博興縣打漁張引黃灌區(qū)地處山東省北部,黃河下游右岸,是我國興建最早的引黃灌區(qū)之一,始建于1956年,灌區(qū)范圍涉及博興、廣饒、壽光、墾利、利津5縣,控制灌溉面積512萬畝。后因行政區(qū)劃的變遷,打漁張灌區(qū)控制面積逐步減少。目前,打漁張引黃灌區(qū)涉及博興縣的9個(gè)鎮(zhèn),2個(gè)辦事處,384個(gè)自然村,灌區(qū)人口41.4萬人,設(shè)計(jì)灌溉面積66萬畝。灌區(qū)內(nèi)共有干渠9條,總長度97.1公里;支渠190條,總長度233公里;干支渠主要建筑物300座。

1  工程概況

灌區(qū)2003年啟動(dòng)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程建設(shè),2005年灌區(qū)被列入國家大型灌區(qū)節(jié)水改造工程項(xiàng)目,分別在2005年、2006年、2007年及2008年冬季共進(jìn)行了6期續(xù)建配套節(jié)水改造工程建設(shè),累計(jì)完成投資近6000萬元(其中中央國債無償資金2200萬元),共計(jì)完成襯砌干渠渠道20多公里,維修節(jié)制閘2座,新建改建支門41座,新建交通橋、測(cè)水橋各3座,修筑渠堤道路16.8公里。項(xiàng)目的實(shí)施極大改善了灌區(qū)供水條件,節(jié)約了水資源,社會(huì)、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)效益顯著。

打漁張灌區(qū)干渠襯砌工程采用半斷面襯砌、全斷面防滲。渠道為梯形斷面,邊坡均為1/2,護(hù)坡采用厚6cm的C20預(yù)制砼板,板下鋪設(shè)土工布(500g/m2),渠底兩側(cè)坡腳設(shè)砌石砼封頂齒墻,渠底下60cm處鋪設(shè)一層0.2mm厚的塑料薄膜。干渠襯砌施工的基本順序是:渠槽土方整修—塑膜鋪設(shè)—渠底土方回填夯實(shí)—底角齒墻砌筑—砼板安砌—結(jié)構(gòu)縫、伸縮縫處理—砼封頂板現(xiàn)澆—壩面整修—竣工清理—竣工驗(yàn)收。項(xiàng)目建設(shè)是集土方、砌石、混凝土為一體工程,技術(shù)含量高、施工難度大。

2  存在的主要問題分析與對(duì)策

在近幾年渠道襯砌施工中,由于遇到不同的干渠土質(zhì),不同的地下水位,不同的天氣溫度等原因,在工程施工中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)一些難點(diǎn)問題,根據(jù)自身的施工實(shí)踐,對(duì)其中一些主要問題進(jìn)行認(rèn)真分析,總結(jié)出相應(yīng)的最佳方案,對(duì)今后工程設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行管理具有重要意義。希望通過相互交流,為今后灌區(qū)渠道襯砌總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn),不斷提高施工管理水平。

2.1粉沙質(zhì)土的回填壓實(shí)問題:灌區(qū)在2003年啟動(dòng)續(xù)建配套與節(jié)水改造工程建設(shè),主要施工內(nèi)容是襯砌二干渠渠首段1.3公里,維修節(jié)制閘兩座。在渠道的襯砌工程施工中,由于原渠道寬為25米,改造后渠道縮窄為18米,需要進(jìn)行土方回填,根據(jù)施工技術(shù)要求土方回填上三壓二(虛土上30cm,壓實(shí)后20cm),干密度達(dá)到1.6t/m3。在施工中,部分渠段出現(xiàn)回填土方達(dá)不到設(shè)計(jì)干密度情況(施工隊(duì)嚴(yán)格按施工要求進(jìn)行施工)。

分析:監(jiān)理人員與施工隊(duì)技術(shù)人員通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,發(fā)現(xiàn)二干渠渠首兩岸棄土為多年渠道清淤的黃河泥沙,沙粒比較細(xì),基本為粉沙。由于兩岸棄土堆積較高而含水量低(10%以下),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況,管理人員經(jīng)過分析,認(rèn)為壓實(shí)土方達(dá)不到設(shè)計(jì)要求一是與土質(zhì)有關(guān),二是與土壤含水量有關(guān)。

對(duì)策:監(jiān)理部與施工隊(duì)研究決定,進(jìn)行不同含水量的土方做壓實(shí)試驗(yàn)。在嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求,分不同的含水量進(jìn)行碾壓試驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)含水量在16%--19%時(shí),干密度可達(dá)到較大值1.55t/m3。經(jīng)過設(shè)計(jì)人員測(cè)算,按1.55t/m3可以滿足工程質(zhì)量要求,最后回填土壓實(shí)干密度按1.55 t/m3驗(yàn)收。

