水利工程施工
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任务二 堤防工程

堤防是直接拦阻河水的河流建筑物。堤防基本断面的设计,历来是遵循《河流管理设施等构造令》,参照以前的治水工程实例,根据所在河段本身的具体情况而定。

堤防施工的依据是水利部颁布的SL 260—98《堤防工程施工规范》。该规范的主编单位是水利部淮河水利委员会,批准部门是中华人民共和国水利部,解释单位是水利部建设与管理司,施行日期是1998年11月1日。本规范适用于1、2、3级堤防工程的施工,4、5级堤防工程施工应参照执行。

在施工之前,首先要保证施工四通一平。即路通、电通、水通、信息通及场地平整。路通中,有利用原有道路和新修施工专用道路两种,这里就新修施工专用道路进行论述。河流工程中施工专用道路的规模及结构因工程规模有所差别,一般应该考虑工程的效率和安全性,研究了宽度、坡度、弯道、路面铺设的种类、程度等之后再进行规划施工。关于施工专用道路的设计、施工须注意以下几点。

(1)如果宽度在4m以上,纵断面比降最好取15%以下。

(2)避免急转弯。

(3)在规划及施工中要根据工程的规模和工期对路面、路基的结构充分加以考虑。

(4)从堤顶开始沿大堤迎水面新修坡道时,要设置在下游侧,在堤防断面外填筑。

(5)把堤防、戗道、坡脚作为施工道路使用时,为了不损坏跨堤建筑物,要对堤防断面进行加固处理,注意路面的排水和凹凸不平,使其保持良好的状态。

(6)必须充分考虑施工期间的交通量,如果是单车道,要设置会车点;如果设置在堤顶上,原则上是设在背水面侧。

(7)选线时首先要研究沿途的地形、水力学的影响及土质等。

(8)沿河滩的横断方向新修临时道路,要尽可能低,避免影响行洪,不得已时只好采取汛期拆除的处理措施。

(9)施工道路横跨水渠、河流时,需要架设临时桥,那么决定桥的高度、方向、结构等时必须研究河流状况、工程规模及施工期。设置在滩地上的栈桥必须考虑不能影响过水。

(10)需要运输船(人、器材)时,必须对流速、水深等进行调研,选定航路和停泊场。在施工中许多场合需要设置通往填筑部位的道路及坡道,由于这部分道路要通行运输机械,与其他填筑部分相比,压得过于坚实。所以,在这些地方进行填筑施工时,首先要将压实的部分耙松,然后再填新土,以便新旧层的接合。在施工场地外设置施工车辆迂回用的道路时,必须考虑不能影响主体工程的施工,不能损坏道路的功能,还必须根据公路结构法按照需要设置安全设施及标志。

对于堤防施工,首先要进行测量放样准备。堤防工程基线相对于邻近基本控制点,平面位置允许误差为±30~±50mm,高程允许误差为±30mm。堤防断面放样、立模、填筑轮廓,宜根据不同堤型相隔一定距离设立样架,其测点相对设计的限值误差,平面为±50mm,高程为±30mm,堤轴线点为±30mm。高程负值不得连续出现,并不得超过总测点的30%。堤防基线的永久标石、标架埋设必须牢固,施工中须严加保护,并及时检查维护,定时核查、校正。堤身放样时,应根据设计要求预留堤基、堤身的沉降量。

料场核查与机械、设备及材料的准备也是堤防施工准备工作的一部分。核查土料特性,采集代表性土样按GBJ 123—88《土工试验方法标准》的要求做颗粒组成、黏性土的液塑限和击实、砂性土的相对密度等试验。料场土料的可开采储量应大于填筑需要量的1.5倍。应根据设计文件要求划定取土区,并设立标志。严禁在堤身两侧设计规定的保护范围内取土。施工机械、施工工具、设备及材料的型号、规格、技术性能应根据工程施工进度和强度合理安排与调配。检修与预制件加工等附属企业与设施,应按所需规模及时安排。根据工程施工进度应及时组织材料进场,并应事先对原材料和半成品的质量进行检验。

修筑堤防时,考虑到沉降,一般都要进行超填,目的是使堤防沉降后仍能达到设计的标准断面。所以,不管是堤顶还是坡面都要进行超填。如图2-4所示,坡面的超填一般是由上而下递减,到坡脚处为零。从筑堤完成到沉降结束这段时间内,坡度陡于1:2不算违反构造令。堤防沉降量难以预测时,为使坡度在1:2以下,施工时需考虑坡面的超填。

