水利論文發(fā)表期刊推薦：北大核心級期刊《人民長江》，《人民長江》于1955年創(chuàng)刊，是水利部 長江水利委員會主辦的水利水電技術(shù)綜合性科技期刊，2008年改為半月刊。主要內(nèi)容為宣傳長江治理與開發(fā)戰(zhàn)略規(guī)劃，報道治江工作重大進展與建設(shè)成就，總結(jié) 水資源保護與開發(fā)利用實踐經(jīng)驗，交流國內(nèi)外水利水電先進技術(shù)。近年來，按照科學(xué)發(fā)展觀的要求，圍繞“維護健康長江、促進人水和諧”的治江理念，重點對長江 流域的水資源保護與開發(fā)利用進行了宣傳報道，內(nèi)容豐富、信息量大、實用性強。
　　摘要：南水北調(diào)中線工程黃河以南大部分地區(qū)及黃河以北的部分標段膨脹土處理施工大多采用水泥改性土換填處理。水泥改性土的生產(chǎn)通常采用水泥土拌和機拌制的生產(chǎn)方式。一些標段為了補充場拌生產(chǎn)能力的不足，采用了在場地內(nèi)用液壓路拌機集中路拌的方式生產(chǎn)水泥改性土。質(zhì)量和生產(chǎn)能力在滿足技術(shù)要求的同時，也確保了水泥改性土的進度計劃。

　　關(guān)鍵詞：改性土,路拌法,場地,平整,攤鋪,拌和,檢測

　　一．概述

　　南水北調(diào)中線干線工程在建項目總長1125km，共53個土建設(shè)計單元工程、166個施工標段；有膨脹土（巖）的渠段累計長約368km，占在建項目總長度的33%。其中：弱膨脹土渠段長213.075km，挖深＜15m的中膨脹土渠段長100.513km，挖深≥15m的中膨脹土渠段長28.896km，強膨脹土渠段長25.588km。

　　初步設(shè)計階段，經(jīng)多方案比選論證，對膨脹土（巖）渠道采取放緩渠坡和對膨脹土（巖）渠床換填保護層的措施處理，后經(jīng)現(xiàn)場試驗和分析研究，并針對膨脹土（巖）的特性以及膨脹土（巖）渠坡失穩(wěn)的機理和現(xiàn)象，為了進一步提高工程的運行安全度，對處理施工進行了優(yōu)化設(shè)計，重點是對強膨脹土（巖）渠道和挖深≥15m的中膨脹土（巖）渠道在原換填保護層的基礎(chǔ)上，根據(jù)開挖后的地質(zhì)情況增加了水泥改性土換填、邊坡抗滑樁和部分坡面鋼砼梁系，以加大保護力度。

　　水泥改性土換填的渠段分布在19個設(shè)計單元（占總設(shè)計單元的35.8%），54個土建施工標段內(nèi)（占總施工標段的32.5%），需要改性土換填的渠段累計長度約300.22km，占膨脹土渠段的81.6%；水泥改性土填筑量約3225.62萬m3。

　　由于黃河以南的大部分地區(qū)及黃河以北的部分標段所在區(qū)域無法獲得自由膨脹率<20%的土料進行挖方渠道渠坡或渠堤保護層的填筑，或由于運距較遠，施工成本很大等原因，所以選用自由膨脹率<65%中、弱膨脹土摻和3%～6%的水泥，改變了膨脹土的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，從而改變了膨脹土的物理力學(xué)特性，進而有效的降低了自由膨脹率至35%以下，才能用于膨脹土（巖）渠床保護的換填材料和采用弱膨脹土填筑渠堤的外層保護材料。

　　水泥改性土大多數(shù)采用碎土機破碎土料、水泥土拌和機拌制的方式生產(chǎn)，拌制的水泥改性土料（抽檢合格）直接裝車運至填筑工作面鋪料碾壓。一些標段為了補充場拌生產(chǎn)能力的不足，采用了在施工現(xiàn)場以外的場地內(nèi)用液壓路拌機集中路拌的方式生產(chǎn)水泥改性土，在質(zhì)量滿足設(shè)計要求的同時，也滿足改性土施工進度的需要。

