土方填筑作为水利工程中不可或缺的步骤,其施工技术优劣和质量控制效果对除险加固工程具有至关重要作用,必须提高土方填筑技术在水库除险加固工程中的应用水平。
一、土方填筑施工准备 1.击实与碾压试验
土方填筑技术贯穿加固工程始终,在正式施工之前,必须根据施工水库自身特点,制定适宜的加固方案和施工工艺。就土方填筑方面讲,碾压、击实试验是必要的准备工作,由此搜集具体数据,并根据所得数据合理施工,从源头上确保水库土方填筑质量。
碾压试验的目的在于保障填筑压实程度能够满足预先设计目标,准确判定不同填筑部位的碾压厚度、碾压次数、施工机械等施工参数。具体操作是,根据击实试验已取得数据,初选不同土料的碾压参数,再结合不同碾压次数与铺土厚度相对应土料含水量与干密度分析,绘制相应关系曲线,最终确定不同铺土厚度相对应的最优含水量及碾压次数,确定压实厚度。一般工程施工企业可采取逐步收敛法筛选参数信息,优化碾压次数、吨位、最优含水量等参数组合,提高碾压试验效果。
2.坝基清理
进行基面清理时,要严格按照规范标准进行,不但要将表层的草木植被、有机土壤、细根须等杂物清理干净,还要确保基坑无积水。若出现孔隙水,在正确分析成因的基础上,要做好相应处理,消除对大坝可能产生的不利影响,预防滑坡等事件的发生。清理范围一般超过施工外侧3~5米, 清理完成之后要进行拍照并上报监理工程师,作为后期工程质量评定的原始资料。经质检合格后,方能进行下一工序。
二、土方施工材料质量控制
土料质量是填筑质量的控制源头,必须严格把关。原则上,破坝回填的土料要尽量采用原开挖土料,不足时,可进行必要外购,尽可能选择沉陷量大、强度
高、空隙小、粘性及透水性好的土料,以满足压实、防渗需求。其他加固部位,也可因地制宜,在实际情况允许的情况下,优先选用粘性土。当土料含水量过高时,可采取翻晒措施;含水量过低时,可采取铺面洒水,确保土料各项控制指标符合填筑设计标准。需要注意的是,填筑土料必须满足规范标准要求,严禁使用膨胀土、杂质土、淤泥及混有腐蚀性杂质的土料。
三、土方施工技术要点分析 1.土料铺填操作
按设计要求进行土料铺填,首先应避免发生粉质土等透水料与粘性土料混杂现象,保证上提土料质量,卸料时可采取后退法或进占法,以免发生土料混杂。铺填厚度和土块直径以碾压试验结果为准,铺填范围要超过设计边线外侧一定距离,每边可超填30~50cm。其次,要进行统一铺土、统一碾压,铺料厚度均匀、平整,边线整齐,防止发生土料剪力破坏,并能根据铺土厚度,计算车载土料控制面积,实现均匀卸料,一般以梅花状倾卸为主。
2.填筑压实操作
土方压实是水库除险加固工程的关键工序,其施工质量高低决定了除险加固工程成败。一般,在土料铺填结束后,就可通过推土机、平路机等机械进行铺料整平和碾压,碾压方向必须与坝轴线保持平行,禁止垂直方向碾压。主要方法有碾压平行坝轴线方向搭接、进退错距法,精准计算碾压时间与次数,避免出现表面有起伏、漏压、起皮、剪切破坏等现象。为保证碾压质量,施工企业要加强各项质检工作,严格控制行车速度,执行碾压技术参数标准,杜绝超厚、超径、路线偏移现象,特别对于岸坡结合处的碾压,要加强现场巡视,严防填料分离机架空问题,做好边角压实控制。
3.土间层处理操作
预防“弹簧土”,做好土间层触面交接控制。为保证上、下层土体有良好的结合性,必须对中间触面进行处理。一方面,在进行土料回填之前,要彻底清除表面松土及其他杂物,并进行表面刨毛。刨毛时要注意保持均匀、一致。另一方面,在铺新料之前,若原来压实面出现浮皮、光滑、干燥等情况,还必须进行铺面洒水,预防层间结合不良情况。对于已出现问题,要及时解决。若弹簧现象轻微,可在上层铺填含水量低的土料;若弹簧现象严重,必须挖出,重新铺填符合要求的土料。
四、重点填筑部位施工技术控制 1.新旧结合面处理
水库大坝建设时间长,坝体沉降基本完成,除险加固时必须考虑新填坝体与原坝沉降差异因素,采取必要措施,做好新旧结合面填筑施工管理,借助台阶法接缝、铺面洒水润湿及接触面刨毛等手段,在开挖坡面上分层开蹬,进行碾压试验、合理设计压实参数,相邻工段平衡上土,两端接缝逐层交错压实,最终达到预防沉降裂缝的目的。
2.接缝防渗处理
为最大程度消除裂缝,需要多加关注涵管、坝后反滤体、混凝土截水环等结构物,施工时,要注重填筑的对称性、均匀性,减少侧压力的产生,确保施工安全。尤其在结构物周围进行土方填筑时,必须满足建筑强度达到设计强度的 50%以上的施工条件,铺土及碾压设备宜采用小型冲击夯机,并辅以人工平土。对于接缝及不可避免的裂缝,必须分层错位,防止形成施工通缝,进而发生渗水问题。通过不同高度的斜坡及平台相间形式,可有效阻断接缝纵向贯通。对于为满足施工需要设置的临时接缝,一般不得超过铺填厚度的2倍,在实际施工中灵活安排接缝位置,规避接缝导致的渗漏风险。
3.岸坡结合面处理
若坝体与岸坡结合面施工控制不严,很容易出现渗水问题,严重时会形成渗水通道,发生“管涌”、沉降、裂缝现象,影响大坝安全。因此,在进行土方填筑施工时,必须冲洗干净结合面表面污物、清除障碍岩石,并在结合面上涂刷水泥粘土浆或浓粘土浆,按水平分层逐层填筑,同时进行碾压工作,严禁顺坡铺填。
五、质控安保措施
为提高除险加固工程实施成效,除了技术控制,还必须制定相关质控制度和管理体系,加强设计施工质量监管。首先要做好各个环节的填筑质量检测工作,完善试验取样,特别是重点部位加密取样措施,确保每一工序检验合格才能进入下一工序。此外,要完善奖惩制度,落实安全生产责任,通过建立健全安全管理操作体系和检验操作体系,消除安全隐患,强化人控。
结语:
作为水库除险加固工程的重要环节,土方填筑施工质量是实现工程设计目标的关键,因此,相关施工企业必须高度重视土方填筑技术,加强土方填筑施工控制,做好土料质量、技术及重点部位施工管理,以进一步提高水库大坝的安全稳定性,为促进当地经济发展,维护人们生命财产安全起到应有作用。
参考文献
[1]袁翠平,薛辉.小型水库除险加固之防渗方式探讨[J].城市道桥与防洪,2013(8)
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