引水渠道渠堤粉質壤土填筑施工技術探討

黃永新

（中國水利水電第十六工程局有限公司福建廈門　361000）

引水渠道渠堤粉質壤土填筑施工技術探討

黃永新

（中國水利水電第十六工程局有限公司福建廈門361000）

本文將在引水渠道渠堤粉質壤土填筑施工過程中用到的一些施工方法和技術進行了詳細的描述，并以南水北調中線寶豐郟縣段為例，將引水渠道渠堤粉質壤土填筑施工過程中用到的技術運用到了水電站攔河水利樞紐中，通過對此技術的探討，對施工過程中使用到的相關技術進行了總結，例如填筑技術和碾壓技術。

渠堤；粉質壤土填筑；技術探討

1　工程概述

工程位于沙河南-黃河南（第域渠段）渠段的中段，地域上屬河南省平頂山市的寶豐縣和郟縣。本標段設計樁號為SH（3）35+ 800耀SH（3）40+178.2，標段長度4378.2m，標段內共有各種建筑物9座，其中：渠倒虹1座，左排3座，渠渠1座，公路橋4座，渠道為梯形斷面，SH（3）36+101.4耀SH（3）36+116.4段渠底寬度為21耀23m，SH（3）36+626.7耀SH（3）36+641.7段渠底寬度為23耀24.5m，渠道內一級邊坡為1：2耀1：2.75，二、三、四級邊坡為1：1.5耀1：2.5，一級馬道（堤頂）寬5.0m，外坡1：2耀1：2.5，渠道縱比降為1/26000。

2　碾壓試驗

根據填筑施工技術要求，對不同厚度與含水量的碾壓層（采用振動碾時碾壓層鋪筑厚度分別控制在30cm、35cm）分別進行不同碾壓遍數（4遍、6遍、8遍、10遍、12遍）情況下干密度試驗，檢測是否達到設計要求。如能達到設計要求，確定出施工中的各項壓實參數。由于三個土料場土質均為素土，本次試驗均采用環刀法取樣。

（1）本次碾壓試驗鋪土分為2層進行，厚度分別為30cm與35cm，第一層鋪土厚度為30cm，第二層鋪土厚度為35cm。

（2）每個土料場土料分不同鋪土厚度（30、35cm），分別按要求做兩小塊的最優含水量試驗與兩小塊較最優含水量減少一幅度含水量試驗。

（3）每個土料場土料分別做4種組合碾壓試驗：淤鋪土厚度30cm、最優含水量。于鋪土厚度30cm、較最優含水量減少一幅度。盂鋪土厚度35cm、最優含水量。榆鋪土厚度35cm、較最優含水量減少一幅度。碾壓機均為22t凸塊振動碾，碾壓遍數均為4遍、6遍、8遍、10遍、12遍。

圖1　碾壓試驗步驟

（4）試驗步驟如下：

淤試驗前將堤基平整、清理，按技術要求對堤基進行碾壓，采用凸塊振動碾，將表層土壓實至不低于填土設計要求的密實程度；對試驗場地底層按前述劃分為12塊試驗小塊并進行方格網測量，并測其相對高程，準確控制鋪料厚度。

于采用反鏟挖掘機挖裝土、20t自卸車運土，自卸汽車用進占法在各試驗小塊內鋪料，推土機進行平整，輔以人工整平，用水準儀準確控制鋪料厚度與平整度，達到起伏差與平整度要求，然后進行含水率測定，如測得最優含水率試驗小塊部位填筑土料的含水率低于最優含水率下限（最優含水率的-2%）時，采用灑水車進行灑水調整，局部狹小部位由人工輔助灑水，加水后的土料用犁地機附設刨毛耙齒使其摻和均勻；反之如測得最優含水率試驗小塊部位填筑土料的含水率大于最優含水率上限（最優含水率的+3%）時，碾壓前用犁地機附設刨毛耙齒在填筑面進行翻松晾曬，含水率達到要求后進行碾壓，采用凸塊振動碾碾壓，碾壓行走方向平行于渠道堤軸線，前進后退碾壓一循環按2遍計，錯位采用前進法，碾壓搭接控制在15耀20cm。