　　二．生產(chǎn)工藝

　　在采用液壓路拌機前，依據(jù)設(shè)計對本標段水泥改性土技術(shù)要求做好相關(guān)的生產(chǎn)性試驗工作，將試驗所得數(shù)據(jù)上報監(jiān)理，監(jiān)理簽字確認后，方可開展大規(guī)模的生產(chǎn)。大規(guī)模生產(chǎn)的步驟和程序，是生產(chǎn)性試驗的延伸。

　　1.生產(chǎn)工藝流程

　　場地平整、處理及檢查驗收→土料攤鋪→整平與測量檢驗→水泥攤鋪→水泥改性土集中拌制→滴定試驗→水泥改性土堆攏及運輸→填筑整平與測量檢驗→碾壓→壓實度檢測→資料整理

　　2.基礎(chǔ)面處理

　　水泥改性土拌制直接在取土場進行，將已取土完成的取土場清出根據(jù)本標段的生產(chǎn)需要確定生產(chǎn)場地的面積。清除場地基礎(chǔ)上所有的浮土、雜物等雜質(zhì)，開辟出生產(chǎn)場地的基礎(chǔ)面，并用平地機對基礎(chǔ)面進行找平，平整度要求高差在±5cm之內(nèi)。用大型噴灑設(shè)備對基礎(chǔ)面灑水濕潤。采用8t以上的光面震動碾，對基礎(chǔ)面進行碾壓，一般建議碾壓4～6遍。碾壓完成后，對基礎(chǔ)面再次進行找平，以減少基礎(chǔ)面對改性土拌和的影響。同時按設(shè)計圖紙設(shè)置場地排水系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)符合在降水過后生產(chǎn)場地內(nèi)無積水的要求。在處理好的場地內(nèi)每5m設(shè)置插釬，并在插釬上標高以便于進行鋪土厚度控制。

　　3.土料攤鋪

　　用自卸汽車將合適含水率的土料運輸至拌合作業(yè)面，采用人工配合推土機進行土料攤鋪、整平，攤鋪厚度一般為35cm～40cm。攤鋪后，用液壓路拌機在攤鋪層上均勻行走1～2遍，這樣既可平整表面又可對土料進行再次粉碎，局部采用人工整平。確保土料的粒徑在10cm以下，如有超徑土料，應(yīng)及時進行破碎或剔除。工作人員根據(jù)插釬的標高，對土料的攤鋪厚度進行初檢，保證攤鋪厚度均勻。測量人員采用全站儀測量對現(xiàn)場每組試驗區(qū)鋪土厚度及高程進行跟蹤檢測，確保鋪料厚度及沉降觀測滿足相關(guān)要求。

　　4.水泥攤鋪

　　依據(jù)設(shè)計提供的水泥改性土施工技術(shù)要求，由實驗室測定土料含水率，并計算出土料最大干密度，根據(jù)所測定的最大干密度計算水泥摻量和含水率。當含水率大于最優(yōu)含水率時先將土料進行翻曬，再進行拌合；當含水率小于最優(yōu)含水率時，可在水泥改性土拌合過程中根據(jù)計算的含水量進行水量調(diào)整，使其達到比最優(yōu)含水率高1～3個百分點，以彌補水泥改性土在運輸和填筑過程中水分的散失。

　　在已攤鋪好的土料層上，表示出5×5m的框格。再根據(jù)設(shè)計提出的改性土水泥摻量的百分比、土料的松鋪厚度和表示框格的尺寸，確定該框格內(nèi)的水泥用量。

　　打開水泥袋將水泥倒在網(wǎng)格中心，人工用刮板將水泥均勻攤開，做到土料表面既無空白位置也無水泥集中點。

　　施工人員應(yīng)穿著特質(zhì)服裝，并佩戴呼吸器，以降低水泥對人員的危害。施工單位應(yīng)密切關(guān)注當?shù)氐奶鞖鉅顩r，應(yīng)避開雨天和刮風(fēng)，減少水泥的散失，降低水泥對環(huán)境污染。

　　5.水泥改性土集中拌和

　　水泥均勻攤鋪后，駕駛員將路拌機開上攤鋪層，拌和3～4遍，做到拌和均勻，不留死角。拌和好的改性土應(yīng)符合中線局下發(fā)的《水泥改性土施工技術(shù)要求》（試行）中的土料粒徑級配的要求：最大粒徑不大于10cm，10cm～5cm粒徑含量不大于5%，5cm～5mm粒徑含量不大于50%。如有超徑料出現(xiàn)，應(yīng)配合人工及時剔除。

