南水北调中线渠堤外坡戗台施工技术探讨

□蒋建伟（南水北调中线干线工程建设管理局）

1 工程概况简介

南水北调中线工程淅川段施工6标位于河南省邓州市境内，标段桩号为TS37+319—44+700，总长7.38 km。其中桩号37+319—40+800为填方渠段，长3.48 km，最大填高约为12 m。该渠段为湍河左岸二级阶地，地形平坦开阔，下部砂性土层含水较丰、具中等透水性。渠堤填筑采用“金包银”的填筑方式，即里层采用取自冀寨新村土料场的弱膨胀土填筑，外包水泥掺量为5%的水泥改性土保护层，厚度为1 m。

按照设计文件要求，填方段渠堤外坡增加戗台工程施工。对于渠堤填筑高度＞6 m的戗台高度与外坡马道高程相同；对于渠堤填筑高度＜6 m的戗台高度顺地势而下，但最低不得低于2 m。戗台采用非膨胀土（水泥改性土削坡余料、砾质土等）填筑，坡比与渠道外坡坡比一致，填筑压实度≥0.96；起始桩号向上游和终止桩号向下游的坡比为1：3。戗台与原渠堤外结构线（水泥改性土填筑层）之间设置排水反滤体，采用砂砾料填筑，压实后相对密度≥0.70；底部填筑砂砾石反滤料，压实后相对密度 ≥0.70；坡脚处设置干砌块石排水棱体，排水棱体顶面设置30 cm厚M7.50浆砌石封顶，在浆砌石底部和排水棱体内侧各边敷设300 g/m2土工布。

2 戗台工程施工作业内容及工艺流程

戗台工程施工主要包括三部分，即戗台填筑施工、坡脚排水棱体砌石施工和坡面混凝土拱形骨架施工。主要施工工序为：施工准备—测量放样—基础处理—戗台填筑—排水棱体施工—坡面混凝土拱形骨架施工。

其中戗台填筑施工包括：反滤料和土料分层摊铺—推土机平整—机械碾压—取样检测—削坡；排水棱体施工包括：反滤料摊铺—排水管安装—土工布敷设—干砌石砌筑—浆砌石砌筑。戗台填筑和排水棱体施工断面图如图1所示。

图1 戗台填筑和排水棱体施工断面图

3 主要施工工序的控制

3.1 施工准备

首先做好人员、材料、机械设备配置工作，然后按需做好技术交底，且相关技术人员熟悉图纸和规范规程等。

3.2 施工测量

采用拓普康全站仪和中海达GPS进行测量放样，严格控制施工边线和轮廓尺寸；采用拓普康水准仪控制基础开挖深度和建基面高程以及分层填筑厚度等。

3.3 基础处理

依据设计通知文件和施工图纸，测量人员测量放线后，人工配合机械将表土挖除，用自卸汽车运至冀寨新村土料场堆存。建基面开挖要超宽50 cm，开挖至设计高程后整理、碾压。按照相关施工规范，做好戗台施工部位的基础处理、检验等工作。主要检查回填处的平面尺寸、标高和工作面平整度、基底压实度等有关内容是否合格；自检合格后，报请监理部检查验收，合格后方可进行下一道工序施工。

3.4 戗台填筑施工

3.4.1 填筑料拌制和运输

戗台填筑施工优先利用渠道边坡水泥改性土超填后的削坡余料，削坡余料包括填方渠段削坡余料和挖方渠段削坡余料两部分。戗台基础建基面开挖报验前，填方渠段需要先对渠坡进行削坡，用挖掘机挖装、自卸汽车将削坡余料运至指定地点堆存，每次的运距签认由现场监理工程师等依据实际情况及时进行确认；建基面报验合格后，用自卸汽车将堆存的削坡余料返运至施工作业面进行填筑施工。挖方渠段渠坡也需先进行削坡，用自卸汽车将削坡余料装运至报验合格的施工作业面进行填筑，每次的运距签认由现场监理工程师等依据实际情况及时进行确认。水泥改性土削坡余料使用前，在堆存处需加水拌制、进行含水量调整，从而使土料含水率满足填筑施工要求。

因戗台土方填筑工程量较大，现有的渠道水泥改性土削坡余料不能满足施工需要，且标段内无普通土或砾质土可利用；因此，经项目部研究决定并通过监理部批准同意后，采用如下解决办法：采用满足质量要求的湍河砂场的河砂和内乡灵山石料厂的碎石作为改性材料，辅以在冀寨新村土料场开采的弱膨胀土，根据工地实验室确定的掺配比例和摊铺厚度，采用已比较成熟的“路拌法”进行施工。施工工艺流程包括：土料开采运输—摊铺—粗砂和碎石运输—摊铺—翻犁—洒水—再此翻犁—找平—碾压成型—取样检测—合格后进行下—道工序施工。

