(中国水利水电第十一工程局有限公司 河南郑州 450001)
摘要：近几年堤防新建、扩建、加固的项目越来越多，但由于承建单位施工技术和监督管理水平参差不齐，导致工程质量大打折扣。其不仅给投资方和承建单位造成了巨大的经济损失，而且也给流域内居民的生命财产埋下了安全隐患。尤其土方填筑工艺流程复杂，施工要求严格，更容易出现施工不当的现象。由此可见，对水利工程堤防填筑施工方法进行探讨，具有十分重要的现实意义。
关键词：土方填筑；水利堤防；方法
引言：随着水利建设的不断完善，土方填筑施工也逐渐受到业界的关注。研究这一课题不仅能够减少甚至是杜绝施工安全问题，而且也能够极大地改善水利工程的整体质量。在土方填筑施工中应当从土方开挖、填筑、压实等多个环节进行控制，既要符合水利建设的相关标准，也要考虑到项目本身的实际情况。严格按照工程设计标准来执行，如此才能实现项目准时交付投产，推动我国水利事业的不断进步。为此，在接下来的文章中，将围绕水利堤防工程土方填筑施工质量控制方面展开详细分析，希望能给相关人士提供重要的参考价值。
1.工程概述
某水利工程依据合同规定，严格按照工程施工计划进行，对水利堤防的土方填筑施工及时调整施工方案。工程设有14孔开敞式水闸，设计流量为2358m3/s，闸墩高12.3m，混凝土量达到378.4m3，钢筋为32.1t。在进行土方填筑施工时需要充分考虑数据信息的预先测量，并在施工前清理现场，对土地进行压实和整平，重视施工质量，运用先进的科学技术，保障水利堤防的承受能力，提升水利堤防的整体质量。
2.水利工程施工土方填筑的原则
2.1均匀施工的原则
在土方填筑的过程中,分段接头处的层和层之间保持一定的距离,但是分段条带和轴线的位置必须是平行的,各分段之间的高差不宜过大,一般接坡的坡比是1:3。由此可知坚持纵向施工原则在水利工程土方填筑施工时是十分必要的,土方填筑的厚度必须合理控制,务必确保碾压轴线和方向之间形成平行关系。碾压宽度需要的满足碾压要求后预留超出设计线20-30厘米。进占法倒退铺土这种方法是自卸汽车卸料的常用方法,具体表述就是汽车行驶在刚铺设完毕的土层表面进行卸料,然后采用推土机进行平整,当然还需要人工的配合,这样做的作用是很好的增加了填筑土料的强度。另外值得注意的是如果发现土层表面发现被毁损剪切或者松动的迹象,立即进行安全预防处理,实施削坡或者整坡处理。
2.2挖填结合的原则
合理的选择和规划填筑材料料源,对平衡利用工程开挖土料,不断优化施工总体布置格局,对施工进度进行合理的把控以及有效减少工程成本等都起着重要的作用。按照招标文件的要求,从多方面对土方平衡进行总体平衡规划,如:工程土方开挖、填筑总量、质量、时间、空间分布等,以便达到填筑的目的即最大限度的利用开挖料。基础和其他的相邻的建筑物进行土方开挖的时候同时进行土方回填,但是为了充分利用开挖渣料,还需要增加一些施工技术措施和组织措施,不同的部位采取不同的标准,充分结合时段,尽量减少二次倒运。
2.3就近取料原则
合理布置料场位置,选择恰当的高程,这样选择用料就会十分方便,不仅施工的强度大大减少,而且工程的造价也随着减低。这个原则看似简单,但是实际操作存在一定的困难,一定要根据工程场地的实际情况进行合理的规划。
3.填筑前准备工作
3.1数据测量
数据测量是堤防土方填筑施工的依据，对确保项目整体质量有着重要意义。在前期准备工作中，施工人员应结合坐标控制点中的水准点、导线和中线，以30m为间距施打定位桩。精确完成施工放样工作，做到有的放矢。若地势起伏不平，或是存在弯度较大的区域，及时加密精度等级。与此同时利用白石灰划分填方区，保障施工的顺利进行。
