淺談渠道粘土填筑施工工藝及質量控制

邱超雄，彭正海

（中國人民武裝警察部隊水電第一總隊第一支隊，河北 唐山 063004）

南水北調中線一期工程總干渠穿漳河交叉建筑物工程南岸連接渠、北岸連接渠、部分進口漸變段渠道及部分出口漸變段為粘土填筑，粘土料場位于固岸村東南的二級階地上。南岸連接渠回填高程為81.14 m，渠道底板頂部高程為85.04 m，渠道底部寬17 m，渠道內側邊坡坡比為1∶2，渠堤頂部高程為94.29 m，填筑高度為13.15m。右岸渠堤94.29 m高程設置平臺，平臺外側坡比為1∶3；左岸渠堤高程88.29 m處設置2 m寬馬道，馬道以上邊坡坡比為1:1.5，馬道以下邊坡坡比為1∶2。總填筑量約40萬m3。

1 施工設備及工藝

依據渠道粘土填筑碾壓試驗，選擇以下設備及參數：

（1）后退法堆料用D8R推土機初始平料后，用DR180平地機平整。采用YZk20C全液壓單鋼輪振動壓路機（羊角碾）碾壓，振動壓路機行走速度小于2 km/h，碾壓搭接寬度不小于30 cm。

（2）施工鋪料厚為35 cm，用YZk20C全液壓單鋼輪振動壓路機（羊角碾）先靜碾2遍，再振動碾壓4遍，可滿足設計要求。

（3）最大干密度1.83 g/m3，最優含水率13.4%。碾壓時粘土料含水率以11.4%～15.4%為宜。渠道填筑施工工藝見圖1。

圖1 施工工藝示意

2 施工方法

2.1 測量放樣

填筑工作面在鋪料前，由測量人員放出填筑區域邊界線，并灑白灰做出明顯標志。測量放線邊界比設計邊界富余50 cm，確保壓實過程中，設計邊界充分壓實。

2.2 鋪料與平料

（1）粘土鋪料厚度為35 cm。

（2）鋪料采用后退法施工，利用15～20 t自卸汽車從料場運至施工部位卸料，工程采用D8R推土機初始平料后，采用DR180平地機平整至合格。

（3）雨后表層土料須晾曬至控制含水量或局部清除干凈后，再鋪筑上層新土。如果粘土料因含水量大或超碾等原因造成 “彈簧土”或剪切破壞時必須清除，重新選用含水率合適的粘土料進行填筑，處理合格后方可進行下一工序施工。

（4）推土機平料時，根據鋪土厚度計算出每車土料鋪開的面積，以便在填筑底面上均勻卸料，隨卸隨平，并用插釬法隨時檢查鋪料厚度。對超厚部位采用人工配合裝載機進行清理。

（5）實際鋪料比設計邊界富余50 cm，保證邊界充分壓實，后期采用反鏟及人工配合修坡。

2.3 灑水

粘土料含水量控制主要在開采料場進行。采取分層開挖、作業面輪換開挖、晾曬、補水等措施，使其壓實過程中含水量控制在最優含水量的±2%以內。粘土料的填筑含水量應按大于最優含水量1%～3%標準控制。

（1）晴天粘土料含水量偏低時，可在料場采用壓力水和壓縮空氣混合成霧狀均勻噴灑補水，并隨時檢測粘土料含水率，控制在合格范圍方可運輸上料。運輸車輛設防曬棚，防止粘土料含水量損失過快。

（2）雨前采取輪式裝載機進行粘土料表面封閉，必要時采取覆蓋防雨布等其他保護措施，避免雨水損壞填筑面。

（3）雨后填筑面含水量較高時，清理積水、采取晾曬、翻曬、挖除浸泡軟化部位等措施及時恢復填筑施工。

2.4 碾壓

碾壓采用YZk20C全液壓單鋼輪振動壓路機（羊角碾），順水流方向行走，行走速度1.5～2 km/h，先靜碾2遍、再振動碾壓4遍。

采用進退措距法碾壓，碾寬220 cm，措距等于碾寬除以碾壓變數。分段碾壓，碾壓搭接寬度為：垂直碾壓方向不小于0.3～0.5 m，順碾壓方向為1.0～1.5 m。振動碾一次碾壓完成，避免漏壓、欠壓。

2.5 取樣檢測

本工程南岸連接渠為粘土填筑，采用簡單、快捷的環刀法檢測。對碾壓完成倉號按照每500 m2取樣一組，進行密實度的檢測，檢測合格后才能進行下一工序施工。檢測不合格，采取補碾、挖除等處理后重新檢測。