3.4.2 填筑料摊铺

土料和反滤体填筑前首先进行基面清理和验收，检查基面的坡度等；然后在填筑面测量放线、洒白灰标识及竖立标杆。填筑料摊铺时采用“进占法”分层摊铺，摊铺厚度按试验确定并经监理工程师确认的参数进行控制。按照施工图纸，首先进行戗台底部30cm厚的反滤层砂砾料摊铺和碾压施工，然后再进行上部反滤料和土料的同层填筑施工。反滤料和土料同层填筑的摊铺方法为：先进行砂砾料的摊铺，摊铺厚度约为27～30 cm，摊铺宽度依据施工图纸和相应渠段渠道坡比确定；然后摊铺同层的水泥改性土削坡余料，摊铺厚度约为30 cm，摊铺宽度控制方法同砂砾料。为保证碾压机械的工作面、确保边角压实度，摊铺时需按照渠道边坡水泥改性土填筑的施工方法在水平方向超填30 cm，超填部分在外坡做混凝土拱形骨架前削坡修整至设计要求的边坡轮廓。

水泥改性土削坡余料经再次拌制、运卸至施工作业面后，及时用推土机进行摊铺和平整。摊铺时测量技术人员严格控制，以确保摊铺宽度、厚度满足设计要求。

3.4.3 填筑料碾压

填筑料采用22 t凸块振动碾进行碾压，碾压速度控制在2～4 km/h范围内，碾压时沿轴线方向进退，由中心向两边错齿套碾，以确保填筑的压实度满足设计要求。分段施工时，各段之间需设立标志，纵向搭接宽度≥0.50 m，横向搭接长度≥1.50 m。

碾压时应注意控制填筑料的碾压参数和结合部位的碾压效果，应防止漏压、欠压和过压，同时上下层分段位置应错开。若压实土体中出现漏压虚土层、弹簧土、剪力破坏和光面等不良现象，需根据具体情况处理后并上报监理工程师验收合格后方可继续施工。每层填筑料碾压完毕、实验室取样检验合格后方可进行下一层填筑作业。

3.4.4 取样检测

为了保证填筑料新老填筑结合面的填筑质量，可通过控制拌和料的含水量和粒径、适当增加碾压遍数、施工完成后及时覆盖养生等措施加以控制。

在每一层填筑料铺筑碾压完成后，即可进行取样检测。取样时严格按规范和试验规程规定的取样程序、频率和数量进行，同时应重点抽查接缝、结合面以及边坡边线等薄弱部位，发现不合格时及时通知补压或返工，只有在取样检测合格并上报监理工程师批准后方可又进行下一层的施工。同时在施工中要及时抽查填筑料的含水率、铺筑厚度等指标，发现偏差及时修正。

3.4.5 削坡

为保证设计断面内的压实度达到设计要求，每层填筑料铺筑时均留有富余宽度，在填筑完成后，人工配合挖掘机进行削坡。在每次削坡前均需由测量人员先测放削坡线、插上标志，每50 cm左右挖一条标准坡面线。削坡时由上而下顺坡进行，以确保坡度等指标符合设计和规范要求。削坡土料拢集于坡下后，装运至指定地点堆存。

3.5 排水棱体和其它排水设施施工

3.5.1 排水棱体施工

待戗台填筑施工完成、且外坡削坡完成后，在戗台坡角处开挖排水棱体所占位置的填筑料，并由人工配合整修。待底部反滤料再次整平夯实后，在其内部埋设直径为9 cm的PVC排水管，排水管沿渠道轴线方向间距为6 m，伸入沙砾石内长度为50 cm；其中伸入沙砾石部分为花管，花管外包150 g/m2土工布，外侧管口设置带细孔的PVC管盖；然后在砂砾料上铺设一层300 g/m2的土工布，接着进行干砌石砌筑，砌筑高度为70 cm；最后在干砌石顶面设30cm厚M7.50浆砌石封顶。干砌石和浆砌石施工方法和质量标准与桥梁或水工建筑物砌石工程标准一致。

在干砌石铺砌时应轻缓放置，避免其棱角损伤土工布，如有损伤需及时修补或更换。

3.5.2 其它排水设施施工

排水棱体外侧沿主渠道方向布设一道“梯形”混凝土纵向排水沟，纵向排水沟与渠道永久截流沟通过横向“矩形”混凝土排水沟相连，横向排水间距为50 m。混凝土排水沟施工方法同主渠道永久截流沟施工。

3.6 坡面混凝土拱形骨架施工

首先对戗台外坡超填部分进行削坡，然后进行混凝土拱形骨架护坡施工；其施工方法同渠坡混凝土拱形骨架护坡施工。

4 结语

戗台填筑工程是南水北调中线工程淅川段填方渠段外坡补充增加的施工作业内容，虽然作为渠道工程的一种辅助工程，其工程结构和施工工艺相对简单，但是经过现场精心组织和严格质量控制，通过在工程中的实践运行证明，其防滑抗裂和防渗漏效果相当显著。所以，在今后一定时期内，戗台工程在堤防工程中极具推广和应用的意义。