城市防洪堤工程加固加高施工技术探讨

时间：2024-05-20

谢忠安

安徽省怀宁长江河道管理局，安徽安庆 246053

1 工程概况

某市城区的防洪工程（堤防部分）需加固48.8km的堤防和相关的24座穿堤小闸。该城区的防洪工程坐落在阶地之上，受洪水、潮水的冲蚀和堆积作用而成的砂土地层。堤内地势较为平坦，堤段中部河流两岸基本为城市生活住宅区，堤岸两岸基本对称。堤身填土为第四系全新统（Q4ml）粘质土、砂土或杂填土筑成；堤基为第四纪全新统（Q4al、Q4el）粘质土或砂性土组成，局部为白垩纪（K2）粉细砂岩组成，呈不整合接触，多数堤段是无不良地质现象。另外，据资料统计该城区的全年大风、雨天75天，可施工的天数为275天。

2 施工方案

本防洪工程项目包括：清基开挖、堤身填筑、沉箱制安、浆砌石脚槽和护坡（岸）、防浪墙施工、水下抛石及草皮护坡等。由于堤线长，为便于施工管理及减少施工干扰，沿堤线共分若干个施工区施工，或平行或搭接进行，每区长度约600m～1 000m。沿原堤加高培厚或修建沉箱挡土墙，只是各堤段新建及维修穿堤涵闸需施工围堰。经调查，本工程的各堤段新建及维修穿堤涵闸共24座，施工围堰布置在涵闸两端，围堰设计标准为各堤段5年一遇。围堰采用砂土料填筑，堰顶宽2m，临水面和背水面边坡为1:2，用纤维布防渗护坡。所有涵闸的施工均安排在枯水期施工。

对于土堤加固、加高工程所采取施工流程为：水下抛石→土堤清基→土方填筑→铺设土工布→浆砌石脚槽→碎石垫层→堤外混凝土或浆砌石护坡→草皮护坡→混凝土防浪墙施工→堤顶道路施工。而沉箱护岸所采取施工流程为：沉箱预制→安装→下沉调整→沉箱回填砂→封口→抛石护脚→土堤或挡墙清基→土堤填筑或挡墙施工。

3 主体工程施工

1）土方清基、开挖。施工前应对表层腐植土进行清除，采用0.6m3～1.0m3挖掘机直接挖装土方，5t～8t自卸汽车运输至弃渣场，平均运距约1.0km。对于其他基础开挖土方可用于堤身填筑，平均运距约0.5km～1.0km；

2）土方填筑。采用 0.6m3～1.0m3挖掘机开挖，5t～8t自卸汽车从各土料场运土上堤。进占法卸料，120马力推土机分层铺料，16t轮胎碾压。铺土厚度30cm，轮胎碾顺堤线方向碾压4遍～6遍或根据现场实验确定合理的碾压机具及参数。对于填筑面积窄小边角部位或与堤身建筑物结合面，机械碾压困难时，可采用机械铺料人工夯实。而且还须确保每个填筑段长不宜小于100m，相邻段交接坡度不陡于1:3，高差不大于2.0m，填筑面施工期间应注意排水。填筑料一部分利用基础开挖料，不足部分从土料场挖取，平均运距约4km；

3）混凝土防浪墙施工。本工程采用拌和站拌制混凝土，双轮手推车运输，较低的部位直接入仓，较高的部位采用汽车吊（配吊罐）入仓浇筑，防浪（洪）墙分段整体现浇，振捣棒分层振实。模板采用组合钢模板，异型部位则采用木模板；

4）土工布。土工布铺设，水下部分乘低潮位时用船下铺，土工布按“Z”字型折好装船并在下部配重，然后将船缓缓驶离岸边，待布拉展后，同时将重物推入水中，使土工布均匀下沉。而对于水上部分则采用人工自上而下铺设；

