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摘要：水泥改性土填筑施工質量是影響膨脹巖（土）地區渠道邊坡穩定性的重要因素。針對南水北調工程水泥改性土換填的實際情況，分析改性土填筑施工方案。

關鍵詞：水泥改性土；填筑施工；膨脹巖

1工程概況

南水北調中線一期總干渠陶岔渠首至沙河南段工程方城段（以下簡稱“方城段”）是總干渠陶岔渠首至沙河南段的一個設計單元，位于河南省南陽市方城縣境內，起點位于小清河支流東岸宛城區和方城縣的分界處，設計樁號124+751，終點位于三里河北岸方城縣和葉縣交界處，設計樁號185+545；方城段全長60.794km，方城段共分為9個標段。本標工程主要改性土換填部位為渠道基礎水泥改性土換填，半挖半填段外包水泥改性土填筑，鴨東二分干一支倒虹吸、鴨東三分干倒虹吸、熊莊河排水倒虹吸基礎換填。

2施工布置

由于我標用改性土拌制的料源均從渠道開挖料中回采，渠道土料含水量較高，經檢測約為25%，遠大于最優含水量7個百分點，無法直接進行拌制，必需采用攤鋪翻曬作業，翻曬作業受天氣影響較大。根據設計開挖工程量的增加，料源的自然采集及氣候影響的實際情況，我部擬在1#穩定土拌和系統附近修建一個1890m2，擬在2#穩定土拌和站附近1260m2的采鋼瓦棚，利用于堆存翻曬好的土料。

3改性土填筑施工方案

3.1土料填筑生產性試驗

（1）試驗參數。現場碾壓遍數擬定：振動碾壓6遍、7遍、8遍，實際遍數根據現場實際情況確定直至達到設計要求；水泥摻量擬定：按重量比摻量4%；鋪土厚度擬定：按松鋪厚度30cm、35cm、40cm；改性土含水擬定：根據室內改性土擊實試驗得出的最優含水率拌和加水。（2）碎土工藝、拌和工藝、碾壓流程和碾壓方法。①碎土工藝。在施工現場，采用液壓碎土機與人工相互配合的方式進行大規模碎土，要求土料粒徑小于或等于10cm，其中5～10cm粒徑的土料含量應當小于或等于5%，5～5cm粒徑的涂料含量應當小于或等于50%，采用篩分法對碎土的級配進行檢查。開挖運至到拌和站的被改性土料含水過高，不宜直接進行碎土、拌制，宜先用裝載機攤鋪晾曬、風干，使含水量大致減少3%～7%，達到18%～20%，然后進行碎土。在現場碎土完成之后，直接上料拌和，如果碎土達不到直接上料拌和的要求，則應當用防雨布遮蓋，二次翻曬等方法控制含水量，滿足碎土要求；②拌和工藝。采用WCZ-600水泥穩定土拌和機拌和，用輸送帶或裝載機將已破碎達到要求的被改性土料運送至拌和機料斗內；拌和稱量系統根據預先設置好的土料重量，水泥摻量、加水量進行拌和，考慮水泥改性土運輸過程損失含水量，水泥改性土拌和按加水3%～4%控制；充分拌和后并取樣做水泥EDTA滴定試驗，每拌和批次不大于600m3水泥改性土抽測不少于六個樣，同時應當保證水泥含量平均值在設計摻量以下，對于弱膨脹水泥改性土來說，水泥含量標準差應當小于或等于0.7，對于中膨脹水泥改性土來說，其水泥含量標準差應小于或等于0.5，檢測合格后方可用裝載機攏堆并遮蓋；③碾壓方法。a.場地平整：試驗場地必須進行平整處理，包括基面上所有的樹根、浮土、雜物等以及其他由監理工程師確定為不合適的材料，并灑水濕潤，對試驗場地的基面應進行壓實處理，以減少基層對碾壓試驗的影響；b.鋪料、平料：現場采用自卸汽車進占法鋪料，推土機平料，人工輔助，鋪土厚度嚴格按照鋼筋指示樁標記，保證鋪料厚度達到試驗要求；c.碾壓：碾壓采用20t凸塊振動碾碾壓，碾壓時采用進退錯距法，行走方向應平行于試驗場地中線，行走速度控制為2km/h，振動碾壓一個來回計兩遍，每個碾壓條帶搭接寬度應大于0.5m；d.試驗：當碾壓達到預定的遍數后停止碾壓，做壓實度試驗，取環刀12個，水泥EDTA滴定試驗樣品3個，測定改性土的壓實度、水泥含量、含水率以及壓實厚度，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等，并做出詳盡的記錄。

