挡水埝路基边坡防排水施工工法.docx
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挡水埝路基边坡防排水施工工法
挡水埝路基边坡防排水施工工法
一、前言
山丘地区铁路、公路建设中,路基斜坡上游一侧的水流直接影响着路基工程施工质量,青藏铁路多年冻土区斜坡沼泽化湿地区,水流进入路基填土段,必将加重多年冻土区冻胀融沉,其防排水由为重要。
中铁十七局集团二公司在青藏铁路17标路基施工中,设置挡水埝拦截上游地表水、地下承压水,引至线路走向的固定排水口,施工方法简单,路基防护效果显著,归纳形成本工法。
二、工法特点
1、操作简单、易于掌握,工序安排合理、工效高。
2、较好地解决了地面横坡较大的沼泽湿地路基防排水问题。
3、有效地将水源引离路基底,将基底湿地中的水排干,保证了处于湿地中的路基不受地上、地下水侵蚀。
三、适用范围
适用于地表面横坡度较大的高山湿地路基排水、防护工程,沿河、沿溪易受水害的路基排水、防护工程,以及水利工程防护等。
四、施工工艺
(一)工艺原理
挡水埝路基边坡防排水设施由挡水板、挡水埝和防护坡三部分组成。
挡水埝边坡防排水设施,底部安设挡水板(SPRE),挡水板顶部高出原地面20cm,底部深入高原多年冻土天然上限50cm。
挡水板上部填土成堤坝状(挡水平台),改变原来地质情况,使多年冻土上限上移,形成天然挡水屏障。
能有效阻挡地表、地下来水,排干基底原有水,从而避免了高原山区水位差和沼泽湿地对路基的危害,使地基承载力不致因水而降低,保证工程质量。
(二)工艺流程
(三)操作要点
1、施工准备
(1)施工前仔细查看有关设计图纸及规范,计算所需材料数量以及填筑土方数量。
(2)配套配备施工所需发电机、焊机等机具设备。
(3)对进场原材料(挡水板、复合土工膜等)进行严格的检查,关键材料必须有质量合格证、出厂检测报告,并经自检材质合格方可使用。
进场原材料储存于固定场所,做好防晒、防潮、防雨雪工作。
(4)做好施工前测量、放线工作,使挡水埝线形平顺流畅。
(5)充分考虑环保要求,结合管段低填方、桥涵缺口及既有便道综合考虑,尽量减少横向施工便道。
挡水埝边坡防排水设施施工工艺流程图
2、基槽开挖
挡水埝基槽开挖尽量安排在6月前、9月后的寒季进行。
按照线路走向做好施工放样,定好挡水板位置及挡水埝坡脚线。
用开槽机开槽,槽宽1m,深至天然冻土上限以下50cm(以设计尺寸为主),沟槽底面必须平整无凹凸及石块,沟槽侧面无突出尖石等尖锐物,防止刺破SPRE挡水板。
开挖后应及时进行下道工序施工,以防止挖槽边坡坍塌。
覆盖保温材料、搭遮阳蓬,做好隔热防护,防止基坑中高含冰量多年冻土大量融化,给施工造成困难。
3、安放SPRE防水卷材挡水板
⑴焊接:
基槽开挖的同时,SPRE防水卷材就位,根据设计图纸并结合现场实际开挖情况裁剪下料。
焊接卷材时,卷材底支垫长2.5m以上,宽0.3m的平木板,使焊机能在其上顺利行走。
焊缝搭接宜同方向进行,焊缝搭接宽度8-10cm,焊缝不得漏点或出现死角。
焊接施工不宜在雨雪、大风天或气温过低时施工。
⑵安放:
SPRE卷材防水板插设自挡水埝分段的任一侧开始,沿线路方向紧跟开槽机进行。
插设过程中,防水卷材不得扭曲,并深入至地面以下20cm、天然冻土上限以下50cm。
4、回填夯实
防水卷材安放就位后及时回填原状土,两侧对称分层填筑夯实,确保防水板直线段平顺、曲线段圆顺。
土方回填夯实不得破坏挡水板线形,剩余土方应废弃至专用弃土场,并尽可能移植草皮防护。
5、挡水平台土方填筑
(1)挡水埝施工不得破坏原地面,必须远运土填筑,填筑时以粘性土为宜。
粘土来源确有困难,用粗粒土填筑时,按设计要求做好迎水面隔水层。
(2)挡水平台严格按断面图进行施工,分层填筑每层虚铺不得超过25cm,用16t以下压路机压实。
顶面宽度不足时,一次把料填到设计方量后用挖机收坡使之成型,用小型压路机或振动夯碾压密实,人工刷坡、整修。
迎水侧流水面要疏通、整平,坑洼处回填夯实,确保排水顺畅。
迎水侧汇水处开挖、夯填成U形排水沟槽。
6、防护坡道施工
(1)铺砂垫层。
土方整修成型后即可进行防护坡道施工,迎水侧铺设10cm中粗砂垫层成人字坡或折线坡,砂中不得夹有尖石等硬块,同时注意覆盖防护以防止雨水冲刷。
(2)铺设复合土工膜。
垫层整修完毕后,根据铺设宽度,复合土工膜沿路基纵向铺贴,深入至U形沟下面,搭接宽度不得小于10cm,焊缝宽度3-5cm,焊缝应饱满、平整、密贴,保证复合土工膜平整无褶皱、翘曲现象。
(3)铺设防护设施。
迎水面、U形沟槽按实际情况铺设预制块,预制块随复合土工膜同步铺设。
铺设时应挂线、适当埋入地面,以保证成型后坡面平顺、防护体稳定。
预制块宜采用C15预制板,用0.6×0.6×0.1m和0.6×0.3×0.1m两种规格做错缝铺砌,缝宽2cm,勾缝采用平缝压槽。
标准断面形式见下图
五、材料
挡水埝防排水设施使用主要材料:
SPRE防水卷材、复合土工膜。