2.6 搭接處理

（1）與已填筑渠段搭接處理。為保證碾壓質量，搭接坡度為1∶3，搭接處處理見圖2。

圖2 搭接處理示意

（2）與砂卵石填筑區連接處理。依據設計藍圖，粘土填筑與砂卵石填筑同時上升，如果砂卵石填筑不及時，采取小斜坡搭接，具體處理見圖3。

圖3 與砂卵石搭接示意

3 質量控制

渠道粘土填筑質量控制，主要是在每一個工序過程中進行控制。下面結合施工工藝簡述渠道粘土填筑的質量控制。

3.1 基礎面處理

基礎面處理主要包括：基礎面清理、不良地質土處理、基面處理、透水處理等。

（1）基礎面清理。清除基面表層的樹木，有機物，草皮、樹根、垃圾、棄土，淤、腐殖質土，廢渣，泥炭土等不合格土。

（2）基面處理。根據不同的要求，采取碎石樁、預制樁和灌注樁等方法對填筑基礎進行處理，使其達到一定的承載力，滿足設計要求。

（3）不良地質土處理。清除所有不合格土；對粉土、細砂、亂石、危巖、坡積物等進行處理，直至滿足設計要求。

（4）透水處理。將渠底及邊坡的滲水（含泉眼）應妥善引排或封堵，確保建基面清潔無積水。

3.2 填筑單元邊線測量、放線

填筑工作面在鋪料前，應由具備資格的測量人員放出填筑區域邊界線，并灑白灰做出明顯標志。

3.3 層間處理

對已壓實的工作面，在下一工序施工前，需清除表面撒入的泥土、沙礫、雜物等，如果有風干區域，則需要灑水，確保表面濕潤均勻、無積水。

若采用的壓實機械為平板壓路機，壓實后表面需做刨毛處理。表面全部刨毛20～30 mm。

3.4 進料、卸料

（1）進料。進料時，一定要確保土料的含水率稍大于最優含水率，可以提前安排試驗人員在土料場進行含水率測量。由本工程南岸連接渠粘土填筑時在取土場及壓實后檢測結果可知，取土時含水率應控制在15%～17%；經過1 000 m的運距及卸料、平料、碾壓后其含水率在最優含水量13.4%的±2%范圍內，其壓實度平均值為0.987。南岸連接渠粘土回填統計見表1。若含水率太高，則要對土料進行翻曬，在確保含水率均勻的情況下，翻曬至稍大于最優含水率的1%～3%；若含水率偏低，則需采取措施使土料的含水率均勻增加至稍大于最優含水率的1%～3%。在此過程中，試驗人員需要隨時檢測土料的含水率。

表1 南岸連接渠粘土回填統計

（2）卸料。卸料時需要根據自卸車的運載量和攤鋪厚度，計算每一車土可以攤鋪的面積，避免卸料集中，或攤鋪厚度大于施工參數。本工程采用20 t自卸車，每車裝土20～25 m3，按照虛鋪35 cm，每車土可鋪 57～71 m2。

3.5 層厚控制

鋪料厚度為35 cm，允許誤差為0～－50 mm。安排專門的質檢人員，在鋪料過程中，采用插釬法隨時檢查，嚴格控制鋪料厚度。

3.6 碾壓質量檢查與驗收

碾壓完成后，不得有彈簧土及剪切破壞。對于彈簧土和剪切破壞的區域，一定要挖除，重新進行攤鋪碾壓。

本工程采用環刀法進行壓實度檢測，按照每500 m2取樣一組。質量標準為壓實度不小于0.98，每單元檢測壓實度合格率不小于95%時才可進入下個工序施工。取樣時詳細記錄每組土樣的取樣位置，對于不合格的，在其取樣位置附近再取兩組，如果都合格，則判定合格，如果其中有一組不合格，則該組為不合格，需補壓或采取其他方法處理后重新檢測，直至合格。

4 結語

渠道粘土填筑質量控制，存在于填筑過程中的每一環節，填筑前的準備工作必須做好：進料時必須嚴格控制土料的含水率，使進料時的含水率比最優含水量高1%～3%；鋪料時，嚴格控制鋪料厚度，壓實過程中需控制壓實遍數及搭接。良好的渠道粘土填筑施工工藝及質量控制方法可以大大提高工程進度和質量。