水库除险加固中抛石挤淤施工技术探究

水库除险加固中抛石挤淤施工技术探究

傅宇轩

江苏省工程勘测研究院有限责任公司，江苏 扬州 225000

摘要：我国为防汛抗旱，在近几十年建立了水库九万八千余座，这些水库在我国水利工程中为防洪、灌溉、发电以及水产养殖方面贡献了不可忽略的重要力量。然而，在水库建成之时受到财力、物力以及当时生产技术与施工条件等不同客观因素的限制，部分水库存在病险隐患严重的问题，防洪能力也逐年下降。因此，为确保水库快速“脱险”，本文对水库除险加固中抛石挤淤施工技术展开探究，从抛石挤淤施工技术的具体内容以及注意要点入手，分析如何更好运用于水库除险工程之中。

关键词：水库除险；抛石挤淤；施工方案

引言

当水库运行多年后，会产生大量淤泥，淤泥含水量较大，若使用人工清理或器械挖掘，则普遍存在挖方量过大、淤泥运输困难的问题。为此，为保证水利工程质量，一定要定期为水库进行除险加固工程，保证水库下方基础稳定性，最终保证施工质量。

1 抛石挤淤施工机理及现状

1.1 抛石挤淤施工机理

抛石挤淤实际就是为水库进行强迫换图的除险加固方法。水库在多年运行后，在坝前会堆积大量淤积物，此类淤积物由于常年被水体浸泡，因此具有含水量高、细粘粒含量大的特点，目前的普通清淤技术很难清理此类流塑状态的淤泥，若进行人工清理，则会产生成本过高、工期过长的问题。因此，抛石挤淤加固技术进入水库除险加固技术视线范围内。

抛石挤淤的具体操作步骤为在淤积物内投掷大量的石块与石片，通过抛掷与石块自身重量挤占淤积物位置，进而起到加固地基承载力、稳定土体且防范沉降量积累的作用。针对水库一类常年积水且无法利用水泵抽水作业的湖泊、水塘、河流等积水洼地，使用抛石挤淤法进行除险是十分有利的，上述水体的软土层普遍达到3~4米，且软土层流动性较大，有利于石块或石片的沉降，且抛石挤淤法大量节约人力物力，降低了施工成本的同时还能有效完成水库除险作业，因此普遍应用于水库除险施工现场[1]。

1.2 抛石挤淤施工技术研究现状

抛石挤淤法作为一种操作简单的软基处理方法，就当前我国水利工程而言具有工期短、成本低的优势。但目前国内外对其研究相对较少，相关文献也并未提出具有针对性的施工要点。本人调取相关文献后了解到，抛石挤淤过程中，挤淤深度、抛石填料的速率与成分都会影响到抛石挤淤施工。例如，若像水中抛入的石块与石片总量超出硬土层承载极限时，淤泥将产生整体剪切破坏，抛入水中的石块与石片会挤压硬土层继续下沉，导致水库除险工作需要重新计算后续工程相关数据。除此之外，抛石填料时使用的石块质量、石块大小以及抛石速度，都会对挤淤效果产生影响，但目前尚未见到上述影响因素的具体论述。导致当前为水库除险施工时，普遍采取将石块倾斜进淤泥再推平碾压的方法，但若缺乏相关理论依据，仅使用现有的施工经验进行抛石挤淤施工，一方面施工效果无法得到有力保障，另一方面抛石挤淤施工技艺无法得到优化和改进，此类施工技艺也不能进行有效推广，导致此项施工技术成本低、工期短的优势被埋没，无法对我国水利工程做出贡献[2]。

2 水库除险抛石挤淤施工方案

由于没有相当的理论支持与文献记录，因此水库除险的抛石挤淤工程开始前要制定完备的施工方案，尽力保证施工结果在可控范围内，充分发挥抛石挤淤施工方案成本低、工期短的优势，完成水库除险加固。

2.1 确定施工方案

在确定施工方案前，施工设计人员要对除险水库进行实地勘探，对水库水深、软土层深度、硬土层称重强度进行详细测量，随后依据具体测量数据制定相应的施工方案。其中，对抛石的直径、硬度要严格把关，依照就近原则，在施工当地选取直径为30~50公分的石块，保证石块硬度的同时清理石料上附着的杂物与石屑，保证石块抛出后满足挤淤要求，随后联系相关部门使用运输工具向施工地点运送石块，确保施工有序进行。抛石过程中，要使用相应型号的挖掘机械按照由近及远的顺序向软土层内抛石，逐层完成机械碾压，保证石块被压实至符合设计要求，以初始抛石点为圆心逐步扩大抛石范围，直至水库淤泥被完全挤压完毕，完成水库除险。

