南水北調(diào)水泥改性土削坡余料利用碾壓試驗(yàn)方案

摘 要：為正確利用南水北調(diào)渠道水泥改性土削坡余料、減少水泥改性土削坡余料的堆放占地以及對環(huán)境的污染，降低工程成本，加快施工進(jìn)度。根據(jù)有關(guān)技術(shù)要求的規(guī)定，必須對水泥改性土削坡余料進(jìn)行回填前的碾壓試驗(yàn)。試驗(yàn)的主要目的是依據(jù)回填土料的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，通過對改性土余料的分層攤鋪，土料最優(yōu)含水量的控制，以及在不同碾壓遍數(shù)條件下，取得最大干密度的施工工藝參數(shù)，從而指導(dǎo)水泥改性土削坡余料的回填施工。

關(guān)鍵詞：膨脹土；改性土；削坡；余料；利用；部位

1 工程概況

南水北調(diào)中線工程南陽市段四標(biāo)（TS108+650～TS115+190）全長約6.54km；其中水泥改性土填筑工程量約63萬立方米。在渠道改性土填筑的過程中，為確保外坡角壓實(shí)度，并適當(dāng)考慮到碾壓機(jī)械的工作面要求，改性土鋪料時(shí)需超填。超填土料宜按照渠道設(shè)計(jì)坡比放坡，鋪土厚度（松鋪）一般為35cm～40cm，垂直換填厚度一般在100～250cm。根據(jù)不同的換填厚度，同一層以設(shè)計(jì)外坡腳為基準(zhǔn)，頂部超填寬度不小于30cm。超填部分可作為換填層的保護(hù)層，在渠道襯砌施工前削坡修整到設(shè)計(jì)邊坡輪廓。

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2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

根據(jù)（2012）長南河委設(shè)技綜字第055號關(guān)于《水泥改性土削坡余料利用補(bǔ)充技術(shù)要求》函的規(guī)定，滿足質(zhì)量要求的水泥改性土削坡余料既可以用于挖方渠段一級馬道以上的坡面、坡頂換填、地面清基回填以及防洪堤的填筑，也可以用于填方渠堤外坡的換填、路堤外包換填以及作為非膨脹土用于其他部位。

2.2 試驗(yàn)程序

施工準(zhǔn)備→水泥改性土削坡→攤鋪→碎土→加水燜制→碾壓→取樣檢測→試驗(yàn)成果分析。

2.2.1 準(zhǔn)備工作

（1）機(jī)械工程師檢修所有參與試驗(yàn)段施工的機(jī)械設(shè)備，保證機(jī)械在施工中正常發(fā)揮其工作性能。（2）對參與試驗(yàn)段的管理人員、工程技術(shù)人員、機(jī)械操作手進(jìn)行崗前教育，使每個(gè)參加人員明確自己的崗位職責(zé)，掌握施工的要領(lǐng)和注意事項(xiàng)。（3）基底處理：本試驗(yàn)段在渠道TS112+450～TS 112+650渠堤，提前3小時(shí)灑水濕潤試驗(yàn)地面。

2.2.2 水泥改性土削坡

首先對渠道TS112+450～TS112+650渠堤外邊坡2m平臺及以下測量放線，用帶有刮板的挖機(jī)對坡腳出地面刮平處理后，開始進(jìn)行削坡，將削坡土聚集攏堆，直接攤鋪至工作面。

2.2.3 攤鋪

按照土料“隨鋪隨平、插釬檢查”的方法對水泥改性土削坡余料進(jìn)行攤鋪，保證鋪土厚度均勻。鋪土找平采用SD16推土機(jī)，沿軸線或平行軸線進(jìn)行，人工配合，攤鋪土料外坡腳寬出設(shè)計(jì)邊線100cm。

2.2.4 碎土

采用旋耕耙現(xiàn)場進(jìn)行碎土作業(yè)，使土料粒徑滿足有關(guān)技術(shù)要求土塊最大粒徑≤10cm，粒徑≤5cm粒徑含量不小于75%的規(guī)定。

2.2.5 燜料

土料破碎完成后，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)推算出需加水量（加水后，為最優(yōu)含水量+1%～3%），霧化灑水，嚴(yán)禁過量。

