渠道中等膨脹土換填施工工藝

摘要：南水北調中線一期工程總干渠漳古段采用換土法進行膨脹土基礎處理。施工工序包括：施工期間的排水，膨脹土的開挖，渠基排水系統的施工，分段、分層回填，削坡清基。其中，碾壓實驗實驗參數的確定是關鍵，選擇合理的施工機械，確定合理的施工參數，是對施工質量及施工進度、施工成本控制的關鍵。

關鍵詞：膨脹土開挖 施工排水 換填

0 引言

河北省南水北調建管局第四工程建設部管轄范圍內，膨脹土沿渠道軸線剖面渠底線以上累計分布8.798km，中等膨脹土累計3.78km，弱膨脹土5.018km。其中，渠道樁號118+769～121+985為中等膨脹土，且地下水水位較高，是我部膨脹土施工的難點。本文以該段渠道為例論述膨脹土施工工藝。膨脹具有吸水膨脹、失水收縮的特性。根據各方治理膨脹土經驗，采取“以防為主，支擋為輔”的處理措施。在防水的同時，結合坡面排水設施，及時疏排坡面積水，防止地表徑流入邊坡土體。過水斷面的膨脹土采取換土封閉和壓重雙重措施，確保過水斷面邊坡穩定。樁號118+769～121+985渠道過水斷面左右邊坡及渠底填反濾料，鋪設軟式透水管等排水設施；過水斷面粘土換填厚度為垂直坡面2.5米，渠道襯砌過水斷面坡比為1:3.5。

1 工程概況

渠道樁號118+769～121+985，為冰水積壟崗地貌，地形起伏較大，地面高程82.1～94.5m，渠底高程77.95～77.816m，渠道挖深5～16.6m。地層巖性：為下更新統Q1冰水積及湖積而成的粘砂礫多層結構，表層為薄層礫質粘土覆蓋，厚度1.0～3.0m；下部為厚層具脹縮性壤土、粘土夾粉砂、中砂，壤土、粘土厚度3.0～15.0m，自由膨脹率36％～99％，以中等膨脹潛勢為主。粉砂、中砂厚度1.5～8.0m。渠坡主要由具中等膨脹潛勢的Q1壤土粘土夾粉砂及中砂構成，渠坡長期穩定性差。渠底及坡腳多處為粉砂。地下水分布極不均勻，水位高于渠底約1.5m～12m。

2 施工控制

2.1 總體安排。膨脹土換填施工安排在非雨季施工。施工前，在基坑頂部周圍修建截流溝和擋水坎，防止外部地面徑流進入工作面。為防止凍結，負溫情況下不進行膨脹土換填施工。為避免開挖成型的的坡面長期暴露，防止邊坡失穩。換填施工一經開始，不得無故停止；因故停歇時間較長時，對工作面采用塑料布等進行覆蓋。

2.2 工序控制。膨脹土換填施工程序:施工排水→膨脹土開挖→渠基排水施工→分段、分層回填→削坡清基。以下詳述各工序質量控制方法。

2.2.1 施工排水。渠道118+769～121+985段在施工期間出現了不同程度的夾層水，夾層水高度不一，有些部位已形成明流。在土方開挖過程中，在渠道中心位置先行開挖排水明溝，明溝深度超出開挖深度1m左右。視夾層水的流量設置集水井，井內放置污水泵排水。在開挖至渠底高程時，在渠道中心位置開挖永久排水溝，溝內填河卵石濾水。

2.2.2 膨脹土開挖。膨脹土開挖的方式和普通土開挖方式相同。采用1.0m3的反鏟挖掘機開挖，15T自卸汽車運輸，160kw推土機棄渣場推平。

2.2.3 渠基排水施工。渠坡排水要開挖盲溝，盲溝沿渠坡對稱布設，單坡縱向布設三條，橫向間隔8米全線布設。排水盲溝采用小型挖掘機開槽，開槽完成后，人工配合機械進行砂礫石反濾料的填筑。填筑分兩次，第一層填至集水管底部高程，用夯機按要求夯實，然后安裝軟式透水管，第二層填至設計頂高程。在渠底換填土以下和換填土以上分別鋪設30cm和15cm砂礫料。渠底換填0.3m厚的砂礫料，在砂礫料層中埋設橫向集水管。待渠底開挖至設計高程后，開始填筑砂礫料層。用自卸汽車運輸，挖掘機攤鋪，推土機找平后，按要求壓實。壓實后人工開挖埋設軟式透水管的溝槽，埋設集水管。待安裝完成后，利用開挖的砂礫料回填溝槽，夯機夯實。換填土以上鋪設15cm厚砂礫料，施工方法同上。

2.2.4 粘土換填。粘土換填施工程序為：施工準備→堤基處理→土料開采→堤基填筑→坡面修整。施工方法：根據碾壓試驗確定的施工工藝，換填采用10t自卸汽車運土，推土機和平地機整平，20t單鋼輪振動壓路機（凸塊）靜壓2遍，振壓6遍，自下而上分層填筑。質量標準：無不合格土進場；回填范圍內的坑、槽、井已按設計要求處理；鋪土厚度允許偏差0～-50mm；鋪填邊線允許偏差+100～+300mm；壓實度不小于0.90；成型后表面無顯著凹凸，無彈簧土，無松土，無雜物；質量控制：為保證換填土與原基的良好結合，換填坡面進行開蹬處理，開蹬高度與鋪土層厚度相同即40cm。經檢測合格的換填土料方可進入施工現場。鋪土厚度采用鋼釬檢測，鋪填邊線采用全站儀檢測，碾壓完成后，采用環刀法檢測壓實度。一層的檢測項目全部合格后，方可進行下一層回填施工。本段回填全部完成后，開始下一段換填施工。兩段結合處的虛土全部清除，并削成1/3斜坡。

2.2.5 削坡清基。為保證設計斷面內干容重達到設計要求，鋪料時預留30cm余量，在換填完成后，按設計線將坡面修整平順。削坡的方法：測設堤頂線和堤腳線，沿設計堤頂線和堤腳線掛設準線，削坡機結合人工進行削坡。

3 結語

施工過程中控制工序質量，確保優良工程。“人、機、料、法、環”的協調統一，做到“人負其責、設備配套、加強各種材料的質量控制、施工方法先進適用、保護環境”。

參考文獻：

[1]《南水北調中線一期工程總干渠渠道膨脹土處理施工工法》（NSBD-ZXJ-4-01）.南水北調中線干線工程建設管理局.2010.12.

[2]《南水北調中線一期工程總干渠渠道膨脹巖處理施工技術要求》（NSBD-ZXJ-2-02）.南水北調中線干線工程建設管理局.2010.12.

[3]《南水北調中線一期工程渠道工程施工質量評定驗收標準（試行）》（NSBD7-2007）.南水北調工程建設委員會辦公室.2007.05.