2.2 测量放样

由于缺乏相应理论支持，为确保施工质量，施工前应进行测量放样。根据实地勘探数据，设计人员会进行导线计算，相关工作人员则需要根据所得导线数据进行导线复测，复测后根据具体结果调整中桩与导线点。此时，监理人员会根据上报数据结果进行复批，当上述步骤符合施工标准后，即可依据设计图纸进行施工放样。在此期间，挤淤部分的硬土层宽度可被计算出来，为后续的施工提供相应便利[3]。

2.3 抛填碎石

当碎石被交通工具运输到施工地点，即可展开抛填碎石工作。展开工作时，要注意进行分层设计，在第一层石块抛掷完毕后，便使用挖掘机进行反复碾压，保证石块底部硬度后再进行第二层抛石，期间为避免石块体质过大而导致的沉降量大，施工队可先抛掷碎石，在进行碾压，淤泥通过挤压透过碎石缝隙浮至碎石表面后，再使用挖掘机由中间向两侧挤压，确保上浮淤泥从两侧被挤压出去，以达到挤淤效果。若施工条件允许的情况下，施工现场可安排推土机与挖掘机共同作业，提高工程效率，保证除险质量的同时进一步缩短工期。

2.4 碾压施工

在施工期间，要依据施工进度对碎石进行碾压，保证除险质量。施工方可以使用大型推土机对已抛石块进行碾压，确保碎石在硬土层上方结构稳定。随后条件允许的情况下使用振动压路机施工，进行至少3~4次的碾压，最后使用小石块进行缝隙填充，确保抛石层顶部平整，便于后续除险工作展开。

2.5 施工后检测

在整体施工完成后，为保证施工质量，要及时检验抛石层是否压实。一般采取的检测方法为使用重型压路机在抛石层顶层碾压，合格标准为顶层经过碾压后稳定且不留明显痕迹，即抛石层顶层满足出现要求。检测前要做好检测准备，例如使用白灰做好检测标识，先进行初始高程记录，随后通过压路机进行2遍振动碾压施工，此时可对检测点高程进行检测，如3mm以内为两次测点高程差，则可确定其沉降基本稳定，压实度与设计要求相符[4]。

作为抛石挤淤施工中的关键环节，加强碾压施工的质量控制措施，结合工程具体要求确定所需碾压设备的规格及数量，既保证施工顺利进行，又避免出现设备闲置的情况，造成资源浪费现象。由专门操作人员调试设备参数及性能，避免后期出现设备故障。在压路机运行过程中保持匀速运行状态，速度在2km/h左右，同时组织施工人员整平工作面，填平块石之间的缝隙，避免存在孔隙现象影响最终挤淤效果[5]。

3 结束语

综上所述，随着各项工程技术的飞跃，我国水利工程的各项技术也逐步迈向成熟。当前，为保证水利工程的正常运转，抛石挤淤技术以其成本低、工期短、操作便捷等优点一跃成为水库除险工程中的首选。虽然当前抛石挤淤法已经被我国水利工程广泛运用，但理论支持较少、施工中过于依赖实际经验等弊端也逐渐暴露出来，为此，我国相关单位必须加强理论研究，为我国水利工程在日后的稳定发展贡献力量。

参考文献：

[1]白杰,陈宇冰,郭小龙.厚层淤泥质软基抛石挤淤变形规律及工程应用[J].土木工程学报,2021,54(S1):42-47.

[2]周肖灿,张金香.抛石挤淤在建筑淤泥质软土地基处理中的应用[J].山东交通科技,2021(05):80-81.

[3]付林.抛石挤淤工艺的应用探究[J].珠江水运,2021(15):25-26.

[4]乔文宝,施升荣,廖柏辉.抛石挤淤与碎石换填结合的软地基处理方式[J].人民黄河,2021,43(S1):187-188.

[5]罗肇剑.换填+抛石挤淤联合法在江罗高速深层软基处理的应用[J].运输经理世界,2020(18):28-29.