盂凸塊振動碾對試驗塊采用慢一檔（行駛速度臆2km/h）靜壓2遍，再用振動碾對每個試驗小塊慢一擋強振碾壓2遍后，在每個試驗小塊內用環刀各取樣12個，測定各試驗小塊內碾壓4遍后的干密度、含水率；取完樣后，立即對取樣處進行恢復，同時用白灰在取樣處作出標記，以區別于下次取樣；再用振動碾對每個試驗小塊強振2遍，在每個試驗小塊內用環刀各取樣12個，測定各試驗小塊內碾壓6遍后的干密度、含水率；取完樣后，立即對取樣處進行恢復，同時用白灰在取樣處作出標記，以區別于下次取樣；再用振動碾對每個試驗小塊強振2遍，在每個試驗小塊內用環刀各取樣12個，測定各試驗小塊內碾壓8遍后的干密度、含水率。直到測定各試驗小塊內碾壓12遍后的干密度、含水率，在整個碾壓過程中記錄試驗數據。

榆測定壓實后土層厚度，并觀察壓實土層底部有無虛土層，上下層面結合是否良好，有無光面及剪力破壞現象等，并作記錄。

虞整理試驗數據，如果干密度達到設計要求時停止試驗。如果干密度未達到設計干密度要求時，繼續重復試驗，并測定出試驗區各個試驗小塊的干密度及含水率，整理實驗數據，達到設計干密度時停止試驗。

3　填筑施工流程

3.1施工放樣

采用GPS，S3級自動安平水準儀等進行測量放樣，測量人員在放樣前必須按設計圖紙和相關文件準備好放樣數據和放樣草圖，作為放樣依據。

3.2渠道填筑施工

填筑料可利用就近段的渠道開挖產生的可用土料，在渠道施工前作好土方調配工作和規劃，盡可能做到邊挖邊填，避免二次轉運。

渠道填筑土料選用原則：土料粘粒含量宜為10耀30豫，不得含植物根莖、磚瓦垃圾等雜物；優先選用渠道挖方可用土料，其次是選擇指定的土料場取土。回填料力求土質均勻，不可使超粒徑土塊集中形成架空結構，填筑土料含水量應控制在最優含水量附近，其上、下限偏離最優含水量不超過-2耀+3%。根據挖方土料場勘察成果，大部分料場天然含水量與最優含水量接近，可直接填筑，部分料場差別在5%左右，考慮到開挖和儲運過程中含水量有可能降低，施工過程中按現場試驗指標取用。

取料場取土厚度約1.42～2.18m，土料的開挖采用反鏟挖掘機分層挖土，20T自卸汽車裝土，運到渠堤填筑作業面進行填筑；對土料含水量較大無法滿足填筑要求的，采用梨地機進行翻曬處理合格后，再組織挖運和填筑施工。

圖2　渠堤填筑施工方法示意圖

3.3施工準備

根據測量放樣邊線，在渠道土方填筑之前要對填筑區表層植被、草皮和腐殖土進行清理，由推土機清表集堆，裝載機裝料，自卸汽車運至棄渣場。同時，推土機應為自卸車的施工及時修整場內臨時道路及平整棄渣以滿足棄渣要求。渠道填筑區應經質檢合格后，并經監理工程師驗收合格后，才能開始填筑。

3.4鋪土、卸料

填筑施工作業面長度應不小于100m，作業面驗收合格后，即可開始填筑施工，20t自卸汽車運料至施工部位卸料，推土機平整，填筑層厚按碾壓試驗參數執行；靠近混凝土建筑物1m范圍內，采用人工輔助攤鋪，壓實層厚根據試驗確定。

土料采用進占法卸料，施工時要注意控制填料中土塊粒徑不大于15cm。砂礫料采用后退法卸料，砂礫料或礫質土發生顆粒分離時，應將其摻和均勻。砂礫料壓實前根據試驗結果均勻灑水，并力求達到最佳含水率。

卸料時將填筑料按要求填至規定部位，嚴禁將砂礫料或其它透水料與黏性土混雜，并設專人清除土料中的雜質。

填土先從基礎面低洼處開始，用蛙式打夯機或振動平板夯夯實。當填土厚度滿足一碾壓層后，用22t凸塊振動碾碾壓，靠近建筑物側壁及頂板約1m距離范圍采用蛙式打夯機夯實。

3.5碾壓

渠堤采用22t自行式凸塊振動碾進行水平碾壓；渠堤邊坡采用改良振動夯板碾壓，平行渠堤軸線方向進行，進退錯距法碾壓，碾壓搭接寬度大于10cm，碾壓時控制行車速度，最高不超過2km/h。