2.2.6 碾壓

推土機(jī)整平后，20T振動碾碾壓：靜壓一遍，弱振一遍，強(qiáng)振六、八、十遍；行進(jìn)速度為先慢后快，由填筑渠堤一邊向堤中順次碾壓，前后兩次輪跡橫向重疊20cm，做到無漏壓、無漏振，確保碾壓均勻、邊角到位。碾壓時(shí)靜壓速度控制在1.3km/h，弱振碾壓速度控制在1.5km/h，強(qiáng)振碾壓速度控制在1.8km/h。

2.2.7 取樣檢測

檢測：采用插釬法和斷面高程測量檢查土料的虛鋪厚度和壓實(shí)厚度。壓實(shí)度采用環(huán)刀法檢測：自振動碾碾壓八遍開始至十二遍結(jié)束，每碾壓兩遍結(jié)束后立即檢測一次壓實(shí)度，每次檢測取12個(gè)點(diǎn)。

3 試驗(yàn)成果分析

3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

3.1.1 壓實(shí)度與碾壓遍數(shù)關(guān)系曲線見圖1

經(jīng)實(shí)際檢測碾壓10遍（強(qiáng)振8遍）時(shí)，壓實(shí)度最佳。

3.1.2 斷面測量檢查土料的虛鋪厚度和壓實(shí)厚度

現(xiàn)場檢測虛鋪厚度以水準(zhǔn)測量結(jié)合插釬法進(jìn)行檢測，土料填筑后通過定點(diǎn)算料計(jì)算預(yù)定虛鋪厚度所需要的土方量，然后推土機(jī)整平；用插釬法快速進(jìn)行虛鋪厚度的檢測，以彌補(bǔ)虛鋪不勻的情況，待整個(gè)作業(yè)面虛鋪完成后對固定的斷面進(jìn)行水準(zhǔn)高程測量。

3.2 主要試驗(yàn)成果匯總

削坡土最優(yōu)含水率：21%；最大干密度：1.65g/cm3。

削坡土碾壓壓縮系數(shù)：采用20T振動碾碾壓，共需靜壓一遍、弱振一遍、強(qiáng)振八遍（碾壓速度分別為靜壓1.3km/h，弱振碾壓1.5km/h，強(qiáng)振碾壓1.8km/h），壓縮系數(shù)為0.83。

4 試驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)段試驗(yàn)成果，綜合考慮我標(biāo)段施工機(jī)械設(shè)備投入情況、人員配備情況、施工天氣、施工進(jìn)度計(jì)劃以及經(jīng)濟(jì)和理性的因素，我標(biāo)段推薦水泥改性土削坡余料采用以下工藝參數(shù)和控制措施：（1）鋪土厚度：30cm；最優(yōu)含水率：21%；最大干密度：1.65g/cm3。（2）含水率控制范圍：水泥改性土削坡余料最優(yōu)含水率+1%～3%（根據(jù)天氣變化及時(shí)調(diào)整削坡余料的含水率：氣溫在25℃以下時(shí)，含水率控制在+1%～2%；氣溫在25℃以上時(shí)，含水率控制在+2%～3%；同時(shí)在雨雪天氣來臨前，采用塑料布覆蓋料源）。（3）鋪土方式：挖掘機(jī)取土、鋪料，使用推土機(jī)攤鋪找平，灑水車配合施工，技術(shù)人員現(xiàn)場指揮施工以保證鋪土厚度均勻。（4）環(huán)刀法檢測壓實(shí)度。（5）碾壓遍數(shù)及速度：采用20T振動碾碾壓，共需靜壓一遍、弱振一遍、強(qiáng)振八遍；碾壓速度：靜壓1.3km/h，弱振碾壓1.5km/h，強(qiáng)振碾壓1.8km/h。（6）機(jī)械組合最佳方式：挖掘機(jī)兩臺（其中一臺斗齒焊接鋼板）、推土機(jī)一臺、振動碾一臺、灑水車一臺、旋耕機(jī)一臺。（7）水泥改性土削坡余料實(shí)施時(shí)間：后續(xù)工序已準(zhǔn)備就緒，削坡完成后能立即進(jìn)入下一道工序施工；切削坡時(shí)水泥改性土強(qiáng)度不低于規(guī)范要求（≥250kpa）。（8）合理工藝流程：施工準(zhǔn)備→水泥改性土削坡→攤鋪→碎土→加水燜制→碾壓→取樣檢測→養(yǎng)護(hù)→進(jìn)行下一層填筑。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 50123-1999.土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]SL237-1999.土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3]NSBD-ZGJ-1-36.南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道水泥改性土施工技術(shù)規(guī)定[S].