打渔张灌区续建配套与节水改造工程施工中存在的主要问题分析与对策

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打渔张灌区续建配套与节水改造工程施工中存在的主要问题分析与对策

山东茂隆新材料科技有限公司 2020-11-18 2723


博兴县打渔张引黄灌区地处山东省北部,黄河下游右岸,是我国兴建最早的引黄灌区之一,始建于1956年,灌区范围涉及博兴、广饶、寿光、垦利、利津5县,控制灌溉面积512万亩。后因行政区划的变迁,打渔张灌区控制面积逐步减少。目前,打渔张引黄灌区涉及博兴县的9个镇,2个办事处,384个自然村,灌区人口41.4万人,设计灌溉面积66万亩。灌区内共有干渠9条,总长度97.1公里;支渠190条,总长度233公里;干支渠主要建筑物300座。

1 工程概况

灌区2003年启动续建配套与节水改造工程建设,2005年灌区被列入国家大型灌区节水改造工程项目,分别在2005年、2006年、2007年及2008年冬季共进行了6期续建配套节水改造工程建设,累计完成投资近6000万元(其中中央国债无偿资金2200万元),共计完成衬砌干渠渠道20多公里,维修节制闸2座,新建改建支门41座,新建交通桥、测水桥各3座,修筑渠堤道路16.8公里。项目的实施极大改善了灌区供水条件,节约了水资源,社会、生态和经济效益显著。

打渔张灌区干渠衬砌工程采用半断面衬砌、全断面防渗。渠道为梯形断面,边坡均为1/2,护坡采用厚6cm的C20预制砼板,板下铺设土工布(500g/m2),渠底两侧坡脚设砌石砼封顶齿墙,渠底下60cm处铺设一层0.2mm厚的塑料薄膜。干渠衬砌施工的基本顺序是:渠槽土方整修—塑膜铺设—渠底土方回填夯实—底角齿墙砌筑—砼板安砌—结构缝、伸缩缝处理—砼封顶板现浇—坝面整修—竣工清理—竣工验收。项目建设是集土方、砌石、混凝土为一体工程,技术含量高、施工难度大。

2 存在的主要问题分析与对策

在近几年渠道衬砌施工中,由于遇到不同的干渠土质,不同的地下水位,不同的天气温度等原因,在工程施工中经常会出现一些难点问题,根据自身的施工实践,对其中一些主要问题进行认真分析,总结出相应的最佳方案,对今后工程设计、施工、运行管理具有重要意义。希望通过相互交流,为今后灌区渠道衬砌总结施工经验,不断提高施工管理水平。

2.1粉沙质土的回填压实问题:灌区在2003年启动续建配套与节水改造工程建设,主要施工内容是衬砌二干渠渠首段1.3公里,维修节制闸两座。在渠道的衬砌工程施工中,由于原渠道宽为25米,改造后渠道缩窄为18米,需要进行土方回填,根据施工技术要求土方回填上三压二(虚土上30cm,压实后20cm),干密度达到1.6t/m3。在施工中,部分渠段出现回填土方达不到设计干密度情况(施工队严格按施工要求进行施工)。

分析:监理人员与施工队技术人员通过现场调查,发现二干渠渠首两岸弃土为多年渠道清淤的黄河泥沙,沙粒比较细,基本为粉沙。由于两岸弃土堆积较高而含水量低(10%以下),根据现场情况,管理人员经过分析,认为压实土方达不到设计要求一是与土质有关,二是与土壤含水量有关。

对策:监理部与施工队研究决定,进行不同含水量的土方做压实试验。在严格按照施工技术要求,分不同的含水量进行碾压试验后,发现含水量在16%--19%时,干密度可达到较大值1.55t/m3。经过设计人员测算,按1.55t/m3可以满足工程质量要求,最后回填土压实干密度按1.55 t/m3验收。

2.2渠道底塑料薄膜铺设中出现的问题:干渠衬砌工程按照设计要求,渠底下60cm处铺设一层0.2mm厚的塑料薄膜。铺设前,首先用机械进行渠底土方开挖,而后人工进行平整、铺设薄膜,薄膜铺设按顺水流方向,采用滚放方式,搭接长度30cm,渠底塑膜铺设、搭接完毕,进行渠底土方回填压实。但当渠底土方回填压实完毕,进行下一道工序齿墙砌筑时,发现塑膜宽度余量不足,无法与渠坡土工膜进行搭接。

分析:经现场分析原因有二:一是灌区节水改造工程设计中薄膜的施工宽度是按渠道净宽考虑计算,而在实际施工中渠底虽经人工平整,但渠底土仍存在高低起伏、虚实不一的情况,而且部分渠段渠底存在淤泥,回填渠底土方使塑膜受压变形收缩;二是施工中,铺设的塑膜与支持面没有完全贴实,塑膜下有空气或有明水。在土方回填时,造成空气或水不能顺利排出,使塑膜鼓胀出现皱褶、悬空现象。

对策:为了避免上述问题,工程指挥部采取了如下措施:一是要求设计单位,在设计时充分考虑施工实际情况,留出余量;二是施工中做到严格监控,塑膜的铺设必须在干燥无水的情况下进行,渠底明水必须排除,铺设的塑膜要与支持面贴实,塑膜下的空气排净;三是回填渠底土时,从一头开始往另一头赶,使膜下空气(或明水)能顺利排出,避免使空气或水在膜下集中,造成薄膜鼓胀而出现悬空、褶皱现象。

