薛 军
(太原市第一建筑工程集团有限公司，山西太原 030001)
随着科技创新、新技术、新材料的推广应用，塑料土工格栅在公路护坡，江河护堤、堤防工程中得到了应用，其主要结构形式有土工格栅石笼、软基加固等。作为筑坝加筋材料，国内仅有辽宁西丰、开源两处土工格栅加筋垃圾坝，运行3年时间。太原市侯村生活垃圾卫生填埋场二期工程，借鉴上述两处工程施工经验，采用土工格栅加筋垃圾坝结构形式，由华北市政工程设计院设计。
1 工程概况
1.1 建设规模
太原市侯村生活垃圾卫生填埋场二期工程是太原市政府重点工程，担负着全太原市生活垃圾的科学填埋处理，每日处理生活垃圾3 800 t～4 000 t。设计库容1 400万m3，使用年限14年。垃圾坝为土工格栅加筋土垃圾坝，坝底高程890.00 m，坝顶高程916.30 m，坝高18.30 m，坝顶宽度6.0 m，坝顶设有 30 cm 厚 C25素混凝土，并向外侧设2%横向排水。坝底宽30.0 m，上下游面在高程908.00 m 处设中间平台，宽3.0 m，坝体坡面坡度为1∶0.5，上游坡面面层设防渗层，下游坡面植草护坡。
垃圾坝断面见图1。
图1 垃圾坝中间平台做法
1.2 结构形式
垃圾坝为永久结构，使用寿命100年。加筋材料选用单向拉伸高密度聚乙烯土工格栅，填筑材料使用当地砂砾料，每填筑坝体50 cm厚，铺设一层土工格栅，其中1层～12层为TGDG160型、13层 ～23层为 TGDG120型、24层 ～28层为 TGDG90型、29层～36层为TGDG60型。大坝上下游坡面土体固定采用300 g/m2土工布袋压挡，端部土工格栅反包，反包长度4.0 m，并用锚钉固定。
2 加筋坝基本原理与技术要求
2.1 基本原理
通过上下两层格栅与坝体土石料产生摩擦力，抵抗坝体滑移面的剪力破坏，减少坝坡坡度;上下游坝坡面通过袋装土与格栅反包，保护每层土石料整体性能及上下游坡面稳定。
2.2 材料使用要求
1)填筑料。
采用场区开挖的河床圆砾料作为筑坝材料，垃圾坝设计要求填料性质如下:粗颗粒应占50%以上，最大粒径不大于150 mm，综合摩擦角:不小于35°，干容重不小于18.5 kN/m3，加筋体填料压实系数不小于96%。
2)加筋材料。
土工格栅设计要求使用寿命不小于120年，技术指标满足GB/T 17689-2008土工合成材料塑料土工格栅的要求，格栅型号选用TGDG型单向拉伸高密度聚乙烯土工格栅，中线距离为240 mm，原材料必须为高密度聚乙烯(原生颗粒料)，严禁使用含有再生料、回收料或其他掺合料的材料，以保证长期设计强度;炭黑含量2%～3%，具有优良抗紫外线破坏能力。主要技术指标要求如下:
TGDG160型:拉伸强度不应小于160 kN/m，2%伸长率时的拉伸强度不应小于47.0 kN/m，5%伸长率时的拉伸强度不应小于93.0 kN/m。
TGDG120型:拉伸强度不应小于120 kN/m，2%伸长率时的拉伸强度不应小于33.0 kN/m，5%伸长率时的拉伸强度不应小于65.0 kN/m。
TGDG90型:拉伸强度不小于90 kN/m，2%伸长率时的拉伸强度不小于24.0 kN/m，5%伸长率时的拉伸强度不小于46.3 kN/m。
TGDG60型:拉伸强度不小于60 kN/m，2%伸长率时的拉伸强度不小于15.0 kN/m，5%伸长率时的拉伸强度不小于28.7 kN/m。
3)土工布袋。
采用300 g/m2无纺针刺短丝土工布缝制，上游面内装砂砾料，下游面内装根植土。
3 施工工艺流程
清表→地基开挖→地基承载力试验→地基处理→检测、清理下基层→人工铺设土工格栅→摊铺上层回填料→碾压→检测→土工格栅反包→铺设下一层土工格栅。
4 施工方法及施工技术要点
4.1 坝肩岸坡及基础开挖、地基处理
坝肩岸坡及基础开挖前，清除表层耕植土及淤泥质土，坝肩岸坡开挖采用由上至下大开挖方式，坝肩岸坡预留30 cm厚人工削坡，需待大坝填筑随填随削坡处理。坝基开挖到设计标高898.00 m后，组织勘察、设计、监理、业主、施工验槽，地基部分为松软淤泥质土层，经设计提处理方案，对地基松软淤泥质部分进行换填级配碎石，处理后地基承载力满足设计要求大于250 kPa。
4.2 格栅铺设
1)格栅存放:土工格栅应水平放置，堆放层数不得大于3层，在地面可能积水的情况下采取隔水措施。并使用防水、抗紫外线布覆盖。
2)格栅下料:下料长度=每层填筑设计宽度+2×4(反包长度)+2×0.5。
