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摘要:山区河流坡降陡、水流急、泥沙运动强度大常常引起河床变形。使开阔的河段变形大，峡谷河段变形小。文章通过对“黄坑河”河段砂卵石回填方案的分析研究，介绍了山区中小河流砂卵石回填的重要性。运用砂卵石对山区中小河流进行回填是非常简便快捷的方法，使河流不再拓宽和深挖，流水速度缓慢，水质相对清澈，减少了泥沙含量。也减少了对河流水利工程设施造成的冲击力。保护了山区周边环境、生态资源，保障了周边人民的生活生命及财产安全。
关键词:山区河流;砂卵石;回填
山区中小河流数量较多，南方山区山势陡峻，河流水速度快同时携带大量的泥沙物质，对下游水质带来很大影响。砂卵石层一般处于河流底层，砂卵石层底层颗粒粒度不均一，孔隙度大，粘结性差，透水性好，对拦截上游冲刷下来的大粒径物质起重要作用。本文对黄坑河水系连通工程砂卵石回填施工过程进行分析，结果如下。
1.工程概况
1.1建筑工程概况
黄坑河为浈江的一级支流，是流经黄坑镇的最大河流，发源于南雄市的瓦寮洞流经南雄的百顺，大沙洲在水岸边村进入仁化县境内流经高坪水库于江南村汇入浈江，河流全长59km。本次整治范围为黄坑河中下游黄坑镇段，起点位于下游的曾屋村，终点位于上游的火星村跨河桥，整治段全长6.602km。其中清淤疏浚3.506km，岸坡整治2.625km，堤防加固9.52km，新（改）建穿堤涵管14座。 其中砂卵石填筑170010.85m3。
1.2软弱层概况
通过工程地质钻探，该区域地层构造比较简单，表面到地基依次为坡洪积层、残破积层、花岗斑岩。①坡洪积粉质粘土，颜色为浅灰黄色，成分以粉粘粒为主，切面比较光滑，韧性较强；②坡积粉质粘土，颜色呈灰黑色、浅黄色，以粘粉粒为主，含有少量碎石，切面比价粗糙，韧性比较差，粘土局部含有花岗斑岩石；③坡积碎石，颜色多样，密度中等，碎石粒径超过20mm约占80%，其余20%为100～200mm；④花岗斑岩，颜色为浅黄色为主，花岗岩遭遇长期水蚀成为砾质粘性土，土质湿润，遇水软化。
1.3回填物来源以及成分
此次砂卵石回填以通过清洗晾晒后的河床料为主，要求砂卵石最大粒径不超过250mm，选料时砂卵石无片状、无针状颗粒、并且坚固、抗冻，含泥量不超过5%，压实后渗透系数不小于1X10-3cm/s，压实标准采用相对密度进行控制。
2.回填施工方案
2.1砂卵石的碾压试验
试验场地：分别在施工场地内、外选择一处试验场地，两处试验场地地质层相似。施工场地内试验地挖坑长12m，宽6m，深1.7m；施工场地外试验地挖坑长13m,宽6.5m，深2m。两处试验坑均挖除上部的覆盖土层，直至符合工程地质勘察报告中划分的卵石层。
试验方法：将坑底整平，在原土上振动碾压5遍，每个试验坑划分两个试验区。试验区内设置高程标志，以便控制铺料厚度。使用碾压设备在不同铺料厚度、压实遍数条件下进行试压。根据试压结果选择垫层的碾压施工参数，再以不同填料分别在两个试坑中分层碾压形成砂卵石垫层，对垫层的工程性质指标进行评价，为工程施工做好准备。
2.2施工阶段主要内容
准备阶段：将河流底部表面积层进行清理，保证回填表面平整、坚实，仔细勘察，确认没有任何松散材料和软弱地点，若是有不符合设计和施工规范的回填面 ，则采用补充碾压、换填材料、挖开晾晒等措施，直到达到标准。
材料运输阶段：将卵石混合料搅拌均匀后尽快送到施工现场，在车上的混合料使用篷布覆盖，减少水分的蒸发。砂卵石混合料采用摊铺机进行，并且在摊铺机后面设专人消除粗细集料离析现象，若是在局部粗集料窝要铲除，并用混合料填补。
摊铺阶段：将混合料搅拌均匀后，使用机械加以人工进行摊铺，在卵石混合料第一层摊铺成型后，使用压路机进行初压。这初压过后使用现场快速测定法对摊铺卵石料含水量进行测量，在含水量接近1%时，即可进行碾压。碾压时先摊铺一段，碾压一段。
碾压阶段：碾压时先从两边向中间，由低处向高处逐步碾压，碾压速度缓慢。使用压路机碾压后，工程专业人员对砂卵石回填层进行检查，尽量保证碾压层平整，若有不平整处，将高处铲除，低处补平重新碾压，补平处填充新的混合料，达到工程要求。进行碾压时，配合人员进行跟班作业，碾压轮横向错开半轮。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆碾压完成后由试验人员对碾压层密实度进行检测，若不合格则继续进行碾压直到合格，压实度合格后，静压一遍成活。整个碾压阶段在2～3小时内完成。碾压过程必须满幅碾压，不能漏压，卵石层各个部位碾压次数应该相同。