5）抛石。抛石前应先测量水下地形，并根据设计文件复核抛石量。抛石顶高程高于施工水位的部位采用5t～8t自卸汽车进占法直接抛投，抛石顶高程低于施工水位的部位则采用船抛。本工程船抛施工程序为定位船定位→放置水面标志→抛石→测量并补抛找平。为保证抛投质量，采用GPS定位，埋设断面控制桩和水位观测尺，水面插旗做标志；

6）碎石垫层。由5t～8t自卸汽车运至施工区段，自下而上人工铺设。护脚部分充分利用低水位时干地摊铺；

7）干砌块石。干砌石从石料场购买，0.60m3～1.0m3挖掘机配5t～8t自卸汽车运至施工区段，人工自下而上错开砌筑，干砌时不得松动、叠砌和浮塞不得存在上下通缝；

8）浆砌块石。浆砌块石采用5t～8t自卸汽车运至工作面附近，在基础清理、准备工作完成后行，自下而上施工。人工铺设碎石垫层并拍实，人工砌筑浆砌石、干砌石及堆石棱体。石料必须选用质地坚硬，不易风化，没有裂缝且大致方正的块石，施工前应对表面进行清理。采用M7.5砂浆砌筑、砌石分层错缝，浆砌时坐浆挤紧，嵌填饱满密实，不得有空洞；

9）预制钢筋混凝土梁、板、栏杆。施工中需要的钢筋混凝土梁、板、栏杆在预制场地预制，5t～8t自卸汽车运至铺设地点，10t汽车吊吊装；

10）沉箱的预制和安装。沉箱预制场设置在施工棚附近，场地平整坚实，台座平整度符合设计要求，设置有必要的排水设施，保证制作构件时不因混凝土浇筑的振捣引起沉陷变形。当沉箱混凝土强度达到70%后方可进行吊装。沉箱下沉前应先进行施工放样，采用水力冲挖土，施工中应使沉箱平稳下沉，必要应进行调整。沉箱下沉到设计高程后，方可进行沉箱填沙和封口；

11）模袋混凝土护坡。施工分坡面修整、铺设反滤布及模袋布、充填模袋三个步骤。坡面修整主要是去除突出块石及其它尖锐杂物，以免刺破土工模袋，影响冲灌质量。反滤布及模袋布铺放需用船只配合，应使布自然展开，勿需拉紧，以免出现应力集中，造成破坏。在灌注孔处插入输送管灌浆，每个模袋单元体应一次充填完成，中间不可停机以免造成堵管。灌注口及泵机操作人员要密切配合，协调一致。充满后，立即降压，避免模袋块体周围开线，造成块体连通。

4 穿堤建筑物工程施工

本工程新建八座和旧十六座拆除重建的穿堤涵闸，均采用围堰挡水，旱地开槽施工方法。围堰施工前，备足编织袋及土料，保证围堰一次填筑成功。围堰施工时严格按照施工图纸进行施工，各种围堰和泄水建筑物的施工，严格按技术条款的有关规定和要求进行。

穿堤涵闸除了严格控制建筑物本身的施工质量外，还必须加强对建筑物与堤防连接处的结构处理和连接处的填土质量控制，做好接触缝上下游侧面的反滤层，以保证建筑物与堤防连接处有足够的渗径和接触缝间不出现集中渗流。

涵身混凝土浇筑前在工作面搭设施工排架和安装定型模板，排架上设溜筒，采用设在堤上的移动式搅拌机拌制混凝土，人力胶轮车在排架搭成的栈桥上运输混凝土熟料，运送至溜筒入仓，人工平仓后用插入式振捣器振捣密实。浇筑由外海侧向背水面方向推进，因涵闸断面较小，涵闸整体一次浇筑完成，不分层。现浇混凝土消力池由人力胶轮车将混凝土熟料运输入溜槽进仓，插入式加平板式振捣器振密实，人工抹平光面。工作桥和人行桥可通过施工排架支撑立模、扎钢筋，因工作面狭窄，由人力胶轮车将混凝土熟料运输至溜槽进仓，插入式加平板式振捣器振密实，人工抹平光面。