包芯料分層壓實，壓實度必須達到設計要求，墊層料必須材質新鮮，抗風化能力強，含泥量不大于5豫，滿足設計級配要求，外包料和包芯料必須均衡上升，同時外包料與包芯料必須為鋸齒狀咬合，咬合搭接長度不小于30cm。

開挖段非膨脹土換填施工采用自卸汽車運土料進占法鋪料，盡量減少運輸車輛對工作面的碾壓，填筑時鋪土厚度及碾壓參數由工藝實驗確定，壓實密必須達到設計要求，為做到處理屋與邊坡更好地結合，結合鋪料和平倉施工將邊坡面整理開挖成小臺階狀，超前土料按照1：1.5坡比放坡，同一層以設計外坡腳為基準，頂部超填寬度不小于30cm，每層填土完成碾壓后，須在4h內完成質量檢測，在6～8h內完成上土覆蓋，如不能及時跟進時，要對填筑面和建基面做好防雨和保濕待施工期的保護措施。

建筑物混凝土強度必須達到設計強度70%后進行，其中箱涵頂板應在混凝土強度達到設計強度的75%后才能進行回填。填土前，應清除建筑物表面的乳皮、粉塵及油污等，對表面的外露鐵件宜割除，必要時對鐵件殘余露頭需用水泥沙漿覆蓋保護；填筑時，須先將建筑物表面濕潤，并邊涂刷濃泥漿、邊鋪土、邊夯實，涂漿高度應與鋪土厚度一致，涂層厚度宜為3～5mm，并應與下部土層銜接；嚴禁泥漿干固后再鋪土夯實。回填前按要求進行分級檢查，滿足要求后組織施工，箱涵兩側0.5m及頂板以上1m范圍內采用薄層攤鋪、人工或小型機械夯實，兩側保持均衡上升，施工過程全程錄像；靠近岸坡約2耀5m范圍內采用手扶式振動碾進行壓實，為保證打夯機壓實和振動碾交接帶的壓實質量，每填筑3層，再用打夯機夯打3遍。

3.6整修成型

堤身段填筑時，兩側邊坡超填為100～300mm，填至設計高度后，采用人工配合反鏟修整至設計形狀要求，渠堤邊坡修整后采用斜坡振動碾牽引車進行壓實。

3.7接縫處理

分段碾壓時，相鄰兩段均衡上升。當段與段之間不可避免出現高差時，交界處以斜坡相接，坡面不小于1：3。重疊碾壓寬度平行堤軸線方向不小于50cm，垂直堤軸線方向不小于3m。

3.8驗收

每一填土層按規定參數施工完畢，并經監理工程師檢查合格后才能繼續鋪筑上一層。施工過程中應保證觀測設備的埋設安裝和測量工作的正常進行，并保護觀測設備和測量標志完好。為保證施工質量，土堤不在負溫下施工。

4　質量控制標準與檢驗

（1）土方填筑宜按施工驗收長度100m為一個單元工程。

（2）土方填筑施工應自下而上分層進行，并分層檢查和檢測，同時應認真做好施工記錄。

（3）填筑作業應按水平層次鋪填，不得順坡填筑。分段作業面的最小長度應符合相關規范要求。

（4）當相鄰作業面之間不可避免出現高差時，指標應符合相關規范規定。

（5）碾壓參數應通過碾壓試驗確定。

（6）渠道斷面尺寸檢驗項目應在填筑完成后進行。

5　結束語

碾壓填筑工程實施過程中，要對其安全和質量管理進行嚴格把關，增強施工人員和監工人員的責任心和技術水平。合格的碾壓施工可以整體提高工程的施工質量，縮短施工時間，降低施工成本。

[1]《南水北調中線一期工程總干渠沙河南-黃河南（委托建管項目）寶豐郟縣段第四施工標段》合同文件.河南省南水北調中線工程建設管理局下發的相關文件.現行有關水利水電工程施工規范、標準、定額.

[2]《[印]NSBD7-2007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）》.

[3]《南水北調中線一期工程總干渠渠道膨脹土處理施工技術要求》（NSBD-ZXJ-2-01）.

TV52

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1673-0038（2015）49-0283-02

2015-11-15