3.2工程放样
在展开建设工作之前，必须按照监理方提供的数据资料展开对应的测量工作，而且要复核数据是否正确，在此基础上将数据递交给项目业主等人员。结合明确好的控制点等做好放样工作，放定堤脚清基及堤身填筑起坡桩，与监理者共同测量断面，彼此校签测量结果，将报告告知有关人员，批复之后就可以开展真正的施工工作了。
3.3现场清理
在进行水利堤防工程施工前，承建单位应重视对施工现场以及施工周边土地表面的打扫清洁，将项目周边地面存在的杂物、垃圾和杂草清理干净。通常情况下不仅仅要清理施工表面的地面地形，必要时还需进行土方开挖，以便后续施工的开展[1]。
3.4施工土地铺平和压实
由于水利项目通常在地质条件更加复杂的野外，在开挖前应对土地找平，避免出现挖掘地点错误或挖掘程度过深等情况。考虑到大型设备在项目中容易造成地面、涵闸侧墙的损坏，现阶段主要以蛙式打夯机实施人工操作。在进行土地的铺平工作时，土料的平铺厚度在20cm左右，误差应不大于5cm，遇到特殊状况时按照实际情况进行适当的调整。根据相关标准和规定，施工时的土料直径约为5cm~8cm，避免因直径过大或过小给项目质量带来负面的影响。此外土地压实还需要选取适合的土地碾压设备，既能够契合现场工况的客观需求，也能够极大的提高施工效率。在运用人工打夯、柴油打夯机、振动压实机和平碾几种方法进行压实时，分层的厚度和每层压实遍数见图表1。
图表1.土地压实情况：
3.5施工质量检验
土料铺平和压实之后，还要按照相关的规定进行取样，实施土工测试，以实现规划标准要求。监理工程师应积极发挥职能进行检验监督，合格后方可开展混凝土打毛工作。并且要及时对照检测结果，结合当下的气候条件实施洒水工作，最后进行验收，符合检验标准之后才可以转入下个步骤。每个施工步骤都需要进行严格的审查，保障效率和质量，具体施工检验步骤见图2。
图2.施工检验步骤图：
4.堤防土方填筑工艺
4.1土方填筑施工
在土方建筑施工中，如果出现地面不平的现象，应严格遵循施工要求，按照水平分层由低到高填筑作业，堤防横断面坡度陡保持在1∶5，分段作业面长度最小不能小于100m，结合实际情况适当的调整人工施工时间，作业面则分层铺土和碾压，由专门施工人员整平作业;软土地基施工时，如果堤防两边均有压载平台，那么需要严格遵循施工要求对断面同步分层填筑，规避填筑活动不同时进行，相邻施工段作业则需要平衡上升[2]，如果出现高度差异现象，那么应该将斜坡面连接在一起，并遵循堤防施工规范，找6.8.1规定开展作业活动，落实到实处。对于已经铺土完成的区域，在表面水分被晒干后，应及时的泼洒水保持湿润，在碾压粘性较强的土料填筑层时候，选择光面进行碾压作业，尤其是在新的材料铺筑前，需要对光层面刨毛处理，只有当填筑作业合格后，方可继续后续的施工活动，如果长时间搁置，很容易造成工程表面出现疏松层，对于此类情况应做好复压处理。在施工过程中，应由专门人员定期巡视和检查，如果出现层间光面、层间中空以及松土层等问题，那么应结合实际情况，及时有效的进行处理，并且在质量检验合格后，方可进行后续的新土填筑施工，在这个过程中需要确保埋设观测设备能够正常工作，测量标志完好;软土地基如果采用含水量较大的土料填筑作业，需要充分了解到含水量较高的土壤对整体施工产生的影响，需要控制后施工速度，必要时候在容易发生沉降的地基附近设立观测点，根据实际观察所得结果进行分析，从而做出预防措施，确保施工该活动能够安全有序开展;对已经板结的旧土料刨松，同新铺筑的土料按照要求统一填筑压实，填筑作业后，争破压实处理，对堤防两侧坑洼地面填铺平整，确保施工质量，为后续施工活动有序开展打下坚实的基础[3]。
