成果進(jìn)行分析。

經(jīng)計(jì)算，防滲工程實(shí)施后堤內(nèi)地表滲流比降值如表4。

2 防滲施工準(zhǔn)備

2.1 施工條件

擬建項(xiàng)目所在區(qū)域?qū)俦眮啛釒駶?rùn)季風(fēng)氣候，其特點(diǎn)是季風(fēng)明顯，四季分明，全年氣候溫暖濕潤(rùn)，雨量豐沛，濕度較大，日照充足，雨熱同季，無(wú)霜期長(zhǎng)。

本工程施工場(chǎng)地開闊，水陸交通比較便利，施工所需的設(shè)備可以直接運(yùn)到工地現(xiàn)場(chǎng)。防洪影響處理工程為主體建筑物的附屬工程，工程施工應(yīng)安排在非汛期施工。

2.2 施工用水用電

供電電源可就近接入附近村莊現(xiàn)有供電設(shè)施，施工期生產(chǎn)用水可抽長(zhǎng)江江水解決，生活用水可就近接入附近村莊現(xiàn)有供水設(shè)施。施工期無(wú)污水排放。

3 防滲施工工藝

3.1 基坑開挖

確定開挖線，嚴(yán)格控制施工邊線，按照設(shè)計(jì)預(yù)留開挖邊坡比，測(cè)量人員隨時(shí)注意開挖標(biāo)高，確保達(dá)到設(shè)計(jì)底線，陰雨天到來(lái)之前作好基坑排水準(zhǔn)備。

土方開挖斷面除按設(shè)計(jì)斷面開挖外，表層受到擾動(dòng)的松動(dòng)土層應(yīng)同時(shí)挖除。

基坑基面應(yīng)處理干凈，去除土塊、碎石等雜質(zhì)，及時(shí)清理主體工程樁基鉆孔時(shí)的冒漿，不得摻入回填的粘土中。

3.2 基坑回填

防滲體土方回填應(yīng)按照《堤防工程施工規(guī)范》（SL260-1998）中相關(guān)要求進(jìn)行，主要技術(shù)要求如下，詳見規(guī)范。

（1）在清理過(guò)的無(wú)水基底上進(jìn)行。

（2）土方回填前應(yīng)將樁基外壁直接接觸面清理干凈，回填土?xí)r應(yīng)在棧橋樁基外壁等直接接觸面涂一層粘土漿，邊涂邊回填土壓實(shí)。

（3）應(yīng)分層鋪筑，上下層接縫應(yīng)錯(cuò)開，每層厚15cm～20cm，層面間應(yīng)刨毛、灑水。

（4）機(jī)械進(jìn)場(chǎng)后，應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定碾壓參數(shù)，包括碾壓設(shè)備，鋪土厚度，碾壓遍數(shù)，強(qiáng)度，含水量等。

（5）粘土含水量要接近最優(yōu)含水量，北岸壓實(shí)度不小于0.93，南岸壓實(shí)度不小于0.91，分段碾壓時(shí)，相鄰兩段交接帶碾壓，搭接寬度不小于0.5m，對(duì)于機(jī)械碾壓不方便的地方，采用人工夯實(shí)的辦法進(jìn)行壓實(shí)。

（6）土方填筑過(guò)程中注意天氣的變化，下雨之前要保證已經(jīng)填筑的土料完成碾壓，防止雨水下滲，避免積水，雨后填筑面進(jìn)行晾曬，清除濕土，重新補(bǔ)填碾壓。

（7）填筑中要即時(shí)判斷土料含水量，杜絕漏碾、欠碾或過(guò)碾等現(xiàn)象。

3.3 復(fù)合土工膜拼接鋪設(shè)

（1）施工程序。

坡面平整—土工膜鋪設(shè)—拼接—檢測(cè)—回填保護(hù)。

（2）土工膜拼接鋪設(shè)的技術(shù)要求。

結(jié)合以往工程經(jīng)驗(yàn)，本工程選用土工布規(guī)格為400g/m2，土工膜選用聚氯乙烯（PVC）復(fù)合土工膜，規(guī)格為兩布一膜（200g/0.5mm/200g）。土工膜是十分有效的新型防滲材料，但其防滲是否達(dá)到應(yīng)有效果，關(guān)鍵在于施工質(zhì)量，根據(jù)《堤防工程施工規(guī)范》（SL 260-1998）技術(shù)要求如下。

