引水渠道渠堤粉质壤土填筑施工技术探讨

黄永新

（中国水利水电第十六工程局有限公司福建厦门　361000）

引水渠道渠堤粉质壤土填筑施工技术探讨

黄永新

（中国水利水电第十六工程局有限公司福建厦门361000）

本文将在引水渠道渠堤粉质壤土填筑施工过程中用到的一些施工方法和技术进行了详细的描述，并以南水北调中线宝丰郏县段为例，将引水渠道渠堤粉质壤土填筑施工过程中用到的技术运用到了水电站拦河水利枢纽中，通过对此技术的探讨，对施工过程中使用到的相关技术进行了总结，例如填筑技术和碾压技术。

渠堤；粉质壤土填筑；技术探讨

1　工程概述

工程位于沙河南-黄河南（第域渠段）渠段的中段，地域上属河南省平顶山市的宝丰县和郏县。本标段设计桩号为SH（3）35+ 800耀SH（3）40+178.2，标段长度4378.2m，标段内共有各种建筑物9座，其中：渠倒虹1座，左排3座，渠渠1座，公路桥4座，渠道为梯形断面，SH（3）36+101.4耀SH（3）36+116.4段渠底宽度为21耀23m，SH（3）36+626.7耀SH（3）36+641.7段渠底宽度为23耀24.5m，渠道内一级边坡为1：2耀1：2.75，二、三、四级边坡为1：1.5耀1：2.5，一级马道（堤顶）宽5.0m，外坡1：2耀1：2.5，渠道纵比降为1/26000。

2　碾压试验

根据填筑施工技术要求，对不同厚度与含水量的碾压层（采用振动碾时碾压层铺筑厚度分别控制在30cm、35cm）分别进行不同碾压遍数（4遍、6遍、8遍、10遍、12遍）情况下干密度试验，检测是否达到设计要求。如能达到设计要求，确定出施工中的各项压实参数。由于三个土料场土质均为素土，本次试验均采用环刀法取样。

（1）本次碾压试验铺土分为2层进行，厚度分别为30cm与35cm，第一层铺土厚度为30cm，第二层铺土厚度为35cm。

（2）每个土料场土料分不同铺土厚度（30、35cm），分别按要求做两小块的最优含水量试验与两小块较最优含水量减少一幅度含水量试验。

（3）每个土料场土料分别做4种组合碾压试验：淤铺土厚度30cm、最优含水量。于铺土厚度30cm、较最优含水量减少一幅度。盂铺土厚度35cm、最优含水量。榆铺土厚度35cm、较最优含水量减少一幅度。碾压机均为22t凸块振动碾，碾压遍数均为4遍、6遍、8遍、10遍、12遍。

图1　碾压试验步骤

（4）试验步骤如下：

淤试验前将堤基平整、清理，按技术要求对堤基进行碾压，采用凸块振动碾，将表层土压实至不低于填土设计要求的密实程度；对试验场地底层按前述划分为12块试验小块并进行方格网测量，并测其相对高程，准确控制铺料厚度。

于采用反铲挖掘机挖装土、20t自卸车运土，自卸汽车用进占法在各试验小块内铺料，推土机进行平整，辅以人工整平，用水准仪准确控制铺料厚度与平整度，达到起伏差与平整度要求，然后进行含水率测定，如测得最优含水率试验小块部位填筑土料的含水率低于最优含水率下限（最优含水率的-2%）时，采用洒水车进行洒水调整，局部狭小部位由人工辅助洒水，加水后的土料用犁地机附设刨毛耙齿使其掺和均匀；反之如测得最优含水率试验小块部位填筑土料的含水率大于最优含水率上限（最优含水率的+3%）时，碾压前用犁地机附设刨毛耙齿在填筑面进行翻松晾晒，含水率达到要求后进行碾压，采用凸块振动碾碾压，碾压行走方向平行于渠道堤轴线，前进后退碾压一循环按2遍计，错位采用前进法，碾压搭接控制在15耀20cm。