2.3施工质量控制
在砂卵石回填过程中，需要着重注意以下问题：①砂卵石原料在天然形成过程中存在着级配、卵石含量的不均匀性，而卵石级配的连续性，卵石含量的高低也是影响干容重的重要因素，因此在进行质量控制时要根据实际情况进行调整，使工程质量得以保证；②砂卵料在碾压过程中加水量对压实度的影响非常明显，只有当砂卵料加水量处在基本饱和时，碾压效果才能最好，这点和其他回填材料不同。
2.4回填质量检测
碾压完成后，采用灌水法进行质量检测，具体操作步骤为：①选择填筑面用铁锹仔细铲平，并且使用水平尺检验（需要时加套环找平）；②挖出一个试验坑（试验坑直径一般为卵石最大粒径的5倍左右，取样的数量一般为50～120kg），将坑内卵石料仔细挖出，将卵石料进行称重，该重量为湿土重。然后进行筛分，选择其中直径大于60mm卵石的数量，求出百分比，将大于60mm卵石晒干，其余混合料湿料使用烘箱烘干，湿料、干料重量差则为含水量；③将整张塑料膜铺在坑内，保证紧贴坑底面；④向坑内灌水至充满为止，记录总加水量，水的容量比上全部水量即可求出坑的体积，从而求得湿容重。 该检测方法工作量较为繁琐，且在大体积施工过程中，不能及时提供相对密度结果，影响下一工作层面的施工进度。
2.5核子仪法检测相对密度
检测方法：在施工工程卵石回填完成后，使用核子密度仪对土样进行检测核子密度仪法检测。检测以试验坑为中心，将仪器放置与填筑面中心线纵横两个互相垂直的位置分别测试3次，选择10个点作为测试点，选择平均值作为检测值。利用检测值计算干密度。通过换算得出相对密度结果。该检测方法，直观、快速，在施工过程中能及时提供检测数据，不影响下工作层面的施工。
检测注意事项：测量土质有变化时及时将核子仪标值校正；进行测定时注意最大干密度的变化；进行基层压实度测定时，要抽检施工现场情况；操作核子仪时注意防护放射性，安全操作防护仪；测量前将地面仔细整平，防止地面湿度影响测量结果。
3.砂卵石回填方案的优势
3.1成本低
此次山区中小河流回填以砂卵石为主，砂卵石是经过岩体风化后经过流水搬运后形成的。 砂卵石的本身质量与地质因素有着密切的关系，是一种天然建筑材料，砂卵石就地取材、价格低，可以节约成本，具有很好的经济效益。天然砂卵石之间的渗水性较强，受水的影响性较少，在流水的抗压下承载能力强且不容易变形。被广泛应用于基层建筑中、河流和道路工程底、利用砂卵石回填山区中小河流是很经济的一种方法。
3.2施工简单
山区中小河流砂卵石回填程序简单，只采用了采、压、运三道程序，将河流底层清理干净，采用摊铺机将砂卵石混合料搅拌均匀后送到施工现场，采用机械进行摊铺和碾压。随着科学技术的发展，大型机械设备出现，采、运输、摊铺、碾压都实行大规模的机械化，使用大型机械可以快速地高质量地完成工程。
3.3安全环保
山区中小河流砂卵石回填，砂卵石是经过岩体风化后再经过流水搬运后形成的。是一种天然的建筑材料，取材很方便安全。利用现代环境科学的理论和方法，在利用自然资源的同时，深入地认识和掌握环境污染和破坏的根源与危害，有计划地保护环境，预防环境质量的恶化，控制环境污染，促进人类与环境协调发展，不断地提高人类的环境质量和生活环境，造福人民，贻惠于子孙后代。合理地利用改造自然资源，防止环境污染和生态破坏，为人民创造适宜的生活和劳动环境，保护人民健康，促进经济发展。
4.总结
山区中小河流砂卵石回填，砂卵石成本低、渗水性强、抗压能力强、不易变形。使流水速度减缓，保证水质清澈，减少泥沙的含量，减少对河流水利工程设施造成冲击力，符合国家的可持续发展战略。山区中小河流砂卵石回填，必须加大建设和管理力度，坚持人与自然和谐发展原则，综合考虑河流在资源、环境、生态等方面的功能，用新的思路、先进的理念来规划设计，推进山区中小河流砂卵石回填，为我国经济繁荣、社会稳定、资源生态发展提供可靠保障。
参考文献：
[1]张振兴. 北方中小河流生态修复方法及案例研究[D].东北师范大学,2012.
[2]毛海涛. 无限深透水地基上土石坝坝基渗流控制计算方法和防渗措施的研究[D].新疆农业大学,2010.
[3]丁晓勇. 钱塘江河道形成及古河道承压水性状研究[D].浙江大学,2008.
[4]刘志伟. 砂砾石碾压垫层的工程性能试验与研究[D].西安建筑科技大学,2006.
论文作者:邹双春
论文发表刊物:《防护工程》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/27
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