采用机械压实时,碾压机具的行走方向应平行于堤轴线,不宜垂直堤轴线方向碾压。若以履带式拖拉机或拖拉机带碾滚作为压实机械时,则可采用进退错距法压实工艺,碾迹套压宽度宜大于10cm。若以铲运机、自卸汽车等作为压实机械时,可采用轮迹排压法工艺,轮迹套压宽度宜为3~5cm。分段分片碾压时,相邻两个工作面碾迹的搭接宽度,平行堤轴线方向应大于0.5m,垂直堤轴线方向宜为3~5m。相邻工作面有高差时应以斜坡相接,坡比1:3~1:5,且应湿润、刨毛,对机械碾压不到的死角,应辅以夯具进行夯实。若填土出现“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏等现象,应根据具体情况及时处理,或挖除,或刨松后重新碾压,经检验合格后才能铺填新土。
对砂砾料压实的洒水量,宜为填筑方量的20%~40%,中细砂压实时的洒水量,应按其最优含水率控制。 (2)夯实
采用人工硪夯和机械夯压实时,应采用连环套打法夯实;夯压夯迹1/3,行压行迹1/3,使平面上夯迹双向套压。分段、分片夯压时,夯迹搭接的宽度应不小于10cm。
(3)雨季、负温(气温零度以下)时填筑
在多雨季节填筑时,应根据雨情预报,在降雨前及时压实作业面表层的松土,作业面可做成中央凸起向两侧微倾状,以排泄雨水。对于粘土斜墙或心墙,宜用薄塑料膜覆盖。降雨时及雨后,堤面禁止车辆通行,也不得践踏堤面。粘性土在雨后填筑前应先晾晒或去掉表层土,待含水率达到要求后,再创毛,铺设新土。 冬季施工遇负温天气应停工,特殊情况下允许气温不低于-5℃时施工,但应采用重型机械碾压,并采取一些保温措施,必须保证压实时土料温度在0℃以上。因此,应取正温(气温零度以上)土料,且不得夹带冻土和冰雪。装土、铺土、碾压、取样等工序都应快速流畅。一旦发现施工过程中出现土料冻结现象应立即停工。此外,负温下填筑对土料的含水率应作严格控制,粘性土的含水率不得大于塑限的90%,砂料含水率不得大于4%。 (4)压实干密度、含水率的现场检查
粘性土可取土样以烘干法测出压实干密度、填筑含水率,砂砾石可通过挖坑置水法测出干密度或相对密度,取样部位与数量可根据规范和具体情况定。力求分布均匀、有代表性,按不同堤段划分的施工单元的压实质量合格标准应按表2-5执行。
表2-5 土堤施工的单元工程压实质量合格标准 堤型 均质堤
筑堤材料 新筑堤 粘性土 干密度合格率(%) 1、2级土堤 3级土堤 ≥85 ≥80
老堤 加高培厚 防渗体 非防渗体 少粘性土 粘性土 少粘性土 粘性土 无粘性土 ≥90 ≥85 ≥85 ≥90 ≥85 ≥85 ≥80 ≥80 ≥85 ≥80 非均质堤 4.新、老堤段与新、老堤身的结合处理
新、老堤结合或老堤培厚加高的新老堤身结合在施工中应高度重视,处理不当往往在汛期造成渗漏、滑坡等重大险情。
老堤端或老堤身连接面应严格清除草根、树根及其它杂物,应按设计要求挖成台阶状,并以大于1:3的坡衔接。在老堤身连接土层面上洒水并刨毛后沿水平层面铺设新土,沿水平层面进行碾压。铺土厚度、土料含水率、碾压遍数、压实干密度都必须严格控制。
堤身全断面填筑完毕后,应削坡清理拍打平实。 5.颗粒型反滤、排水的铺设施工要求
(1)铺设前,应有足够的备料,每10m至少设样桩一排。
(2)铺筑应自底部向上逐级铺填,不得从高处顺坡向下倾倒。分段铺筑时,各层工作面之间应留出足够距离,使呈阶梯状,不得发生层间错位、缺断;陡于1:1坡比的反滤层施工时,应采用挡板支护铺筑。砂砾料应适当洒水,层面应拍打平实。
(3)已铺工段不准人车通行,防止污染和损坏。
(4)雪天应停止铺筑,雪后复工应防止冰块冻土积雪混入料内。 四、土工膜拼接铺设的技术要求
土工膜是十分有效的新型防渗材料,但其防渗是否达到应有效果,关键在于施工质量,因此必须重视以下技术要求。 1.斜墙土工膜的垫层清理
新填砂砾石坡面经过削坡拍实后可直接铺设防渗土工膜,但应将坡面上的尖锐杂物清理干净,以免刺破土工膜。
如土工膜铺在老堤身坡面上,坡面经削坡后还有草根、芦苇根时,需喷洒除草剂,以防芦苇等植物生长顶穿土工膜。
2.土工膜铺设与拼接
铺设前应仔细检查土工膜有无破损,如发现破损应修补或裁除。
土工膜应以长度方向沿堤轴线铺设,以减少接缝。如果用复合土工膜,则应要求厂家在整幅复合膜的四周留出10cm宽的拼接带,即在该10cm宽范围内,织物与防渗膜是分开的,以便膜与膜的拼接。
如防渗膜为聚乙烯,可采用焊接法拼接,如防渗膜为聚氯乙烯,则可采用焊接法(应注意劳动保护)或胶接法拼接。拼接前均需将拼接带部位擦拭干净,以保证接缝密合质量。