1）墊層清理。新填粘性土經(jīng)過(guò)夯實(shí)平整，將表面上的尖銳雜物清理干凈后再鋪設(shè)土工膜，以免刺破土工膜。

2）土工膜鋪設(shè)與拼接。土工膜質(zhì)量應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)合格，鋪設(shè)前應(yīng)仔細(xì)檢查土工膜有無(wú)破損，如發(fā)現(xiàn)破損應(yīng)修補(bǔ)或裁除。

土工膜應(yīng)以長(zhǎng)度方向沿棧橋軸線鋪設(shè)，以減少接縫。

訂購(gòu)復(fù)合土工膜時(shí)，應(yīng)要求廠家在整幅復(fù)合膜的四周留出10cm寬的拼接帶，即在該10cm寬范圍內(nèi)，織物與防滲膜是分開的，以便膜與膜的拼接。

本工程采用聚氯乙烯（PVC）復(fù)合土工膜，應(yīng)采用膠接法拼接。復(fù)合土工膜在中間的防滲膜拼接以后，外層土工織物可用手提縫紉機(jī)縫合。

拼接前均需將拼接帶部位擦拭干凈，以保證接縫密合質(zhì)量。采用膠接法拼接聚氯乙烯膜，可選用PVC膠，應(yīng)邊清潔接縫部位，邊涂膠，邊貼合，并用砂袋慢慢拖壓，使接縫貼合牢固。春秋季節(jié)應(yīng)固化12h，冬季應(yīng)固化24h。膠接縫的質(zhì)量檢查可掰開接縫部分觀察其接縫顏色是否一致，一般漏膠部位均可被發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)后應(yīng)立即補(bǔ)膠。

膠接質(zhì)量可通過(guò)抽樣作拉伸試驗(yàn)，一般拼接強(qiáng)度不低于母材強(qiáng)度，要求不低于母材強(qiáng)度的80%，抽樣部位與數(shù)量可根據(jù)具體情況決定。

3）土工膜的周邊固定。土工膜與地基的連接必須安全可靠。土工膜與原狀土必須貼合緊密，另一側(cè)土工膜與棧橋樁基及橋墩承臺(tái)外壁用螺栓和鋼板將土工膜錨固在混凝土與鋼管樁外壁。

4）保護(hù)層的鋪設(shè)。土工膜鋪完后應(yīng)及時(shí)鋪保護(hù)層。復(fù)合土工膜上鋪粘性土做保護(hù)層，應(yīng)清除粘性土的尖銳雜物，以免刺破土工膜。已輔土工膜上的破孔應(yīng)及時(shí)粘補(bǔ)，粘貼膜大小應(yīng)超出破孔邊緣10cm～20cm。

（3）土工膜施工中的注意事項(xiàng)。

防滲土工膜施工包括以下工序：準(zhǔn)備工作、鋪設(shè)、拼接、質(zhì)量檢查和回填土料。

1）準(zhǔn)備工作。要求清除地面一切尖硬物質(zhì)，作好排滲設(shè)施，挖好錨固溝。準(zhǔn)備好土工膜，盡量用寬幅膜，或先按要求尺寸焊拼好，卷在鋼管上，妥運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)備用。

2）在平地上鋪放，借拖拉機(jī)或人工展放，在坡面上借卷?yè)P(yáng)機(jī)從坡頂徐徐反滾至坡底，將其固定。鋪放時(shí)應(yīng)注意：①盡可能在干燥和暖天氣進(jìn)行。②鋪放應(yīng)留足夠余幅，不可太緊，以便拼接和適應(yīng)氣溫變化。③應(yīng)隨鋪隨壓重，防止風(fēng)吹。④接縫應(yīng)與最大受力方向平行。⑤發(fā)現(xiàn)損壞，應(yīng)立即修補(bǔ)。⑥鋪設(shè)人員應(yīng)穿軟底鞋，以免破壞土工膜，并密切注意防火。

