淺論渠道分期分區(qū)土方填筑施工控制要點(diǎn)

□呂長濤(廣東順?biāo)こ探ㄔO(shè)監(jiān)理有限公司)

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淺論渠道分期分區(qū)土方填筑施工控制要點(diǎn)

□呂長濤(廣東順?biāo)こ探ㄔO(shè)監(jiān)理有限公司)

摘要：南水北調(diào)高填方渠堤一期分區(qū)填筑，各層土料填筑碾壓試驗(yàn)，料場(chǎng)井字形分區(qū)分層開挖集料，II區(qū)與III區(qū)土料同步填筑上升，渠堤碾壓，一期與二期接觸面削坡開蹬，二期分區(qū)填筑，I區(qū)、II區(qū)與III區(qū)土料同步填筑上升，渠堤碾壓與邊坡修整。

關(guān)鍵詞：高填筑；分期分區(qū)填筑；填筑試驗(yàn)；分區(qū)分層開挖集料；同步填筑上升

1　工程概況

南水北調(diào)中線一期工程總干渠寶豐至郟縣某標(biāo)段，全長4378.20 m，渠道過水?dāng)嗝鏋樘菪?，設(shè)計(jì)流量315 m3/s、加大流量375 m3/s，最大挖深14 m，最大填筑高度12 m。全填方渠道長度為3513.10 m，占本標(biāo)段渠道總長度的80.24%，填方高度為2～12 m，地基土的巖性為重粉質(zhì)壤土、卵石和上第三系軟巖。依據(jù)標(biāo)段的土方平衡，填方渠段填筑土料全部來自取土場(chǎng)。

標(biāo)段用于渠道土方填筑的土料場(chǎng)地貌單元屬于崗間凹地，土層厚度薄。A料區(qū)產(chǎn)地面積101萬m3，B料區(qū)產(chǎn)地面積146 萬m3，兩個(gè)料區(qū)均為耕地?？辈焐疃确秶鷥?nèi)，料區(qū)地層均土巖雙層結(jié)構(gòu)，分為4個(gè)土體單元，①重粉質(zhì)壤土（alplQ3）：右岸厚度一般0.40～1.30 m，左岸厚度一般0.30～1.20 m；②粉質(zhì)粘土（alplQ3）：右岸厚度一般0.30～0.80 m，左岸厚度一般0.50～1.50 m；③重粉質(zhì)壤土（alplQ3）：土質(zhì)不均一，含鈣質(zhì)核，局部富集，右岸厚度一般0.30～1.00 m，左岸厚度一般0.40～1.60 m；④砂礫巖、粘土巖（N1L）。重粉質(zhì)壤土（alplQ3）為有用層，其中耕植土層厚0.30 m，粉質(zhì)粘土、砂礫巖、粘土巖（N1）均為無用層。

由于土料場(chǎng)土質(zhì)分布極不均勻且無規(guī)律，在開挖過程中不可避免摻雜粉質(zhì)粘土，造成局部干密度降低，影響渠道填筑質(zhì)量，經(jīng)設(shè)計(jì)單位多次調(diào)整設(shè)計(jì)方案，最終確定采用分區(qū)分層開采、集中堆料、渠堤分期分區(qū)填筑的設(shè)計(jì)方案。渠堤分三區(qū)填筑，I區(qū)采用C土料場(chǎng)合格土料，II區(qū)采用A與B土料場(chǎng)第二層粉質(zhì)粘土進(jìn)行填筑，III區(qū)采用A與B土料場(chǎng)第三層重粉質(zhì)壤土進(jìn)行填筑。其中一期填筑量占總填筑量的66%，填筑部位為Ⅱ區(qū)的60%與Ⅲ區(qū)的75%。二期填筑量占總填筑量的34%，填筑部分為I區(qū)的100%、Ⅱ區(qū)的40%與Ⅲ區(qū)的25%。

2　渠道填筑施工工藝簡述

測(cè)量確定渠道填筑位置邊線→渠道清基→渠道內(nèi)外包土料分界線放樣→料場(chǎng)井字形分區(qū)分層開挖翻曬集料→挖掘機(jī)挖裝土自卸汽車運(yùn)輸→自卸汽車卸料→攤鋪(推土機(jī)初平)→平地機(jī)精平→凸塊振動(dòng)碾碾壓、整形修坡。

3　渠道分期分區(qū)填筑施工控制要點(diǎn)

3.1填筑碾壓試驗(yàn)

