水库加固工程(5)

2018-12-29 23:46

(1) 应将两端堤防的连接面挖成台阶状,两台阶之间以1:3~1:5以上的坡衔接,以利于分层压实。

(2)连接面可做成以临水坡堤角为支点向新堤段转角5°~10°形成的微斜面,有利于水压力作用下新老堤连接面的稳定,同时接触面的渗径也有所增加。 (3)溃口两端,应从清基后的刷深地基向上-坡到堤顶成为连接面。 2.不同结构断面的连接

(1)新堤土料防渗心墙或斜墙在连接段部位的断面应扩大为非连接段断面的3倍,与均质断面相连。

(2)新堤土工膜防渗斜墙应一直铺设至连接段末并再延伸6~8m。 (3)两端均质堤防的连接面应挖成台阶状并以1:3~1:5的坡衔接,以利于分层压实。

3.与培厚加高堤段的连接

(1)复堤段新堤应与两端培厚加高堤段的堤轴线保持一致。 (2)先完成两端培厚加高断面。 (3)再按上述连接方法进行堤段的连接。 (三)堤线选择的原则

退堤还滩和裁弯取直段的堤防需要新建,该段堤线的选择十分重要,一般应遵循以下原则:

1.应与河势流向相适应,并与大洪水的主流线大致平行,宜保留适当宽度的滩地。

2.尽量避开软弱地基,古河道,强透水层地层,应选择土质较好的地基填筑堤防。

3.堤线力求平顺,不同堤段间应以平缓曲线相连接,不宜采用折线或急弯。 4.同一河段两岸堤防的间距或一岸高地与一岸堤防间的距离应大致相等,不宜突然放大或缩小。

5.堤线所在范围应尽可能拆迁量少。

第三节 堤身填筑技术要求

无论是在新堤线上建新堤防,还是培厚加高原堤防,都应按堤防工程施工的有关规范进行施工,严格控制堤身填筑质量,改变以往堤防工程施工质量难以控制和保证的局面。 一、清基

1.新堤或培厚部分的地基

(1)应将表层的石块、淤泥腐殖土、杂填土、泥炭以及杂物等清除干净,并将堤基平整压实,清基范围应超出设计边线50cm。

(2)堤基如有房基、孔洞应彻底清除,所有坑洼应按堤身要求分层压实填平。

2.溃口地基

在将溃口的抛填物全部清理干净,直至地基,并将地基表层厚30cm的土挖除。

3.特殊地基

软基、强透水地基应进行专门处理,见第五章。 二、土料及材料的选择与设计 (一)均质堤土料

筑堤材料就地取材,因材设计,沼泽土、富含未完全分解有机质的土料不宜采用,采用膨胀性土,分散性粘土应作专门论证,一般粘土、亚粘土都可作为筑堤土料,优先选用粘性含量15%~30%,塑性指数10~20,天然含水率接近填筑最优含水率的亚粘土。要求不含砂、植物根茎、砖瓦、垃圾等杂物,浸水变形量小,渗透系数不大于1310-4cm/s,按重量计,水溶盐含量不大于3%,有机质含量不大于5%。 填筑压实干密度ρds:

ρds=ρ2ρ

dmax

(2-11)

式中 ρ为压密度,1级堤防不应小于0.94;2级和高度超过6m的3级堤防不小于0.92; 3级以下及低于6m的3级堤防不小于0.90;ρdmax为标准击实仪击实试验最大干密度(g/cm3),同时得出最优含水率wop。

最优含水率wop与最大干密度ρdmax可由两种方法得出,一是由标准击实试验得出,应尽量采用此法;二是通过以下公式计算,作为设计参考。

wop=wp+BIp

(2-12) 式中 wp为塑限含水率(%);IP为塑性指数(%);B为稠度系数,可采用0.2。 ρ

dmax

=Gs(1-Va)/(1+Gswop) (2-13)

式中 GS为土粒比重;Va为压实土的含气率,粘土为0.05,亚粘土0.04-0.03。 得出ρdmax值后,由式(2-11)可得到填筑压实干密度ρds,亦即设计要求达到的干密度。

如采用较轻的碾压机具,则应根据与施工碾压机具相应的击实试验或碾压试验曲线确定填筑干密度和最优含水率。一定压实功能下的最大干密度与最优含水率对应,若实际填土含水率与填筑最优含水率有较大偏差,则在同样的压实功能下,就达不到设计填筑压实干密度,所以实际填土含水率与填筑最优含水率的差值,应不小于3%。填筑含水率是土堤填筑施工前控制填筑质量的重要指标之一,填筑干密度是检查、控制填筑质量的主要指标之一。 (二)复式堤防渗体土料

防渗体土料应选择粘粒含量不大于30~40%、渗透系数不大于1310-5cm/s的粘土,应不含杂质,水溶盐及有机质含量应分别小于3%和5%,天然含水率应接近填筑最优含水率。 (三)复式堤砂砾料