3)格栅铺设:土工格栅铺设垂直于坝轴线，在坝基范围内满铺不留空隙，横向采用连接棒连接，连接棒位置应避开距坡面4.0 m范围内，相邻两幅应错开，相邻两幅土工格栅采用搭接，搭接方向顺填土方向一幅压一幅，搭接长度为两根细肋宽度，采用塑料扎带连接，并用“U”形钉固定，“U”形钉间距2 m，在铺土过程中要注意保护土工格栅，避免被损坏、推起或移位。
4)格栅反包:坡面端部采用格栅反包，反包长度4.0 m，反包部分格栅应紧贴土工布袋，并用“U”形钉固定。
4.3 土工布袋施工
坡面袋装土:土工袋挂线绳排放，排放紧密，三层交错安放，厚度50 cm，为保证坡面部分土方回填质量，码一层土工袋，土工布袋1.0 m范围内土方用冲击夯回填压实，压实度控制在93%。
4.4 土石料填土碾压
1)装载车倾倒回填。
根据现场碾压试验的结果，进场土石料的含水量控制在9%～12%之间，每天派专人对土料场回填料进行含水量测试，保证上坝料含水量符合要求。为了避免运输车辆对土工格栅造成破坏，采用进占法的方式进行土料填筑，卸土时先沿坝轴线堆土，再向两侧推土，保证土工格栅不扭曲。
2)机械摊铺、碾压。
采用装载机摊土，平地机平整，施工人员配合进行厚度、平整度检查，平整度按30 cm～35 cm控制，平整度控制在3 cm内，另外对超径土石块及草根杂物由专人进行清理，平地机整平后，压路机静压1遍，振动碾压4遍，碾压采用进退错距法，每次搭接宽度为36 cm(即1/5碾宽)，行走速度控制在2 km/h之内。土料碾压完成后立即取样试验，试验合格后方可铺填新料。压实土料层不应出现漏压层、虚压层、剪切破坏等不良现象，否则进行返工。雨季施工应采取防雨措施，下雨前回填料应压实，雨后立即将面层的积水人工排除。
5 下游坡面护坡绿化
垃圾坝上游为防渗膜覆盖，下游坡面采用喷播植生边坡防护，喷播基材采用泥炭土和木纤维混合使用，基材厚度7 cm～20 cm，将塑料土工格栅进行覆盖保护，防止老化。喷播种子以草灌结合，灌木为主，适合在斜坡上生长的根系发达、生长快、抗旱、耐寒、耐贫瘠、抗逆性强的先锋草种和目标树种的种子进行混播，以达到四季长青的景观效果。
6 质量控制措施
1)项目部现场配备质量员、试验员，取样员在监理部见证取样，送到指定的检测单位进行原材料试验及工地试验室进行压实度检测，保证所有进场材料、工序质量达到设计要求及验收规范。
2)碾压试验。垃圾坝填筑前为了核实填筑材料设计标准的合理性，检查压实机械能否满足施工要求，选定合理的铺土厚度和压实遍数等碾压参数，为施工提供依据，选择具有代表性的回填料，按照土石坝施工规范要求进行碾压试验。
a.试验场地布置:试验场地选择场地平整，地基坚实的分区土堤作为基层，然后在其上铺土砾进行碾压试验，面积360 m2，具体见图2。
图2 碾压实验平面布置图
b.碾压机械:ZL50B装载机;压路机:XS222J-1型(22 t平碾，振动轮宽度2 130 mm、振动频率28 Hz/33 Hz、静线荷载516 N/cm、激振力374 kN/290 kN、行驶速度2 km/h);P200平地机。
c.碾压试验:将试验场地分为四个实验组，每个试验组面积为4 m×8 m，按照不同的铺土厚度、含水量、压实遍数进行碾压，每区压实后用灌水法每10 m2取样一组进行试验，结果见表1。
表1 各试验小区试验结果表
3)土工格栅杜绝一切施工车辆和施工机械行驶或停放在已铺好的土工格栅上，施工随时检查土工格栅质量，发现有折损、撕裂等损坏时，进行修补更换。
4)填筑料不应有超径卵石和卵石集中现象，对于粒径15 cm以上石料及时清理。对于薄弱部位如坝体与坝肩结合处2 m范围内平行岸坡方向碾压;坝坡土工布袋1.0 m范围内，用冲击夯压实，保证回填质量。
5)严格控制填筑料的含水量，应控制在9%～12%之间。土石料场必须设立专人负责土石料的控制，经常检查土质、含水量等情况，若含水量很低时提前加水进行浸水，若偏低可在坝面洒水以提高含水量。对含水量超过最优含水量的土石料，进行翻晒或与含水量低的土石料搅拌均匀，含水量不合适的土石料严格禁止上坝，派专人负责。
a.对含水量大小、铺土厚度、砾石粒径、压实度在坝面分别进行检查与检测，对坝面出现的超粒径砾石、橡皮泥等挖掉换填。
b.试验检测:工地建立专门土工试验室，专人负责质量检查、检测，每层碾压完成后，每500 m2取样一组，保证试验数据的准确性、科学性、真实性。
7 工程体会
土工格栅加筋坝设计断面小，结构紧凑，与通常土石坝相比，具有以下优点:
1)减少坝基，减少占地面积，增加填埋库容。2)减少土石方回填量，缩短工期。
尽管土工格栅垃圾坝比一般土石坝造价较高，但在土地紧缺 的城郊区，仍具有一定的推广价值和社会意义。