3）土工膜拼接有熱熔焊法和膠粘法，大面積拼接一般用熱熔法，局部拼接才用膠粘，應(yīng)注意太薄的聚乙烯（PE）膜經(jīng)加熱要燒壞，故不能用熱熔焊法。膠結(jié)法只適用于聚氯乙烯膜。用膠粘法時(shí)應(yīng)注意粘結(jié)膠的耐久性，不能因長(zhǎng)期浸水或遇水中化學(xué)物質(zhì)而失效。大規(guī)模拼接前，應(yīng)進(jìn)行拼接試驗(yàn)。

4）拼接質(zhì)量檢查?？梢韵茸髂繙y(cè)檢查，即檢查縫有無(wú)疏漏，有無(wú)燙損，有無(wú)褶皺和是否均勻，然后借儀器檢漏。例如兩條焊縫間有約10mm空腔末焊，可以將待檢段兩端封死，往空腔內(nèi)充氣，靜置一段后，觀察其壓力有無(wú)下降。如發(fā)現(xiàn)漏縫，應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

對(duì)較大工程，尚應(yīng)取樣檢測(cè)，即割取部分接縫試樣作拉伸試驗(yàn)，要求接縫強(qiáng)度不低于母體的80%。

5）回填土料。鋪膜后應(yīng)及時(shí)回填，嚴(yán)禁膜較長(zhǎng)時(shí)間外露。填土一般應(yīng)不薄于30cm;冬季水位變動(dòng)時(shí)，厚度應(yīng)加大。如分期施工，應(yīng)注意兩期間膜的良好連接。

6）防滲土工膜的周邊和與結(jié)構(gòu)物連接處應(yīng)構(gòu)成密閉系統(tǒng)，具體結(jié)構(gòu)可按地基土質(zhì)和結(jié)構(gòu)物類型確定。

3.4 干砌植生塊護(hù)面

干砌植生塊護(hù)面施工前需對(duì)回填粘土表面進(jìn)行清理。植生塊可就近購(gòu)置或在附近堤頂或?yàn)┑仡A(yù)置，人工搬運(yùn)、砌筑，最后進(jìn)行勾縫、嵌縫施工。

3.5 漿砌塊石施工

漿砌石施工所用塊石為新鮮堅(jiān)硬石料，不得有剝落或裂紋，要求上下兩面平行且大致平整，無(wú)尖角、薄邊，塊厚宜大于20cm，片石用于塞縫，但用量不得超過(guò)砌體重量10%;水泥采用普通硅酸鹽水泥，應(yīng)為正規(guī)廠家合格產(chǎn)品，到貨后合理堆放，做到防潮、通風(fēng);砂漿采用普通硅酸鹽水泥，應(yīng)按規(guī)定水灰比配制，隨制隨用，間歇時(shí)間不超過(guò)2.5小時(shí);砌筑前，應(yīng)在砌筑區(qū)外將石料清洗干凈，敲除軟弱邊角，并用水保持濕潤(rùn)狀態(tài);應(yīng)先鋪砂漿后砌筑，砌筑要求平整、穩(wěn)定、密實(shí)、錯(cuò)縫，平整做到相鄰石塊高差不宜大于2～3cm，穩(wěn)定要求石塊安置必須自身穩(wěn)定、大面朝下，密實(shí)嚴(yán)禁石塊直接接觸，錯(cuò)縫做到同一砌筑層內(nèi)，相鄰石塊應(yīng)錯(cuò)縫砌筑，不得存在順向通縫。

4 結(jié)語(yǔ)

靈紹工程長(zhǎng)江大跨越防滲設(shè)計(jì)滿足長(zhǎng)江水利委員和相關(guān)規(guī)程規(guī)定的要求，施工通過(guò)省長(zhǎng)江河道局驗(yàn)收，質(zhì)量?jī)?yōu)良。本文詳細(xì)闡述了長(zhǎng)江大跨越地基防滲處理設(shè)計(jì)要求及施工工藝流程，為后續(xù)特高壓工程跨越長(zhǎng)江防滲設(shè)計(jì)及施工提供借鑒。

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