盂凸块振动碾对试验块采用慢一档（行驶速度臆2km/h）静压2遍，再用振动碾对每个试验小块慢一挡强振碾压2遍后，在每个试验小块内用环刀各取样12个，测定各试验小块内碾压4遍后的干密度、含水率；取完样后，立即对取样处进行恢复，同时用白灰在取样处作出标记，以区别于下次取样；再用振动碾对每个试验小块强振2遍，在每个试验小块内用环刀各取样12个，测定各试验小块内碾压6遍后的干密度、含水率；取完样后，立即对取样处进行恢复，同时用白灰在取样处作出标记，以区别于下次取样；再用振动碾对每个试验小块强振2遍，在每个试验小块内用环刀各取样12个，测定各试验小块内碾压8遍后的干密度、含水率。直到测定各试验小块内碾压12遍后的干密度、含水率，在整个碾压过程中记录试验数据。

榆测定压实后土层厚度，并观察压实土层底部有无虚土层，上下层面结合是否良好，有无光面及剪力破坏现象等，并作记录。

虞整理试验数据，如果干密度达到设计要求时停止试验。如果干密度未达到设计干密度要求时，继续重复试验，并测定出试验区各个试验小块的干密度及含水率，整理实验数据，达到设计干密度时停止试验。

3　填筑施工流程

3.1施工放样

采用GPS，S3级自动安平水准仪等进行测量放样，测量人员在放样前必须按设计图纸和相关文件准备好放样数据和放样草图，作为放样依据。

3.2渠道填筑施工

填筑料可利用就近段的渠道开挖产生的可用土料，在渠道施工前作好土方调配工作和规划，尽可能做到边挖边填，避免二次转运。

渠道填筑土料选用原则：土料粘粒含量宜为10耀30豫，不得含植物根茎、砖瓦垃圾等杂物；优先选用渠道挖方可用土料，其次是选择指定的土料场取土。回填料力求土质均匀，不可使超粒径土块集中形成架空结构，填筑土料含水量应控制在最优含水量附近，其上、下限偏离最优含水量不超过-2耀+3%。根据挖方土料场勘察成果，大部分料场天然含水量与最优含水量接近，可直接填筑，部分料场差别在5%左右，考虑到开挖和储运过程中含水量有可能降低，施工过程中按现场试验指标取用。

取料场取土厚度约1.42～2.18m，土料的开挖采用反铲挖掘机分层挖土，20T自卸汽车装土，运到渠堤填筑作业面进行填筑；对土料含水量较大无法满足填筑要求的，采用梨地机进行翻晒处理合格后，再组织挖运和填筑施工。

图2　渠堤填筑施工方法示意图

3.3施工准备

根据测量放样边线，在渠道土方填筑之前要对填筑区表层植被、草皮和腐殖土进行清理，由推土机清表集堆，装载机装料，自卸汽车运至弃渣场。同时，推土机应为自卸车的施工及时修整场内临时道路及平整弃渣以满足弃渣要求。渠道填筑区应经质检合格后，并经监理工程师验收合格后，才能开始填筑。

3.4铺土、卸料

填筑施工作业面长度应不小于100m，作业面验收合格后，即可开始填筑施工，20t自卸汽车运料至施工部位卸料，推土机平整，填筑层厚按碾压试验参数执行；靠近混凝土建筑物1m范围内，采用人工辅助摊铺，压实层厚根据试验确定。

土料采用进占法卸料，施工时要注意控制填料中土块粒径不大于15cm。砂砾料采用后退法卸料，砂砾料或砾质土发生颗粒分离时，应将其掺和均匀。砂砾料压实前根据试验结果均匀洒水，并力求达到最佳含水率。

卸料时将填筑料按要求填至规定部位，严禁将砂砾料或其它透水料与黏性土混杂，并设专人清除土料中的杂质。

填土先从基础面低洼处开始，用蛙式打夯机或振动平板夯夯实。当填土厚度满足一碾压层后，用22t凸块振动碾碾压，靠近建筑物侧壁及顶板约1m距离范围采用蛙式打夯机夯实。

3.5碾压

渠堤采用22t自行式凸块振动碾进行水平碾压；渠堤边坡采用改良振动夯板碾压，平行渠堤轴线方向进行，进退错距法碾压，碾压搭接宽度大于10cm，碾压时控制行车速度，最高不超过2km/h。