　　6.水泥改性土滴定檢測

　　水泥改性土拌和3遍后，應(yīng)立即取樣進行水泥含量及水泥土均勻性檢測。根據(jù)現(xiàn)場拌和方量的大小，確定檢測組數(shù)，一般取10～12組，每組樣品重量不低于300g，采用EDTA滴定法測定水泥含量。檢測結(jié)果也應(yīng)滿足《水泥改性土施工技術(shù)要求》（試行）中對水泥含量標準差的要求：水泥改性土水泥含量標準差不得大于0.7，且水泥含量的平均值不小于設(shè)計提供的技術(shù)要求。檢測結(jié)果應(yīng)作為施工重要數(shù)據(jù)長久保留。

　　7.水泥改性土的堆攏及運輸

　　經(jīng)檢測符合設(shè)計要求的水泥改性土盡快用推土機進行堆攏，減少水分的散失，為下一場拌制騰出場地。堆攏的土料宜采用20t的自卸卡車快速運至填筑面。

　　8.水泥改性土的攤鋪

　　在沒進行上層土料攤鋪前，施工單位應(yīng)嚴格按施工要求，用大型噴灑設(shè)備對已完成碾壓的填筑面進行灑水濕潤，以確保層間結(jié)合良好。并沿渠道縱向在開挖面或是填筑面進行開蹬，開蹬高度不大于土料的松鋪厚度，以確保填筑材料與渠床或渠堤結(jié)合良好。

　　應(yīng)采用進占法傾卸土料至指定地點。依據(jù)設(shè)計和安全施工的要求，確定超填范圍，在超填邊界巖渠道縱向設(shè)置表示，以確定土料的攤鋪范圍。

　　土料的松鋪厚度，采用碾壓試驗所得的數(shù)據(jù)，一般的松鋪厚度為30～35cm。采用推土機進行攤鋪、整平，并人工持鐵鍬配合修補找平，表面的平整度不超過±5cm。在攤鋪過程中，現(xiàn)場工作人員手持刻有標高的鋼釬對攤鋪厚度進行初檢，測量人員采用全站儀測量對每層鋪土厚度及高程進行跟蹤檢測，以確保鋪土厚度和高程滿足相關(guān)設(shè)計要求。

　　9.水泥改性土碾壓

　　改性土的壓實采用20t以上的凸塊振動碾沿渠道軸線方向行走碾壓。碾壓遍數(shù)依據(jù)試驗確定，即根據(jù)最大干密度確定達到設(shè)計提出壓實度時所對應(yīng)的遍數(shù)，但最少不少于6遍。一般前兩遍為靜碾，剩下的遍數(shù)為振動碾。采用進退錯距法對土料進行碾壓，行車速度控制在2～3km/h，相鄰碾跡的大街寬度不小于碾寬的1/10，最小不小于30cm。由于碾壓，會使部分改性土料碾壓至超填范圍以外，應(yīng)配合人工手持鐵鍬，及時將超填范圍以外的新鮮土料翻回碾壓面，以減少土料的浪費。

　　10.壓實度檢測

　　為了充分反映壓實工作面壓實度是否滿足設(shè)計要求，需按照《土工試驗規(guī)程》SL237-1999規(guī)定的環(huán)刀法進行壓實度檢測，在達到相應(yīng)試驗?zāi)雺罕閿?shù)時的壓實厚度的下1/3處取樣進行干密度檢測，同時挖取探坑檢查壓實層間有無松散、剪力破壞等現(xiàn)象，并做好檢測記錄。遇到蔣石土或泥礫土?xí)r，應(yīng)避開取樣或才用灌砂法進行壓實度檢測。取樣和檢測標準長度150～200m的填筑渠段設(shè)置一個檢驗單元，1次/（100～200m3）且每層不少于3個點為宜，檢測合格率≥95%，最小值≥設(shè)計值98%；取樣位置應(yīng)嚴格按照布設(shè)的取樣點進行取樣或是遵從監(jiān)理工程師現(xiàn)場指定。每層填筑完成后，應(yīng)在4h內(nèi)完成質(zhì)量檢測，在6～8h內(nèi)完成上土填筑。如不能及時跟進，要對填筑面做好防雨和保溫等施工期的保護措施，并防止大型施工設(shè)備在上行駛。