图2-4 超填示意图

超填高标准见表2-2。

表2-2 超填高标准 单位:cm

注 1.超填高是指在堤防坡肩的高度。

2.加高、扩宽时的堤高是应取垂直于填筑厚度的最大值处的高度。

在堤防施工中,度汛、防洪标准按表2-3执行。

表2-3 堤防施工中度汛、防洪标准 单位:cm

堤防及围堰施工度汛、导流安全加高值按表2-4执行。

表2-4 堤防及围堰施工度汛、导流安全加高值 单位:m

在筑堤材料选择方面,淤泥土、杂质土、冻土块、膨胀士、分散性黏土等特殊土料,一般不宜用于筑堤身,若必须采用时,应有技术论证,并需制定专门的施工工艺。土石混合堤、砌石墙(堤)以及混凝土墙(堤)施工所采用的石料和砂(砾)料质量应符合SDJ 17—78《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》的要求。拌制混凝土和水泥砂浆的水泥、砂石骨料、水、外加剂的质量应符合SDJ 207—82《水工混凝土施工规范》的规定。应根据反滤准则选择反滤层不同粒径组成的反滤料。陆上料区开挖前必须将其表层的杂质和耕作土、植物根系等清除;水下料区开挖前应将表层稀软淤土清除。在筑堤材料开挖方面,土料的天然含水量接近施工控制下限值时,宜采用立面开挖;若含水量偏大,宜采用平面开挖。当层状土料有须剔除的不合格料层时,宜用平面开挖,当层状土料允许掺混时,宜用立面开挖。冬季施工采料,宜用立面开挖。取土坑壁应稳定,立面开挖时,严禁掏底施工。

在堤基施工方面,一般规定,当堤基冻结后有明显冰夹层和冻胀现象时,未经处理,不得在其上施工。对堤基开挖或处理过程中的各种情况应及时详细记录,经分部工程验收合格后,方能进行堤身填筑。基坑积水应及时抽排,对泉眼应分析其成因和对堤防的影响后予以封堵或引导;开挖较深堤基时,应防止滑坡。堤基基面清理范围包括堤身、铺盖、压载的基面,其边界应在设计基面边线外30~50cm。堤基表层不合格土、杂物等必须清除,堤基范围内的坑、槽、沟等,应按堤身填筑要求进行回填处理。堤基开挖、清除的弃土、杂物、废渣等,均应运到指定的场地堆放。基面清理平整后,应及时报验。基面验收后应抓紧施工,若不能立即施工时,应做好基面保护,复工前应再检验,必要时须重新清理。

在堤身填筑施工方面,当地面起伏不平时,应按水平分层由低处开始逐层填筑,不得顺坡辅填;堤防横断面上的地面坡度陡于1:5时,应将地面坡度削至缓于1:5。分段作业面的最小长度不应小于100m;人工施工时分段长度可适当减短。作业面应分层统一铺土、统一碾压,并配备人员或平土机具参与整平作业,严禁出现界沟。在软土堤基上筑堤时,如堤身两侧设有压载平台,两者应按设计断面同步分层填筑,严禁先筑堤身后压载。相邻施工段的作业面宜均衡上升,若段与段之间不可避免地出现高差时,应以斜坡面相接,已铺土料表面在压实前被晒干时,应洒水湿润。用光面碾磙压实黏性土填筑层,在新层辅料前,应对压光层面作刨毛处理。填筑层检验合格后因故未继续施工,因搁置较久或经过雨淋干湿交替使表面产生疏松层时,复工前应进行复压处理。若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏等质量问题时,应及时进行处理,并经检验合格后,方准铺填新土。施工过程中应保证观测设备的埋设安装和测量工作的正常进行;并保护观测设备和测量标志完好。在软土地基上筑堤,或用较高含水量土料填筑堤身时,应严格控制施工速度,必要时应在地基、坡面设置沉降和位移观测点,根据观测资料分析结果,指导安全施工。对占压堤身断面的上堤临时坡道作补缺口处理,应将已板结老土刨松,与新铺土料统一按填筑要求分层压实。堤身全断面填筑完毕后,应作整坡压实及削坡处理,并对堤防两侧护堤地面的坑洼进行铺填平整。

在铺料作业方面,应按设计要求将土料铺至规定部位,严禁将砂(砾)料或其他透水料与黏性土料混杂,上堤土料中的杂质应予清除;土料或砾质土可采用进占法或后退法卸料,砂砾料宜用后退法卸料;砂砾料或砾质土卸料时如发生颗粒分离现象,应将其拌和均匀;辅料厚度和土块直径的限制尺寸,宜通过碾压试验确定;在缺乏试验资料时,可参照表2-5的规定取值。

表2-5 不同压实机具的工作技术参数

同时,铺料至堤边时,应在设计边线外侧各超填一定余量,即人工铺料宜为10cm,机械铺料宜为30cm。

在碾压施工方面,碾压机械行走方向应平行于堤轴线;分段、分片碾压时相邻作业面的搭接碾压宽度为平行堤轴线方向应不小于0.5mm,垂直堤轴线方向应不小于3m;拖拉机带碾磙或振动碾压实作业,宜采用进退错距法,碾迹搭压宽度应大于10cm;铲运机兼作压实机械时,宜采用轮迹排压法,轮迹为搭压轮宽的1/3;机械碾压时应控制行车速度,以不超过下列规定为宜,即平碾为2km/h,振动碾为2km/h,铲运机为2挡;机械碾压不到的部位,应辅以夯具夯实,夯实时应采用连环套打法,夯迹双向套压,夯压夯1/3,行压行1/3;分段、分片夯实时,夯迹搭压宽度应不小于1/3夯径;砂砾料压实时,洒水量宜为填筑方量的20%~40%;中细砂压实的洒水量,宜按最优含水量控制;压实施工宜用履带式拖拉机带平碾、振动碾或气胎碾。碾压土堤单元工程压实质量合格标准见表2-6。

表2-6 碾压土堤单元工程压实质量合格标准