3.2渠道改性土填筑主要施工方法

（1）基坑降水：由于本標段渠道地下水位較高，在建基面驗收之前必須把地下水降至建基面以下0.5m，確保建基面干燥后方可驗收進行換填施工。因此基坑降水為改性土填筑前的重要準備工作。渠道降水采用明排和井點降水相結合的方案，具體根據實際地下水位情況確定，具體的施工方法見《施工期降水與排水專項措施》。（2）土料檢驗及施工工藝試驗：施工之前，通過實驗室獲取弱膨脹土料的粘粒含量、膨脹率及水泥摻量等物理指標參數，在此基礎上，進行施工現場土料碾壓施工試驗，以試驗結果為依據，確定鋪土厚度、碾壓機械類型、碾壓次數及壓實機械類型等相關施工參數，在具體施工的過程中一邊進行驗證一邊結合實際情況進行優化調整。（3）土料開采運輸：我部水泥改性土料源均從渠道開挖有用料中選取，采用挖掘機（1.6m3）挖裝，20t自卸汽車運至1#改性土生產系統、2#改性土生產系統附近的臨時堆土場內堆存。堆土場周邊布設0.5m×0.3m排水溝，堆土場頂部必須堆成中間高兩邊低，以利排水。頂面必須平整避免積水。（4）水泥土拌制：我部主要采用廠拌法進行大規模水泥改性土的施工，WCZ-600型穩定土拌和機為主要機械設備，具體工作流程如下：裝載機將涂料裝運到料斗中；集料系統盛放運送過來的涂料，包括四個料斗，每個集料斗下都設有電子計量系統，通過對液壓斗門的控制來對土料重量進行確定；待到土料落到皮帶機上之后，隨著皮帶機的運轉，土料被傳送到拌合機之內，運行攪拌系統；通過電腦自動化控制，水泥罐將水泥添加到拌合機之內，并加入適量水；在拌合完成之后，用皮帶機將物料輸送到卸料斗內。（5）改性土的運輸：采用自卸車將合格回填料運輸至填筑工作面，推土機配合進行攤鋪、平整。（6）填筑（換填）：填筑前要進行基礎面的清理與驗收，檢測基礎面的坡度、結構尺寸，必須將松土清理干凈。（7）改性土攤鋪：采用TY220推土機鋪料、平土。在進行邊坡面換填和“金包銀”渠堤填筑時，為確保邊角壓實度，鋪土邊線在水平距離上要按《膨脹土處理施工技術要求》超填（大于30cm）。在攤鋪的過程中，在坡面用推土機推出臺階，以此來保證土體結合，臺階高度與鋪土層厚度一致，鋪料的過程中，以碾壓試驗參數為依據，對鋪料厚度進行精細化控制，并進行插釬檢測（見圖1）。（8）碾壓：采20t用凸塊振動碾進行碾壓，碾壓時采用進退錯距法，行走方向應平行于渠道中線，行走速度控制為2km/h，碾壓遍數根據生產性碾壓試驗確定。（9）檢測：按照要求碾壓合格后，采用環刀法進行檢測壓實度。由于水泥改性填筑、檢測需在四個小時內完成，采用環刀法在時間上很難滿足要求。前期我部采用環刀法和核子密度儀法進行檢測，并對檢測結果進行比較。如果檢測結果無差異，我部采用核子密度儀進行檢測壓實度。

3.3影響工效的因素

（1）土料的含水量：由于我部料源含水量偏高，無法直接用于拌制水泥改性土，需進行翻曬，翻曬施工時間較長，且受降雨天氣影響大。（2）工序。水泥土施工的工序包括膨脹土料運輸、碎土、拌制、運輸、碾壓、削坡等多個工序，在進行施工組織時要充分考慮。（3）水泥摻量。因膨脹土的土料性質不同、水泥的摻量也不同，故工效也不相同。（4）碾壓。渠道換填水泥改性土要求的壓實度高，工效較低。（5）換填厚度及削坡處理。換填厚度是影響效率的重要因素，換填厚度越小，為了滿足填筑質量要求和碾壓機械工作面要求，超填量比例越大，削坡處理過程中投入的人力和機械越多，從而加劇了土料損耗，使得效率較低。

4結束語

南水北調工程有著水印改性土填筑方量大、工期緊張及對質量要求高等特點，文章進行了路拌法、拌合站廠拌法等施工工藝的現場碾壓試驗研究，兩種方法都不能滿足現場施工要求。文章結合工程實際重點闡述水泥改性土回填專項施工方案要點，以期對水泥土施工進行指導參考。

作者:胡永進 單位:中國水利水電第七工程局有限公司第六分局

參考文獻：

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