2.2渠道底塑料薄膜鋪設(shè)中出現(xiàn)的問題:干渠襯砌工程按照設(shè)計(jì)要求,渠底下60cm處鋪設(shè)一層0.2mm厚的塑料薄膜。鋪設(shè)前,首先用機(jī)械進(jìn)行渠底土方開挖,而后人工進(jìn)行平整、鋪設(shè)薄膜,薄膜鋪設(shè)按順?biāo)鞣较颍捎脻L放方式,搭接長度30cm,渠底塑膜鋪設(shè)、搭接完畢,進(jìn)行渠底土方回填壓實(shí)。但當(dāng)渠底土方回填壓實(shí)完畢,進(jìn)行下一道工序齒墻砌筑時(shí),發(fā)現(xiàn)塑膜寬度余量不足,無法與渠坡土工膜進(jìn)行搭接。

分析:經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析原因有二:一是灌區(qū)節(jié)水改造工程設(shè)計(jì)中薄膜的施工寬度是按渠道凈寬考慮計(jì)算,而在實(shí)際施工中渠底雖經(jīng)人工平整,但渠底土仍存在高低起伏、虛實(shí)不一的情況,而且部分渠段渠底存在淤泥,回填渠底土方使塑膜受壓變形收縮;二是施工中,鋪設(shè)的塑膜與支持面沒有完全貼實(shí),塑膜下有空氣或有明水。在土方回填時(shí),造成空氣或水不能順利排出,使塑膜鼓脹出現(xiàn)皺褶、懸空現(xiàn)象。

對(duì)策:為了避免上述問題,工程指揮部采取了如下措施:一是要求設(shè)計(jì)單位,在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮施工實(shí)際情況,留出余量;二是施工中做到嚴(yán)格監(jiān)控,塑膜的鋪設(shè)必須在干燥無水的情況下進(jìn)行,渠底明水必須排除,鋪設(shè)的塑膜要與支持面貼實(shí),塑膜下的空氣排凈;三是回填渠底土?xí)r,從一頭開始往另一頭趕,使膜下空氣(或明水)能順利排出,避免使空氣或水在膜下集中,造成薄膜鼓脹而出現(xiàn)懸空、褶皺現(xiàn)象。

2.3渠坡坡腳塌陷問題:2003年冬季施工的渠道襯砌工程,經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行后,部分渠段出現(xiàn)砼板護(hù)坡下部第一行板塌陷的現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)由于坡腳板的塌陷,造成渠坡角一至兩條縱縫出現(xiàn)裂縫,使水進(jìn)入混凝土板下,在冬季極易造成凍漲,渠坡遭到損壞,影響了渠道的正常運(yùn)行。

分析:灌區(qū)改造項(xiàng)目中,渠底兩側(cè)設(shè)砌石砼封頂齒墻,高60cm(其中M10漿砌石高45cm,C15現(xiàn)澆砼高15cm,齒墻頂寬45cm,底寬60cm)。進(jìn)行齒墻砌筑時(shí),施工隊(duì)為了方便施工,在齒墻靠坡腳的一側(cè)開挖了施工工作面,完成后由于空隙較窄,回填土方夯實(shí)困難,回填土不密實(shí)而沉陷,造成了坡腳第一行板塌陷。同時(shí),在施工中,由于現(xiàn)場(chǎng)管理人員經(jīng)驗(yàn)不足,對(duì)回填土沒有嚴(yán)格監(jiān)控。

對(duì)策:根據(jù)工程實(shí)際情況,采取了如下措施:一是基礎(chǔ)齒墻砌筑時(shí),靠近坡腳的一側(cè)嚴(yán)禁留工作面,以避免坡腳超挖影響后續(xù)工序的施工質(zhì)量;二是加強(qiáng)監(jiān)控,一旦出現(xiàn)超挖現(xiàn)象,土方回填單獨(dú)作為一個(gè)工序進(jìn)行報(bào)驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理加強(qiáng)監(jiān)控,要求用鐵錘等分層夯實(shí),保證回填土方的密實(shí)度。

2.4渠坡橫向伸縮縫兩側(cè)襯砌板,在冬季節(jié)易凍脹問題:灌區(qū)在2003年的渠道襯砌工程,渠坡每隔12.4m設(shè)一道橫向伸縮縫。伸縮縫設(shè)計(jì)為6cm厚,底層2cm砂漿層,中間2cm瀝青膠泥,上層2cm砂漿層。在當(dāng)年冬季寒冷季節(jié),伸縮縫兩側(cè)的砼板出現(xiàn)明顯的凍脹破壞