焊接可采用热楔型双缝焊接机,其焊接温度与行走速度均可调节,为保证焊接质量,应根据大气温度,风速的变化,调节焊接温度与行走速度。温度过高或行走速度过慢,会使拼接部位膜熔透破坏;反之,则接缝焊接不牢。因此,每天早、晚与中午应通过试验调置不同的温度与速度。双焊缝可通过向焊缝间充气检查质量, 可在缝端设压力表,充气压力一般为200KPa,气带隆起5~10分钟不瘪,说明焊缝质量满足要求,若发现漏气,漏气处即为漏焊或焊接不牢处,应及时补焊。
采用胶接法拼接聚氯乙烯膜,可选用PVC胶,应边清洁接缝部位,边涂胶,边贴合,并用砂袋慢慢拖压,使接缝贴合牢固。春秋季节应固化12h,冬季应固化24h。胶接缝的质量检查可掰开接缝部分观察其接缝颜色是否一致,一般漏胶部位均可被发现,发现后应立即补胶。
焊接、胶接质量还可通过抽样作拉伸试验,一般拼接强度不低于母材强度,有的要求不低于母材强度的80%,抽样部位与数量可根据具体情况决定。 复合土工膜在中间的防渗膜拼接以后,土工织物可用手提缝纫机缝合。 3.土工膜的周边固定
土工膜与地基的连接必须安全可靠。若地基为粘性土,则可将土工膜埋在浆砌石趾墙的槽中,土工膜必须与粘性土贴合紧密,接触渗径应达到承受水头的1/4~1/3。若地基设置混凝土竖直防渗墙体,且防渗墙体表面平整,可用螺栓和钢条将土工膜锚固在混凝土墙体上。若墙体不平整,则需用混凝土在墙体上浇筑一截平整的连接段,将土工膜锚固在连接段上。锚固连接处应填盖粘土,或浇筑混凝土,一方面延长接触渗径,另一方面可防止锚固件的锈蚀。
斜墙土工膜与堤顶防浪墙的连接也应可靠,若与混凝土防浪墙连接,可采用上述螺栓锚固的方法;若与浆砌石防浪墙连接,可埋入墙底50~60cm。 心墙土工膜可在设计水位以上0.5m向背水面折90°作成封顶,以路面基土压实。
图2-11 为南京市某段长江大堤,以复合土工膜防渗,其底部与土基连接,顶部与浆砌石防浪墙连接。
图2-11 以土工膜做防渗的南京市某段长江大堤断面 (本图由南京水利规划设计院提供) 4.保护层的铺设
可在复合土工膜上直接铺块石或混凝土预制板护坡或现浇混凝土护坡,但石块和混凝土预制板应小心轻轻地放置在复合土工膜上,以免砸破土工膜。 在单层膜上铺砂砾料作保护层,应清除其中的尖锐杂物,以免刺破土工膜。
第四节 堤顶与边坡的防护
为了消除汛期风浪对堤顶和堤坡的冲刷险情,应对堤顶和堤坡未设坚固防护设施的堤段进行防护加固。 一、堤顶防护 1.堤顶路面
对3级以上或高度大于6m的堤防,应考虑堤顶对风浪溅顶的抵抗能力,应结合交通要求修筑水泥混凝土或沥青混凝土路面。路面应与临水坡的护坡紧密连接。路面宽度可根据防汛与交通的需要定。路面应向两面倾斜,坡度以2%~3%为宜,以排除路面积水。 2.堤顶防浪墙
设防浪墙抵御风浪经济合理。其结构型式应选择混凝土或浆砌石型式。堤顶面以上墙的高度不宜大于1.2~1.5m,埋置深度应在50cm以上,形状尺寸可根据需要拟定,间隔20m左右设置变形缝。防浪墙应与堤身防渗体相连接。 防浪墙应进行强度和稳定核算,可查阅有关挡土墙计算手册。
汛期中损坏的防浪墙应按上述要求维修或重建。 二、边坡防护
(一)边坡防护的型式与选择 1.灌砌石、浆砌石护坡以及干砌石护坡
汛期遭受很大风浪袭击的大江大河大湖堤防应选用灌砌石或浆砌石护坡,其不仅坚固耐冲刷,而且具有消浪作用。
干砌石的消浪作用好,但其整体性较差,抵御一般较大风浪的工程级别3级以上或堤高超过6m的堤防可采用干砌石护坡。其也可用于暴雨强度大堤段的背水坡护坡。 2.混凝土护坡
混凝土护坡抗冲刷能力强,但消浪作用差,抵御较大风浪的堤防可选用混凝土护坡。当在混凝土护坡面上设置数排混凝土消浪墩时,可抵御大风浪的袭击。 3.模袋混凝土护坡
遭受很大风浪袭击和较大流速水流冲刷的重要堤段,当地又缺乏块石资源,可选用模袋混凝土作为临水坡护坡。其抗风浪冲刷、水流淘刷的能力强。整体性好,强度高,且消浪作用好。 4.草皮护坡
通常可选用草皮作为背水坡护坡。不经常过水的季节性河流或临水坡前有较高、较宽滩地的一般性堤段可采用草皮作为临水坡护坡。 5.其它护坡
水泥土护坡消浪作用差,强度较低,耐久性也差,所以可供抵御一般风浪的一般堤段采用。干砌石框格内铺卵石护坡可用于背水坡护坡。 (二)护坡构筑与修复的技术要求 1.护坡垫层
砌石型护坡、混凝土护坡与堤土之间应设置砂砾、碎石垫层,厚度约15cm左右。
采用非织造土工织物(常称无纺布)作为隔离反滤层常常是经济合理的,并且施工简捷。但是土工织物规格的选取必须满足反滤准则与透水性准则要求。