包芯料分层压实，压实度必须达到设计要求，垫层料必须材质新鲜，抗风化能力强，含泥量不大于5豫，满足设计级配要求，外包料和包芯料必须均衡上升，同时外包料与包芯料必须为锯齿状咬合，咬合搭接长度不小于30cm。

开挖段非膨胀土换填施工采用自卸汽车运土料进占法铺料，尽量减少运输车辆对工作面的碾压，填筑时铺土厚度及碾压参数由工艺实验确定，压实密必须达到设计要求，为做到处理屋与边坡更好地结合，结合铺料和平仓施工将边坡面整理开挖成小台阶状，超前土料按照1：1.5坡比放坡，同一层以设计外坡脚为基准，顶部超填宽度不小于30cm，每层填土完成碾压后，须在4h内完成质量检测，在6～8h内完成上土覆盖，如不能及时跟进时，要对填筑面和建基面做好防雨和保湿待施工期的保护措施。

建筑物混凝土强度必须达到设计强度70%后进行，其中箱涵顶板应在混凝土强度达到设计强度的75%后才能进行回填。填土前，应清除建筑物表面的乳皮、粉尘及油污等，对表面的外露铁件宜割除，必要时对铁件残余露头需用水泥沙浆覆盖保护；填筑时，须先将建筑物表面湿润，并边涂刷浓泥浆、边铺土、边夯实，涂浆高度应与铺土厚度一致，涂层厚度宜为3～5mm，并应与下部土层衔接；严禁泥浆干固后再铺土夯实。回填前按要求进行分级检查，满足要求后组织施工，箱涵两侧0.5m及顶板以上1m范围内采用薄层摊铺、人工或小型机械夯实，两侧保持均衡上升，施工过程全程录像；靠近岸坡约2耀5m范围内采用手扶式振动碾进行压实，为保证打夯机压实和振动碾交接带的压实质量，每填筑3层，再用打夯机夯打3遍。

3.6整修成型

堤身段填筑时，两侧边坡超填为100～300mm，填至设计高度后，采用人工配合反铲修整至设计形状要求，渠堤边坡修整后采用斜坡振动碾牵引车进行压实。

3.7接缝处理

分段碾压时，相邻两段均衡上升。当段与段之间不可避免出现高差时，交界处以斜坡相接，坡面不小于1：3。重叠碾压宽度平行堤轴线方向不小于50cm，垂直堤轴线方向不小于3m。

3.8验收

每一填土层按规定参数施工完毕，并经监理工程师检查合格后才能继续铺筑上一层。施工过程中应保证观测设备的埋设安装和测量工作的正常进行，并保护观测设备和测量标志完好。为保证施工质量，土堤不在负温下施工。

4　质量控制标准与检验

（1）土方填筑宜按施工验收长度100m为一个单元工程。

（2）土方填筑施工应自下而上分层进行，并分层检查和检测，同时应认真做好施工记录。

（3）填筑作业应按水平层次铺填，不得顺坡填筑。分段作业面的最小长度应符合相关规范要求。

（4）当相邻作业面之间不可避免出现高差时，指标应符合相关规范规定。

（5）碾压参数应通过碾压试验确定。

（6）渠道断面尺寸检验项目应在填筑完成后进行。

5　结束语

碾压填筑工程实施过程中，要对其安全和质量管理进行严格把关，增强施工人员和监工人员的责任心和技术水平。合格的碾压施工可以整体提高工程的施工质量，缩短施工时间，降低施工成本。

[1]《南水北调中线一期工程总干渠沙河南-黄河南（委托建管项目）宝丰郏县段第四施工标段》合同文件.河南省南水北调中线工程建设管理局下发的相关文件.现行有关水利水电工程施工规范、标准、定额.

[2]《[印]NSBD7-2007南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准（试行）》.

[3]《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工技术要求》（NSBD-ZXJ-2-01）.

TV52

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1673-0038（2015）49-0283-02

2015-11-15