分析:經(jīng)分析主要原因是由于施工中膠泥填量較少,砂漿量多、標(biāo)號(hào)高,造成伸縮縫過硬造成。

對(duì)策:灌區(qū)在以后的施工中,更改了設(shè)計(jì),變?yōu)榈讓愉佉粚佑蜌,中間4cm膠泥,上層2cm砂漿保護(hù)層,并注意控制砂漿標(biāo)號(hào)在75號(hào)左右,這樣避免上述現(xiàn)象。

2.5冬季施工渠道削坡工序中應(yīng)注意的問題:在渠道襯砌工程中進(jìn)行邊坡修整時(shí),一般的施工方法是用機(jī)械進(jìn)行收坡,留10cm的土層,用人工循序漸進(jìn)的切削,最后掛線精整,以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)坡面為基準(zhǔn)(1:2.0)。在2005年工程施工中,部分施工隊(duì)完成土方回填后,緊接展開大面積機(jī)械收坡,人工削坡施工中也沒有做到干一段、成一段,留有尾巴。當(dāng)時(shí)天氣較為暖和(最低氣溫在0℃左右),沒引起注意,但在12月3號(hào)天氣驟然變冷,最低氣溫降到-9℃,新挖開的土坡全部被凍。在當(dāng)時(shí)氣溫下,經(jīng)過一夜凍土層也達(dá)4cm左右,有部分機(jī)械收的渠坡,經(jīng)過幾天后凍土層達(dá)到20cm左右。由于機(jī)械收坡的預(yù)留的保護(hù)層較薄,人工削的坡也基本到位,因此這次降溫給施工造成了巨大困難,施工時(shí)只能揭凍片,造成渠坡不同程度的傷坡,上凍時(shí)間短的,人工還可以施工,嚴(yán)重的只有用機(jī)械施工。不但造成渠坡超挖,影響了工程質(zhì)量、工期延誤,而且超挖部分進(jìn)行垂砂,造成經(jīng)濟(jì)損失。

對(duì)策:在冬季渠道襯砌工程施工中,進(jìn)行渠道邊坡修整工序時(shí):充分考慮氣溫因素,不宜機(jī)械收坡量過大,要做到機(jī)械粗削與人工精削步調(diào)保持一致;人工削坡當(dāng)天開工的要當(dāng)天干完、干到位,干一段成一段,不留尾工;一旦出現(xiàn)超挖,進(jìn)行垂砂處理。

2.6高含水量流沙層地段土方回填問題:2007年冬季,在襯砌十三條渠和三合干渠時(shí),遇到了流沙層,渠底表面看起來土質(zhì)非常好,只要人或機(jī)械上去一動(dòng)就成為泥沙而下陷,給工程施工造成了巨大難題。在渠道土方回填過程中,回填的土方經(jīng)機(jī)械碾壓,容易形成橡皮土,有時(shí)出現(xiàn)泉眼,無法壓實(shí)。雖然采取了開挖中溝排水、第一層回填土加厚等措施,但由于砂質(zhì)土滲水系數(shù)小,而工期緊,降水時(shí)間短,降水效果不明顯,往往需要第三批土才能設(shè)計(jì)干密度。

分析與對(duì)策:在施工過程中,現(xiàn)場(chǎng)管理人員認(rèn)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層,而且地下水位高,土壤含水量大;二是沙質(zhì)土滲水系數(shù)小,而工期緊、時(shí)間短,降水效果不明顯。因此,如何加快土壤排水是關(guān)鍵,此時(shí)有人提出對(duì)原地基進(jìn)行碾壓排水的施工方法,經(jīng)試驗(yàn)取得了較好的效果。其方法是:在挖好了滲水溝(溝深1.5m左右)的原地基上用機(jī)械碾壓2-3遍(在碾壓時(shí),就可以看到大量的水被擠壓出來,形成涓涓細(xì)流,流入滲水溝),14-20小時(shí)后取干土進(jìn)行回填碾壓,在這種情況下,第一批土土(第一批土可稍后點(diǎn),按40cm即可)碾壓后就可達(dá)到設(shè)計(jì)干密度要求。

結(jié)束語:以上是我在實(shí)際的工作中的一些經(jīng)驗(yàn)總結(jié),希望這些工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)讀者有所幫助,不合理的地方希望給提出寶貴意見。