填筑試驗(yàn)直接關(guān)系到渠堤填筑的工藝方法確定、工程質(zhì)量與相應(yīng)保證措施，應(yīng)引起足夠的重視。渠堤填筑正式開始前，土料場(chǎng)的各類填筑土料應(yīng)按碾壓試驗(yàn)方案進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，土料碾壓試驗(yàn)結(jié)束后對(duì)試驗(yàn)資料進(jìn)行整理，試驗(yàn)成果進(jìn)行審核并確認(rèn)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

填筑碾壓試驗(yàn)的目的主要是為正式進(jìn)行渠道填筑獲取碾壓技術(shù)參數(shù)，用以指導(dǎo)實(shí)際的渠道填筑施工?，F(xiàn)場(chǎng)填筑碾壓試驗(yàn)應(yīng)采用將來渠道主體填筑施工擬選用的施工機(jī)械、施工方式和施工工藝，對(duì)各種填筑材料進(jìn)行不同填筑碾壓參數(shù)的比選與試驗(yàn)。填筑碾壓施工參數(shù)嚴(yán)格按碾壓試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行，包括：碾壓機(jī)具、行車速度、鋪料方式、攤鋪厚度、碾壓遍數(shù)等。填筑碾壓試驗(yàn)就是對(duì)同一種填筑材料，按各種施工參數(shù)的不同取值組合進(jìn)行試驗(yàn)，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)主要依據(jù)設(shè)計(jì)提供的填筑碾壓參數(shù)結(jié)合以往填筑施工中積累的經(jīng)驗(yàn)，先對(duì)填筑碾壓參數(shù)進(jìn)行取值范圍的擬定，并采用逐步淘汰法，將已確定了的單一參數(shù)最優(yōu)值，納入后續(xù)試驗(yàn)中。

填筑碾壓試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)試驗(yàn)資料進(jìn)行系統(tǒng)整理，繪制相關(guān)圖表，如碾壓遍數(shù)與填筑密度的關(guān)系曲線；繪制干密度與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線；繪制最優(yōu)參數(shù)組合下，含水量與干密度的關(guān)系曲線。并根據(jù)試驗(yàn)資料進(jìn)行分析，結(jié)合工程條件確定填筑碾壓參數(shù)及壓實(shí)方法，并編寫填筑碾壓試驗(yàn)報(bào)告，報(bào)監(jiān)理工程師審批。當(dāng)?shù)玫脚鷾?zhǔn)后，其參數(shù)可用于渠道填筑施工中，并在主體填筑施工中嚴(yán)格遵照?qǐng)?zhí)行，不得任意修改。

3.2井字形分區(qū)分層開挖集料

由于AB料場(chǎng)II區(qū)與III區(qū)土料分布在不同的土層之中，且取土場(chǎng)不同土料儲(chǔ)量與渠道分期填筑料的用量不匹配，以及中下層土料含水率調(diào)整的速率不同等原因，為保證II區(qū)與III區(qū)之間土料的良好搭接，保證搭接部位的壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，采用II區(qū)與III區(qū)同步填筑同步上升的施工方案。因料場(chǎng)土層厚度薄，各土料交叉分層分布，為防止相鄰?fù)亮匣旌?，不能滿足渠堤填筑對(duì)土料性質(zhì)的要求，土料在開采時(shí)禁止采用挖掘機(jī)立式開采，應(yīng)采用犁地機(jī)翻松土、旋耕耙碎土、推土機(jī)攏堆、挖掘機(jī)輔助堆高集料的料場(chǎng)井字形分區(qū)分層開挖翻曬集料方法。在犁地機(jī)翻松土的過程中，緊密觀察土料性質(zhì)的變化，一旦發(fā)現(xiàn)土料顏色發(fā)生變化應(yīng)及時(shí)提高翻松土的高度，防止兩種土料混合，混合土料嚴(yán)禁使用于本項(xiàng)目的渠堤填筑工程之中。待土料含水率達(dá)到最優(yōu)含水率時(shí)，應(yīng)及時(shí)用推土機(jī)進(jìn)行攏料堆存，防止含水率進(jìn)一步降低，不能滿足渠道填筑對(duì)含水率的要求。