4.2铺料施工作业
按照项目设计标准，施工单位应当严格控制铺料施工的范围，及时清理土料中的杂质。同时考虑到水利工程工况环境的特殊性，不得使用透水性材料与黏土性材料混合的铺料。在本项目中，铺料主要选择粘性土，在施工阶段采用进占法施工。首先，施工单位将铺料充分搅拌均匀，避免出现填筑空隙。通过碾压试验等手段，反馈出铺料的力学性能，给施工落实形成可靠的依据。其次，由施工车辆将铺料由边缘向前扩展。这种做法不仅方便施工人员的铺料操作，而且能够减少因过度碾压造成的剪切破坏。最后，在堤防大面积的铺料施工中承建单位主要采用机械为主，人工为辅的方式，以提高施工效率。按照项目设计要求，施工人员对小区域进行精细料的铺料施工。整个施工过程需要在监理、设计单位的监督控制下实现，若存在质量问题则限时整改，符合项目标准后进行验收，并开展下一工序的施工[4]。
4.3压实与碾压施工
压实与碾压施工能够提高堤防的密度，是土方填筑项目必不可少的工序之一。考虑到以往建设中频繁出现的重复压实、漏压等现象，经项目部研究决定在此次施工中采取分段填筑的办法。将堤防分成若干部分，并及时做好标识，确保施工按部就班的进行，连贯的压实作业有利于缩短项目的整体周期。在各分段接缝处，施工人员要做好精细处理，使土方表面平整。除此之外，施工单位还可以借助大型机械设备，来实施碾压作业。按照预先标识的分段，采用后退法水平碾压，并严格控制碾压机的行进速度。本次施工中碾压拖拉机按照2km/h的速度匀速碾压，直至达到设计强度。在机械设备不易进场的区域，辅以人工作业，借助连环套打法巩固夯。
4.4处理结合面
按照水平方向分层,然后从低处逐层填筑,所有作业面实行统一铺土,统一碾压,不允许界沟的出现;相邻的施工段出现高差时,坡面相接时的坡度一般是1:3-1:5,错缝铺土碾压,大致宽度控制在3米之内;下一层施工建立在上一层检查合格后,避免出现层与层之间的离合现象;处理占压堤身的临时缺口时,先将老土刨松再和新土一起填筑压实;分段填筑时,做好标记[5],避免出现漏压、欠压、过压的情况;削坡的时候一定要注意新老土的有机结合,还要控制好削坡后的土料含水量,侧毛、铺土、压实同时进行。另外,一些坡度的比例一定按照要求设置,切勿随意马虎,为工程留下隐患。
4.5削坡整型
用液压反铲削坡,先平整后挂线再人工精修。压实度的检验需要每层取样分别检验,填筑的位置、尺寸、标高需要用经纬仪和水准仪校核检验,先自己审核完毕后再填质量验收通知单,最后由监理工程师审批通过[6]。
5.质量控制
5.1控制好填铺品质
第一，在填铺之前要做好清理工作，将存在的杂物以及浮土等清理干净，以表面肉眼看不到杂质为合格。然后把土料均匀的铺筑到要求的区域之中，禁止把砂料或是别的透水性强的材料和粘土掺杂到一起。第二，如果地表存在凹凸现象的话，要按照平行层从低洼地方开展填筑，切忌顺着坡度进行。对于分层作业区，一定要统一填铺，禁止界沟现象出现。第三，机械作业分段的最小长度不小于100m；人工作业不小于50m。当堤基横断面坡度陡于1：5时，坡度削缓于1：5。第四，对于临近施工区域的作业面，要确保其均匀升高，假如段和段之间有高度差异的话，要通过斜坡面来连接。第五，对于已经铺筑好表面，如果在压实工作开展之前就被晒干的话，必须要洒水处理，确保湿润度高。第六，在填料的时候，要确保土的厚度以及石块的尺寸等符合规定。第七，对于材料运输线路上存在的杂物以及车辆来回行驶造成的干硬表面，在填铺之前必须清理干净。第八，为了确保堤身处的填料符合设计规定，在填土的时候要确保其内坡和外坡处都有剩余填料，而且在施工之前要依据设计规定做好断面削坡。人工铺土预留量为10cm，机械铺土预留量为30cm[7]。削坡后，临近坡面约30cm（水平）范围内的设计干密度允许低于设计标准，但不合格干密度不得低于设计干密度的96%。第九，在工程的轮廓线区间之内使用夯实设备提升硬度。第十，如果在雨季施工的话，必须做好降雨预报，在降雨来临以前利用振动设备快速处理表土，而且要确保填充面平顺，避免雨水渗漏。在降雨之后要认真处理填充面，当监理人员检验达标之后才可以开展后续工作。