2.3渠坡坡脚塌陷问题:2003年冬季施工的渠道衬砌工程,经过一段时间运行后,部分渠段出现砼板护坡下部第一行板塌陷的现象。发现由于坡脚板的塌陷,造成渠坡角一至两条纵缝出现裂缝,使水进入混凝土板下,在冬季极易造成冻涨,渠坡遭到损坏,影响了渠道的正常运行。

复合土工膜(复合防渗膜)分为一布一膜和两布一膜,宽幅4-6m,重量为200—1500g/平方米,抗拉、抗撕裂、顶破等物理力学性能指标高,产品具有强度高,延伸性能较好,变形模量大,耐酸碱、抗腐蚀,耐老化,防渗性能好等特点。能满足水利、市政、建筑、交通,地铁、隧道、工程建设中的防渗、隔离、补强、防裂加固等土木工程需要。常用于堤坝、排水沟渠的防渗处理,以及废料场的防污处理。

分析:灌区改造项目中,渠底两侧设砌石砼封顶齿墙,高60cm(其中M10浆砌石高45cm,C15现浇砼高15cm,齿墙顶宽45cm,底宽60cm)。进行齿墙砌筑时,施工队为了方便施工,在齿墙靠坡脚的一侧开挖了施工工作面,完成后由于空隙较窄,回填土方夯实困难,回填土不密实而沉陷,造成了坡脚第一行板塌陷。同时,在施工中,由于现场管理人员经验不足,对回填土没有严格监控。

对策:根据工程实际情况,采取了如下措施:一是基础齿墙砌筑时,靠近坡脚的一侧严禁留工作面,以避免坡脚超挖影响后续工序的施工质量;二是加强监控,一旦出现超挖现象,土方回填单独作为一个工序进行报验,现场监理加强监控,要求用铁锤等分层夯实,保证回填土方的密实度。

2.4渠坡横向伸缩缝两侧衬砌板,在冬季节易冻胀问题:灌区在2003年的渠道衬砌工程,渠坡每隔12.4m设一道横向伸缩缝。伸缩缝设计为6cm厚,底层2cm砂浆层,中间2cm沥青胶泥,上层2cm砂浆层。在当年冬季寒冷季节,伸缩缝两侧的砼板出现明显的冻胀破坏

分析:经分析主要原因是由于施工中胶泥填量较少,砂浆量多、标号高,造成伸缩缝过硬造成。

对策:灌区在以后的施工中,更改了设计,变为底层铺一层油毡,中间4cm胶泥,上层2cm砂浆保护层,并注意控制砂浆标号在75号左右,这样避免上述现象。

2.5冬季施工渠道削坡工序中应注意的问题:在渠道衬砌工程中进行边坡修整时,一般的施工方法是用机械进行收坡,留10cm的土层,用人工循序渐进的切削,最后挂线精整,以达到标准坡面为基准(1:2.0)。在2005年工程施工中,部分施工队完成土方回填后,紧接展开大面积机械收坡,人工削坡施工中也没有做到干一段、成一段,留有尾巴。当时天气较为暖和(最低气温在0℃左右),没引起注意,但在12月3号天气骤然变冷,最低气温降到-9℃,新挖开的土坡全部被冻。在当时气温下,经过一夜冻土层也达4cm左右,有部分机械收的渠坡,经过几天后冻土层达到20cm左右。由于机械收坡的预留的保护层较薄,人工削的坡也基本到位,因此这次降温给施工造成了巨大困难,施工时只能揭冻片,造成渠坡不同程度的伤坡,上冻时间短的,人工还可以施工,严重的只有用机械施工。不但造成渠坡超挖,影响了工程质量、工期延误,而且超挖部分进行垂砂,造成经济损失。

对策:在冬季渠道衬砌工程施工中,进行渠道边坡修整工序时:充分考虑气温因素,不宜机械收坡量过大,要做到机械粗削与人工精削步调保持一致;人工削坡当天开工的要当天干完、干到位,干一段成一段,不留尾工;一旦出现超挖,进行垂砂处理。

2.6高含水量流沙层地段土方回填问题:2007年冬季,在衬砌十三条渠和三合干渠时,遇到了流沙层,渠底表面看起来土质非常好,只要人或机械上去一动就成为泥沙而下陷,给工程施工造成了巨大难题。在渠道土方回填过程中,回填的土方经机械碾压,容易形成橡皮土,有时出现泉眼,无法压实。虽然采取了开挖中沟排水、第一层回填土加厚等措施,但由于砂质土渗水系数小,而工期紧,降水时间短,降水效果不明显,往往需要第三批土才能设计干密度。

分析与对策:在施工过程中,现场管理人员认真其原因,探索更合理的施工方法。分析其原因有二:一是施工段是流沙层,而且地下水位高,土壤含水量大;二是沙质土渗水系数小,而工期紧、时间短,降水效果不明显。因此,如何加快土壤排水是关键,此时有人提出对原地基进行碾压排水的施工方法,经试验取得了较好的效果。其方法是:在挖好了渗水沟(沟深1.5m左右)的原地基上用机械碾压2-3遍(在碾压时,就可以看到大量的水被挤压出来,形成涓涓细流,流入渗水沟),14-20小时后取干土进行回填碾压,在这种情况下,第一批土土(第一批土可稍后点,按40cm即可)碾压后就可达到设计干密度要求。

结束语:以上是我在实际的工作中的一些经验总结,希望这些工作经验对读者有所帮助,不合理的地方希望给提出宝贵意见。


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