3.3同步填筑上升

為保證各區(qū)接觸面的填筑質(zhì)量，在施工時(shí)各區(qū)應(yīng)采用同步填筑上升的施工方案，即一期施工時(shí)II區(qū)與III區(qū)土料同時(shí)攤鋪碾壓，二期施工時(shí)I區(qū)、II區(qū)與III區(qū)土料同時(shí)攤鋪碾壓。填筑作業(yè)面長度應(yīng)≥100 m，作業(yè)面驗(yàn)收合格后，即可開始填筑施工，填筑層厚按碾壓試驗(yàn)參數(shù)執(zhí)行，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際操作以花桿為標(biāo)記，同時(shí)以鋼釬插入法進(jìn)行抽檢，嚴(yán)禁超厚；靠近混凝土建筑物1 m范圍內(nèi)，采用人工輔助攤鋪，壓實(shí)層厚根據(jù)試驗(yàn)確定。施工時(shí)要注意控制填料中土塊粒徑≤15 cm，若發(fā)現(xiàn)不合格料，必須挖除并運(yùn)往棄渣場(chǎng)，填土先從基礎(chǔ)面低洼處開始，水平逐層填筑。當(dāng)填土厚度滿足碾壓層厚時(shí)，采用凸塊振動(dòng)碾碾壓?？拷ㄖ飩?cè)壁及頂板約1 m距離范圍采用蛙式打夯機(jī)夯實(shí)。

因粉質(zhì)粘土為灰黑色，可塑，濕時(shí)小刀切削表面光滑，干時(shí)堅(jiān)硬，失水易碎裂成小土塊，不易崩解，且粘粒含量和塑性指數(shù)均偏高，具弱膨脹性，壓實(shí)性能差，不能滿足《規(guī)程》關(guān)于均質(zhì)壩土料的質(zhì)量要求，粘質(zhì)粘土在場(chǎng)料開挖完成后的推存集料以及運(yùn)輸至作業(yè)面的過程中容易形成土料的再次結(jié)塊的特性，為保證工程施工質(zhì)量加快工程進(jìn)度，并結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工情況，在鋪土?xí)r應(yīng)特別注意粉質(zhì)粘土的粒徑是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，如果不能滿足設(shè)計(jì)要求，除在料場(chǎng)對(duì)土料進(jìn)行碎土外，上壩后應(yīng)再采用犁拌法碎土，以確保土料填筑施工質(zhì)量。

3.4填筑土料碾壓

渠堤采用自行式凸塊振動(dòng)碾進(jìn)行水平碾壓；渠堤邊坡采用改良振動(dòng)夯板碾壓，平行渠堤軸線方向進(jìn)行，進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，碾壓搭接寬度應(yīng)滿足規(guī)范要求，碾壓時(shí)行車速度按填筑碾壓試驗(yàn)結(jié)果控制。

由于渠道填筑采用分期分區(qū)填筑方案，增加了左右岸渠道一期與二期、Ⅰ區(qū)和Ⅱ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)填筑面的搭接面。各期與各區(qū)填筑料分層壓實(shí)，壓實(shí)度必須滿足設(shè)計(jì)要求，各區(qū)土料應(yīng)均衡上升，同時(shí)一期與二期之間以及各區(qū)之間必須為鋸齒狀咬合，咬合搭接長度應(yīng)滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范的要求。

各期與各區(qū)填筑時(shí)，鋪土邊線在水平距離上要進(jìn)行超填，超填寬度根據(jù)不同的設(shè)計(jì)邊坡確定，同一層以設(shè)計(jì)外坡腳為基準(zhǔn)，保證頂部超填寬度滿足設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。隨著填筑面上升在各期與各區(qū)接觸面之間應(yīng)及時(shí)進(jìn)行削坡，并削至質(zhì)量合格層；削坡合格后，應(yīng)控制好結(jié)合面土料的含水量，邊刨毛、邊鋪土、邊壓實(shí)；壓實(shí)時(shí)壓實(shí)機(jī)械應(yīng)按照平行渠道軸線方向進(jìn)行，相鄰碾壓軌跡及相鄰材料連接處的碾壓應(yīng)滿足規(guī)范要求，不允許出現(xiàn)漏壓。機(jī)械碾壓不到的部位，輔以夯具夯實(shí)，夯實(shí)時(shí)采用連環(huán)套打法，夯跡雙向套壓，夯跡搭壓寬度應(yīng)滿足規(guī)范要求。在施工時(shí)應(yīng)特別注意各區(qū)搭接面處的質(zhì)量檢測(cè)，隨時(shí)檢查碾壓狀況。

4　結(jié)語

渠堤填筑碾壓試驗(yàn)為各區(qū)不同的土料提供了必要了施工參數(shù)，為確定施工工藝保證工程質(zhì)量起到了重要作用；分區(qū)分層開挖集料即在一定程度上起到了調(diào)整含水率的作用，又為高填方渠段的同步填筑同步上升起到了保證土料用量的作用。該工法在土料場(chǎng)土層分布不均，工程所在地又無法提供新的土料場(chǎng)的情況下，征地費(fèi)用少，工程進(jìn)度快，施工質(zhì)量好，對(duì)環(huán)境影響小，有較好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

（責(zé)任編輯：劉長垠）

收稿日期：2016-01-02

中圖分類號(hào)：TV91

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1673-8853（2016）03-0072-02