泥礫料填筑法在南水北調中線磁縣段渠道工程中的應用

朱志華，張中先

（1.南水北調中線建管局河北直管建管部，河北石家莊050035；2.中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津300222）

泥礫料填筑法在南水北調中線磁縣段渠道工程中的應用

朱志華1，張中先2

（1.南水北調中線建管局河北直管建管部，河北石家莊050035；2.中水北方勘測設計研究有限責任公司，天津300222）

南水北調中線磁縣段渠道工程利用渠道開挖出的泥礫棄料進行填方段渠堤填筑。泥礫料填筑前，現場試驗確定了泥礫的顆粒組成、滲透系數等物理性質指標和施工碾壓參數。實踐證明，磁縣段泥礫料填筑因地制宜，充分發揮了社會和經濟效益，在南水北調中線工程建設中起到積極的示范作用。

南水北調；渠道；泥礫；重型擊實；碾壓試驗；滲透系數測定

1 概況

南水北調中線渠道工程磁縣段挖方總量約1 036萬m3，壤土開挖約200萬m3，渠道土方填筑約720萬m3。本著從工程實際出發、最小程度破壞耕地、維護生態平衡的原則，利用開挖出的泥礫料進行填方段渠堤填筑是一個很好的選擇。

（1）泥礫料采用人工開挖淺井取樣，對選取土樣分別進行顆粒篩分試驗、黏粒含量試驗。

（2）進行重型擊實試驗，確定現場泥礫作為渠堤填筑料的分選比例、最大干密度和最優含水量。

（3）確定試驗場地，進行現場泥礫填筑碾壓試驗。

（4）確定泥礫料填筑的各項碾壓參數，包括最佳攤鋪厚度、振動碾的碾壓遍數和碾壓沉降系數等。

（5）每層碾壓完成后，采用單環注水滲透試驗，測定泥礫填筑層的滲透系數是否滿足設計要求。

2 泥礫土料篩分試驗

在磁縣段渠道泥礫開挖渠段中選取8處開挖淺井，各選取泥礫料3 000 kg。從選取的泥礫料中分別用10、15和20 cm方孔篩分出10～15、15～20和大于20 cm粒徑的礫石，并分別進行稱量和計算。隨后，稱取剩余土料500 kg在試驗室內進行烘干和更細分級篩分試驗。根據所選泥礫篩分結果，繪制上包線、平均線、下包線顆分曲線。

3 泥礫重型擊實試驗

選取泥礫中粒徑小于2 cm的土樣做擊實試驗，先算出粒徑小于2 cm土樣在最大干密度下的最優含水率，再根據所選土樣的顆粒級配推算出泥礫全樣的最優含水率。

現場碾壓前，測定泥礫料的天然含水量，將試驗土樣控制在最佳含水量±2%范圍內。

資料顯示，巴斯夫于2017年10月和2018年4月先后簽署協議，收購拜耳在并購孟山都的框架下剝離的業務和資產，兩次收購的現金總價為76億歐元，約4500名員工加入巴斯夫。協議涉及拜耳全球草銨膦非選擇性除草劑業務，關鍵大田作物在部分市場的業務包括性狀、研發、育種能力以及商標，蔬菜種子業務、雜交小麥研發平臺、一系列部分種子處理產品，部分工業用草甘膦除草劑在歐洲的業務，全套數字化農業平臺xarvioTM，以及部分非選擇性除草劑和殺線蟲劑研究項目。今年8月16日，巴斯夫順利完成了對拜耳旗下以紐內姆（Nunhems）品牌運營的全球蔬菜種子業務的收購。

干密度值檢驗頻率按碾壓4、6、8、10、12遍的每一區域取3個試坑，若3個試坑測出的干密度值離差值太大則再增加1～2個試坑。碾壓完成后，分別測出鋪料厚度為45 cm的動壓4、6、8、10、12遍的干密度值及鋪料厚度為40 cm的動壓8、10、12遍的干密度值，確定最大干密度時的碾壓遍數。

泥礫的干密度值采用灌水法現場測定，具體檢測辦法詳見《碾壓式土石壩施工技術規范》（DL/ T5129-2001），干密度實測值見表1-2。最后，按照每個區域測得的干密度值繪制干密度值與壓實遍數的關系曲線，如圖1-2所示，并確定指導最終施工的最大干密度值。

泥礫全樣含水量計算以2 cm為界限，將試坑內的泥礫全樣進行晾曬，使得泥礫中大于2 cm的卵石水分全部蒸發及小于2 cm的土樣水分部分蒸發，計算出水分蒸發量，然后采用四分法取5 kg粒徑小于2 cm的土樣測出含水率（經晾曬蒸發以后2 cm以上的卵石含水率可以忽略不計）并計算出粒徑小于2 cm泥礫土全樣的含水量與晾曬蒸發的水分之和即泥礫全樣的含水總量，由此推算出實際填筑泥礫的含水率。