应选择耐风化,水稳性好,颗粒级配较好(连续性好,不均匀系数较大),透水性好,不易发生渗透变形,含泥量小于5%的砂砾石或砾卵石。

砂砾石、砾卵石填筑的设计指标用相对密度Dr表示,一般Dr 应达到0.65,即中密程度。其碾压设备尽量采用振动碾。以相对密度Dr表示的填筑干密度ρd为:

ρ

式中ρ

max

dmax

min

max

ρ

min

/((1-Dr)ρ

max

+Drρ

min

) (2-14)

、ρ──分别为由试验得到的最大干密度与最小干密度。

(四)复式堤防渗土工膜

土工膜有单层土工膜与复合土工膜之分,常用的膜料材质是聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)。单层土工膜即仅有裸露的该层PE或PVC,复合土工膜则在PE或PVC的两侧或一侧粘合非织造针刺土工织物(俗称无纺土工布或无纺布),形成两布一膜或一布一膜的复合土工膜。

应优先选择复合土工膜,并且优先选择两布一膜型复合土工膜。因为两侧的无纺布不仅对中间的防渗膜起保护作用,而且沿其平面具有一定的排水功能,此外,无纺布与土料的摩擦角一般大于膜与土料的摩擦角。虽然复合土工膜的价格比单层土工膜稍贵,但从结构布置简单,施工便利、经久耐用的等方面综合考虑,采用复合土工膜是经济合理的。

堤防采用的PE或PVC膜料厚度范围为0.2~0.8mm,起保护、排水作用的无纺布的选取范围为150~400g/m2。若采用复合土工膜,宜选择膜厚0.25~0.4mm,两侧无纺布各为200~300g/m2;若采用单层土工膜,宜选择厚度0.5~0.8mm。 三、土料填筑的技术要求 (一)堤身压实参数的选定

在堤防除险加固工程正式开工以前,应尽量按选择的施工机械安排压实试验,通过试验选定铺土厚度、土块限制尺寸、含水率的适宜范围、压实方法和压实遍数。

在无试验资料时,铺土厚度和土块粒径的限制尺寸可参照表2-3选用。

表2-3 铺土厚度和土块粒径的限制尺寸

压实功能压实机具种类 类型 轻型 人工夯、机械夯 5~10t平碾 中型 12~15t平碾 斗容2.5m3铲运机 5~8t振动碾 斗容>7m3铲运机 10~16t振动碾 加载气胎碾 砂砾料应尽量选择振动碾压实,图2-10为一均匀砾质砂的相对密度随深度分布情况,可供参考。 因当地条件所限选用履带拖拉机碾压时,为在压实过程中产生较大的振动力,一般拖拉机要用3~4挡速度,表

铺土的限制厚度(cm) 15~20 20~25 25~30 土块的限制粒径(cm) 5 8 10 重型 30~35 15

2-4为某些土坝工程实际使用的经验,可供参考。

图2-10 均匀砾质砂用振动碾压实的相对密度随

深度分布情况

表2-4 某些土坝用拖拉机压实的施工参数

土类名称 砂砾料 砂砾料 亚粘土 亚粘土 履带单位压力铺土厚度碾压遍数压实平均干密(KPa) (cm) (遍) 度(g/cm3) C-80 48 40 12 1.72~2.09 D7、D8、HD14 43~53 50 6 >1.72 C-80 48 30 9~10 1.65 C-80 48 25 6~10 1.62~1.65 拖拉机型号 (二)土料填筑的技术要求 1.含水率的处理

(1)低含水率的洒水处理

当土料的含水率比施工填筑最优含水率低,可在取土时用雾状水给土料加水,

然后将土料堆置在另一处,搁置一定时间,使含水率均匀,即可用于填筑。 (2)高含水率的人工翻晒处理

选择适当的场地,用齿耙将土耙碎,坚硬粘土用铁铣切成厚1~2cm薄片,每层深10~20cm,挖后使其相互架空晾晒,待表层稍干即打碎成小于2~3cm的土块,继续翻晒。表层稍干用铁铣翻动一次,如此反复,直至含水率降低到施工控制含水率范围为止。 2.卸、铺料

粘性土料宜用进占法或后退法卸料。砂砾料卸料高度不宜过大,如发生颗粒分离,应混合均匀。

铺土压实应从最低部位开始,按水平分层向上铺土填筑,不得顺坡铺土填筑,铺土应按选定或由压实试验确定的厚度进行控制,当靠近边坡铺土时,应超出设计边线一定余量,人工铺料宜为10cm,机械铺料宜为30cm。

土料的铺填与压实工序应连续进行,以免土料被晒干而影响填筑质量。对表面已风干的土层,如间隔时间较长,在其上再填新土前应作表面刨毛和洒水湿润。 3.压实 (1)机械压实


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