渠道中性膨胀土换填施工

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摘要：结合实际施工过程中出现的问题，对具有代表性的中性膨胀土段渠道换填施工的施工过程进行总结。其中，施工期间的排水；碾压参数的确定是关键。科学有效的排水，选择合理的施工机械，确定合理的施工参数，是对施工质量及施工进度、施工成本控制的关键。

关键词：膨胀土开挖；施工排水；换填施工；砂砾料施工

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

1工程概况

工程项目名称：南水北调中线一期工程总干渠漳河北至古运河南土建施工SG7标。渠道中性膨胀土换填段桩号118+769～121+985，全长3.216千米。渠道过水断面左右边坡及渠底填反滤料，铺设软式透水管等排水设施；过水断面粘土换填厚度为垂直坡面2.5米，渠道衬砌过水断面坡比为1:3.5。

渠道挖深5～16.6m，渠坡主要由具中等膨胀潜势的Q1壤土粘土夹粉砂及中砂构成，渠坡长期稳定性差。渠底及坡脚多处为粉砂。地下水分布极不均匀，水位高于渠底约1.5m～12m。

2膨胀土开挖

膨胀土开挖的方式和普通土开挖方式相同。采用1.0m3的反铲挖掘机开挖，15T自卸汽车运输，160kw推土机弃渣场推平。

3施工排水

本工程的夹层水为透镜状地下水，施工中地下水呈片状出现，水量较丰富，渗水持续时间长且水量较稳定，开挖停顿时有积水现象。地下水出现的高程不一，有些部位已形成明流。

土方开挖分层作业，分层厚度为2.5～3m。每层土方开挖前，在渠道中心位置先行开挖排水明沟，明沟深度超出开挖深度1m左右，明沟底宽0.5m，设置集水坑，集水坑内放置污水泵排水，降低水位，方便运输车辆的通行。在含水量高的区域，铺设2cm厚钢板作为土方车辆的通行道路。

开挖至渠道设计底高程处，在渠道中心位置开挖永久排水沟，沟内填河卵石滤水；在渠道左、右岸坡脚及渠道中心线位置沿纵向埋设软式透水管，回填砂砾料。视夹层水的流量设置集水井，集水井间距为20m～50m不等，集水井管径为0.8m，底部1m高度范围内为透水无砂管，上部为水泥管。位置一般设在左岸坡脚位置，井内放置污水泵排水。

4粘土换填

粘土换填施工程序为：施工准备堤基处理土料开采堤基填筑坡面修整。

4.1碾压参数的确定

根据设计要求，进行碾压实验，确定碾压设备及各项参数。本工程采用20T羊角碾，碾压行进速度慢一档V=2～4km/h内，铺土厚度为40cm，土的含水率13%～19%，振动碾压6遍，满足压实度不小于0.98的设计要求。

4.2土料的开采

按照批复的土方平衡报告内规划的取土渠道段，对应换填渠道段进行开采取土。

4.3土料运输和铺料

铺料作业采用自卸汽车卸料，推土机平料（人工辅助），并确保以下几点：

（1）将合格土料运至换填部位，进占法卸料，推土机铺料，平地机找平。

（2）填土过程严格控制含水量，施工前检验土的含水量。

（3）铺料厚度和土块直径的限制尺寸，土块直径≤15mm；

4.4填筑作业面布置

（1）水平分层填筑。分段作业面的长度不小于100m，作业面分层统一铺土、统一碾压。

（2）确保流水作业，提高机械设备的利用率，加快施工进度。

4.5压实作业要求

（1）分段填筑，各段各层设立标志标高，以防漏压、欠压和过压。上下两层的分段接缝位置错开。碾压机械行走方向平行于堤轴线。

（2）振动碾压实作业，采用进退错距法，碾迹搭压宽度大于10cm。

（3）机械碾压时控制行车速度，宜在2～4km/h以内。

（4）机械碾压不到的部位，辅以夯具夯实，夯实时采用连环套打法，夯迹双向套压，夯压夯1/3，行压行1/3；分段、分片夯实时，夯迹搭压宽度不小于1/3夯径。

（5）每一填土层按规定的碾压参数施工完毕经自检合格后，报监理工程师检验合格后铺筑上一层。

（6）填筑层检验合格后，因故未继续施工，因搁置较久或经过雨淋干湿交替使表面产生疏松时，复工前要进行复压。边坡的回填面做到里高外底，在下雨前，回填面做好临时排水沟，利于排水。

（7）为保证碾压机械的工作面、确保外坡脚压实度，回填土料时要超填。超填土料按1:1.5坡比放坡，并严格按照碾压实验的参数控制铺料厚度。

4.6检测

每层碾压完毕后，对土样进行取样检测干密度，经监理验收合格后进行上层土料的铺筑和碾压。取样数量粘性土按100～200m3取样一次，且每层取样不少于5个。取样方法采用环刀法结合无核密度仪进行干密度检测。填筑厚度根据填筑高程计算，铺料厚度允许偏差0～-5cm。换填土压实度按照不小于0.98控制。

5渠基排水施工

5.1渠基排水盲沟的施工

根据施工图纸，渠基排水盲沟只在渠坡对称布设，单坡纵向布设三条，横向间隔8米（16米）全线布设。

排水盲沟采用0.3m3挖掘机开槽，挖掘机的铲斗根据设计断面定制。开槽完成后，人工配合机械进行砂砾石反滤料的填筑。自卸汽车将砂砾料运至渠底，挖掘机自渠底把砂砾料倒运至需要填筑的盲沟附近，人工铺填，填筑分两次。按照施工图纸第一层填至集水管底部高程，用夯机按要求夯实，然后安装软式透水管，第二层填至设计顶高程。

5.2渠基砂砾料换填施工

在渠底换填土以下和换填土以上分别铺设30cm和15cm砂砾料。渠底换填0.3m厚的砂砾料，在砂砾料层中埋设横向集水管。待渠底开挖至设计高程后，开始填筑砂砾料层。用自卸汽车运输，挖掘机摊铺，推土机找平后，按要求压实。压实后人工开挖埋设软式透水管的沟槽，埋设集水管。待安装完成后，利用开挖的砂砾料回填沟槽，夯机夯实。换填土以上铺设15cm厚砂砾料，施工方法同上。

6工程质量保证措施

（1）施工过程中，对开挖中心线、边坡、高程及时测量，保证开挖位置准确。

（2）各工序严格执行“三检制”，把不合格因素消除在生产环节中。

（3）加强检测，检测时用环刀法、无核密度仪检测其压实质量。每层均按照规范要求进行回填压实取样试验，达到设计要求后，再进行下一道工序施工。

（4）控制回填料质量，对检测不合格的回填料严禁使用。

（5）随时检查碾压状况，以判断含水量、碾重等是否适当，对层间光面、弹簧土、裂缝要及时进行处理。杜绝漏碾、欠碾和过碾现象。

（6）严格按水利工程技术规范及合同要求进行施工，填筑质量控制指标不小于设计规定，合格率要达到100%。

7小结

施工过程中控制工序质量，确保优良工程。“人、机、料、法、环”的协调统一，做到“人负其责、设备配套、加强各种材料的质量控制、施工方法先进适用、保护环境”。做到保证质量、降低成本、加快进度、文明施工的协调统一。