表1 鋪土厚度40 cm干密度檢測成果

表2 鋪土厚度45 cm干密度檢測成果

圖1 鋪土40 cm厚干密度與碾壓遍數關系曲數

圖2 鋪土45 cm厚干密度與碾壓遍數關系曲數

4 現場碾壓試驗

4.1 試驗段選取

在渠堤處進行碾壓試驗，每小塊試驗場地為10 m×25m，共8小塊，場地總面積2 000m2。泥礫土填筑場地布置，如圖3所示。

圖3 泥礫土填筑場地布置

4.2 參數確定

（1）機械參數。柳工B220型推土機，行駛速度為2檔3.55 km/h；山推SR22M振動平碾及22 t凸塊振動碾，振動頻率為28 Hz，行駛速度為1速2 km/h，激振力（高/低）為340/240 kN。

（2）碾壓參數。試驗選取≤15 cm粒徑泥礫料進行，鋪料厚度選擇40、45 cm。鋪料厚度為40 cm的碾壓遍數為：先用22 t振動平碾靜壓2遍，再用22 t凸塊振動碾動壓8、10、12遍，直至達到最大干密度值。鋪料厚度為45 cm的碾壓遍數為：先用22 t振動平碾靜壓2遍，再動壓4、6、8、10、12遍，直至達到最大干密度值。

4.3 碾壓程序

碾壓程序為機械平整、場地壓實-土料鋪填-土料碾壓-測量壓實沉降值-測干密度值。具體碾壓步驟如下：

（1）機械平整及場地壓實。試驗場地采用柳工B220型推土機進行平整，以達到設計要求。先檢測渠基的天然干密度和含水率，然后用振動碾先靜壓2遍，再動壓8遍，使渠基壓實度達到要求。

（2）土料鋪填。基面在鋪料前布測高程點，隨后按泥礫填筑方案布置圖中要求進行布置，采用后退法卸料，隨即由推土機平整，測量人員對每層鋪料的高程進行量測，計算實際鋪料厚度。

（3）土料碾壓。振動碾均采用進退錯距法碾壓，碾壓速度為2～3 km／h，碾壓時檢查振動碾的運轉狀況并進行記錄，現場檢查有無碾壓不到位的地方、上下層面結合是否完好，并做好記錄。碾壓機械行走方向平行于軸線，相鄰作業面的搭接碾壓寬度50 cm。45 cm鋪土厚度試驗采用22 t振動碾靜壓2遍，之后動壓4、6、8、10、12遍；40 cm鋪土厚度試驗先用22 t振動平碾靜壓2遍，再用22 t凸塊振動碾動壓8、10、12遍。

（4）沉降量觀測。每個試驗區域從中心部位開始向四周布置方格網點，采用DS3型水準儀測量每層填料松鋪后、振動碾壓后的沉降量。

（5）干密度值檢測。碾壓完成后，土方試驗人員采用灌水法檢測壓實度。

5 結論

開挖后的泥礫料靈活應用于渠道的填筑，在南水北調中線磁縣段工程建設中起到了積極的示范作用。僅取土場和棄土場兩項，就大大減少了土地征用面積，經測算節約53.33 hm2土地，并節約上千萬元投資。由于在第一時間采用泥礫料填筑，減少了征地的難度和時間周期，實際上也大大加快了工程建設進度。

圖3 2003—2013年度漳衛南運河k值變化曲線

3 結論

（1）主要污染物平均濃度、等標污染負荷比適用于流域或水系大范圍的入河污廢水特性分析。

（2）通過漳衛南運河入河污廢水特性變化，反映出“十一五”以來海河流域入河污廢水污染程度已明顯減輕，局部的重污染情況已得到遏制。

（3）污染物環境質量標準或排放標準的選擇會對主要污染物等標污染負荷比產生較大影響，會改變入河污廢水首要污染物的判定。筆者選擇《污水綜合排放標準》一級標準，判定COD仍為海河流域首要污染物，符合近年來污水處理廠建設和技術升級改造的實際。

（4）“十二五”期間入河污廢水主要污染濃度已降至相對較低的水平，技術上要像“十一五”期間一樣大幅降低主要污染物濃度已十分困難，必須加大監管力度，一是加強入河排污口監測，發現主要污染物排放總量超過控制指標的，及時報告有關人民政府采取治理措施；二是在項目審批階段嚴格環境準入標準，嚴格執行水功能區限制排污總量超標地區審批新增入河排污口的要求；三是嚴格執行國家產業政策，加大工業結構調整力度；四是加強工業企業污染治理設施的運行監管，確保實現全面穩定達標排放。

TV42+2；TV68

B

1004-7328（2014）06-0052-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.06.019

2014-07-12

朱志華（1979-），男，助理工程師，主要從事水利工程建設與管理工作。