5.2控制好碾压工序的品质
其一，在开展工作之前要测试好碾压指数，确保碾压品质符合设计规定的，而且要依据测试明确相关的指标。其二，按照段做好填筑工作，所有的段都要设置标志，以此来避免压力过高或是过低。其三，确保设备运行方向和堤轴线是平行存在的。分段、分片碾压，相邻作业面的搭接碾压宽度，平行堤轴线碾压搭接宽度方向为0.5m，垂直堤轴线方向碾压搭接宽度为3m。其四，机械碾压时控制行车速度，以不超过下列规定为：平碾为2km/h，振动碾为2km/h，铲运机为2档。其五，在工作中，假如发现了中空层或是弹簧土等质量方面的问题的话，要在第一时间积极应对，当检验达标之后才可以再次填筑。其六，对于设备无法触及的区域，要使用夯具连环套打；分段、分片夯压时，夯迹搭压宽度不小于1/3夯径[8]。
5.3控制好结合面的品质
首先，在处理结合面的时候，一定要认真清理所有的物料和较为疏松的土层。如果施工的时候发现了隐藏的洞穴或是软土等等的隐患问题的话，要在第一时间联系项目的发包人以及设计和监理等有关人员共同分析，提出应对策略。在具体的处理的时候，要确保相邻面在上升的时候是均匀的，其目的在于降低施工缝发生几率。分段间有高差的连接，垂直堤轴线方向的接缝以斜面相接。纵向接缝采用平台和斜坡相间形式，结合面的新老土料，必须认真掌控土块尺寸以及材料中的含水率等，而且要做好压实工作，以此来保证结合处的品质不受影响。对于斜坡连接的区域[9]，要依据填筑区域的上升程度适当削坡，直到其符合规定为止。在对坡面进行刨毛处理的时候，要确保含水率符合规定，铺填新土进行跨缝搭接碾压，搭压宽度不小于3m。
结论：
简而言之，对于水利项目来讲，土石方项目的比例非常高，所以，只有做好此项填筑工作，才能够保证项目的总体品质有基础保障。具体来讲，要切实依据设计规定以及质量要求开展工作，同时项目的施工者还要认真依据条例控制好所有的工序，只有这样才能够保证品质良好。我们坚信在广大工作者的共同努力之下，我们国家的堤防建设工作一定会开展的更加顺利，祖国的明天一定会更加辉煌灿烂[10]。
参考文献：
[1]水利电力部水利水电建设总局.水利水电工程施工组织设计手册第一卷[M].北京：中国水利水电出版社，1997.
[2]顾永伟.水利水电工程土方填筑工程质量控制要点[J].科技创新与应用，2014（01）.
[3]钟菲菲，杨彦宇.基于某水利工程堤防土方填筑施工方法的探讨[J].山西建筑，2012（4）.
[4]王慧,于宪和,张成杰.水利堤防土方的填筑方法[J].农村实用科技信息,2017(7):73-74.
[5]黄桂平.基于某水利工程堤防土方填筑施工方法的探讨[J].江西建材,2016(18):144-145.
[6]潘静波,莫亚萍.浅析提高水利工程中控制土方填筑质量的方法[J].建筑工程技术与设计,2016(24):1092-1093.
论文作者:朱永炯
论文发表刊物:《电力设备》2018年第30期
论文发表时间:2019/4/3
标签：土方论文; 堤防论文; 作业论文; 项目论文; 压实论文; 水利论文; 工作论文; 《电力设备》2018年第30期论文;