　　11.資料整理

　　在水泥土拌制和填筑壓實兩個階段，均需要監(jiān)理和技術(shù)員旁站監(jiān)督生產(chǎn)和施工，確保每個數(shù)據(jù)真實可靠，嚴格控制各項指標滿足生產(chǎn)和施工要求。在這兩個階段所得的檢測數(shù)據(jù)，要是及時整理、造冊，上報監(jiān)理備份。為工程日后的檢查和驗收，留有第一手資料。

　　三.注意事項

　　由于水泥改性土路拌生產(chǎn)方式與廠拌的不同，受天氣和人為等諸多因素影響。因此要達到設(shè)計提出的質(zhì)量要求，就需要付出更多的努力和關(guān)注更多的影響因素，才能確保生產(chǎn)和填筑的每一方水泥改性土的合格。

　　1.改性土拌制生產(chǎn)應(yīng)充分掌握當?shù)靥鞖鉅顩r，避開大風(fēng)、雨雪天氣；

　　2.拌和場地應(yīng)設(shè)置必要的排水設(shè)施，基礎(chǔ)面的平整度不大于±5cm；

　　3.土料攤鋪厚度要均勻，土料的最大粒徑和級配要滿足技術(shù)規(guī)定的要求；

　　4.水泥的用量要計算準確，攤鋪均勻。拌和遍數(shù)要達標，不漏拌；

　　5.改性土的含水率需高于最有含水率1～3個百分點；

　　6.改性土攤鋪前要對建基面灑水，攤鋪厚度要均勻，厚度相差不大于±5cm；

　　7.碾壓設(shè)備的行走要滿足相關(guān)技術(shù)要求，不漏碾、欠碾或過碾。

　　8.改性土要盡可能的快速攤鋪、快速整平、碾壓密實、快速檢測。

　　9.壓實度檢測要依照規(guī)范執(zhí)行，確保檢測數(shù)據(jù)真實可靠。

　　10.監(jiān)理和技術(shù)員全過程旁站，做好施工記錄和數(shù)據(jù)收集，及時整理造冊，為后續(xù)施工抽檢和驗收保留第一手資料。

　　四.結(jié)束語

　　南水北調(diào)中線膨脹土（巖）渠段處理施工具有戰(zhàn)線長、處理工程量大、時間緊和任務(wù)重等一系列的特點，加之膨脹土處理施工本身也是世界性的難題，這就更加重了南水北調(diào)中線工程的施工難度。自2011年11月開始摸索試生產(chǎn)，到2012年4月的正式生產(chǎn)，期間經(jīng)歷數(shù)月的摸索和磨合，經(jīng)過全線工程技術(shù)和施工人員的共同努力，結(jié)合全線各改性土施工標段的特點，逐步總結(jié)摸索出了適合南水北調(diào)中線工程膨脹土（巖）渠段處理施工的方法，水泥改性土路拌施工法就是其中之一。解決了改性土施工中的技術(shù)問題，消除了影響改性土施工進度的因素，使得改性土施工逐步轉(zhuǎn)向正軌，并突破了600萬m3/月的生產(chǎn)能力（全線共計），圓滿的完成了年初國務(wù)院南水北調(diào)辦對中線膨脹土（巖）渠道處理施工下達的任務(wù)，即年底完成改性土總量的80%。消除了南水北調(diào)中線工程中又一個關(guān)鍵性制約項目，確保了全線工程按計劃進行，為14年實現(xiàn)南水北調(diào)中線一期工程全線通水奠定堅實的基礎(chǔ)。

　　參考書籍：

　　[1]《南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹土處理施工工法》

　�。∟SBD—ZXJ—4—01）

　　[2]《南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹土處理施工技術(shù)要求》

　　（NSBD—ZXJ—2—01）

　　[3]《南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹土處理施工監(jiān)理實施細則》

　�。∟SBD—ZXJ—4—02）

　　[4]《南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹巖處理施工技術(shù)要求》

　�。∟SBD—ZXJ—2—02）

　　[5]《建筑地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50202-2002)

　　[6]《碾壓式土石壩施工規(guī)范》SL274-2001)

　　[7]《土工試驗規(guī)程》(SL237-1999)

　　[8]《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（試行）(NSBD-ZGJ-1-37)

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