1、SPRE防水卷材,多为聚乙烯或聚丙烯,分子间隙很小,强度高、韧性大、可焊性好、隔水防渗效果较好。
产品主要技术性能指标
不透水性30minMpa
≥0.3
抗拉强度Mpa
≥9
伸长率%
≥80
抗老
化保
持率
抗拉强度保持率%
≥80
伸长保持率%
≥70
低温柔性保持率%
100
低温柔性
-40℃,浸水-25℃,φ10mm180°
对折无裂纹
2、复合土工膜,由聚乙烯高分子塑料膜和涤纶针刺无纺土工布组合而成,一般有一布一膜、二布一膜或多布多膜。
塑料膜起隔水防渗作用,无纺土工布起保护塑料膜的作用。
利用复合土工膜中塑料膜的隔水防渗作用,使膜上水不渗入膜下地基或路基中,从而提高地基或路基承载力。
该产品具有强度高,延伸性能好,变形模量大、耐酸碱、耐老化、防渗性能好,不受气候的影响等特点。
单位面积质量200-1600g/m²,幅宽1-5m。
复合土工膜技术指标
项目
单位
面积质量(g/m²)/膜厚(mm)
150/0.2
200/0.2
100/0.2/100
150/0.2/150
150/0.3/150
单位面积
质量
g/m²
350
400
400
500
600
抗拉强度
纵向
KN/m
5.0
5.6
5.9
8.1
11.2
横向
KN/m
5.5
6.2
6.5
8.9
12.2
延伸率
纵向
%
52
59
50
48
40
横向
%
53
60
45
51
32
CBR顶破
强力
KN
1.1
1.3
1.5
1.9
2.4
渗透系数
cm/s
按设计或合同规定
六、机具设备
表1机具设备配套表
序号
机械设备型号
数量
工作内容
备注
1
开槽机
1台
开挖基槽
2
挖掘机
1台
3
发电机
1台
焊接发电
不小于12kw
4
卷材焊机
1台
防水卷材、土工膜焊接
5
打夯机
1台
回填夯实
6
压路机
1台
填土碾压
7
汽车
3-4台
土方、材料运输
8
爆破设备
1套
开挖基槽
七、劳动组织
长距离施工可采用流水作业法。
每个施工段可成立五个施工组,各组分工见表2。
表2劳动力组织表
序号
组别
岗位或工种
人数
工作内容
1
指挥
1人
现场指挥,组织协调
2
开挖组
测工
1人
配合挖掘机清理槽底
3
挖掘机司机
1人
4
杂工
2人
5
铺设组
焊工
2人
搬运、铺设、焊接卷材
6
机械工
1人
7
杂工
6人
8
回填组
挖掘机司机
1人
回填、打夯、压实
9
压路机司机
1人
10
杂工
3人
11
防护组
技术员
1人
搬运铺设、复合土工膜、预制块
12
杂工
8人
13
收尾组
测工
1人
刷坡整形
14
杂工
6人
八、质量控制
依据青藏铁路设计规划精神和《青藏铁路高原多年冻土区工程施工暂行规定》、《青藏铁路高原多年冻土区路基工程质量检验评定及验收标准》规定,挡水埝边坡防排水设施施工要保持迎水面坡面平顺、排水顺畅,回填密实、基底稳定无渗漏,固定取弃土及草皮移植、环保施工,保护青藏高原多年冻土和生态环境。
1、挡水埝顶面高程偏差不得大于5cm,宽度不得小于设计值。
2、边坡坡面应保持平顺,保证水流畅通。
不得小于设计值的5%。
3、挡水板至路堤坡脚不得大于7m。
4、挡水板高度应依据设计高度,结合现场实际情况确定,挡水板至少高出坡面50cm。
5、土工膜焊缝搭接宽度不得小于10cm。
6、填土压实度应对照路堤填土标准夯填密实。
九、安全保障
为保障挡水埝边坡防护设施高原施工安全和员工身体健康,项目部主要从组织、技术和经济投入等方面采取措施。
作业人员上岗前,项目部结合高原施工、工序衔接和工种配合等内容组织安全培训和教育,促使参建职工详细了解本岗位作业内容、安全操作规程、安全注意事项等。
焊工、机械司机等特种作业人员要持证、经考核合格方可上岗作业。
配备专职安全员和医护巡防员,开展日常安全、医疗卫生监督检查。
对施工过程中的有关安全防护、医疗保健问题进行指导、帮助。
十、效益分析
1、本工法充分考虑了现有工程和正式工程的兼顾,以及对现有工程资源的合理利用,减少了重复工序,降低了主体工程的施工成本。
2、本工程有效地阻挡了上游来水,并对现有湿地予以排干。
避免了路基因水害而造成的返工或更改设计,减少了路基的维修次数,节省大量维修费用。
3、与其它排水、挡水设施相比,本工法有工期短,防水作用大,不破坏原地面等优点。
十一、工程实例
青藏铁路17标段,地处唐古拉山北麓沼泽湿地区,线路路基沿山体坡脚走向,地面横坡较大,且地表、地下水发育。
采用此挡水埝边坡防排水,有效地拦截了地表、地下水流,排除了湿地水份,路基边坡防护效果明显。
青藏铁路15、16标雁石坪段,路基防护地处高原斜坡湿地,地下水发育,采用此挡水埝防排水设施,拦截地下水从固定的桥涵缺口流出,有效地控制了水的流向,保护了路基本体不受水流浸蚀。
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- 关 键 词:
- 挡水埝 路基 边坡防 排水 施工