南水北調(diào)水泥改性土削坡余料利用碾壓試驗(yàn)方案

李偉

摘 要：為正確利用南水北調(diào)渠道水泥改性土削坡余料、減少水泥改性土削坡余料的堆放占地以及對(duì)環(huán)境的污染，降低工程成本，加快施工進(jìn)度。根據(jù)有關(guān)技術(shù)要求的規(guī)定，必須對(duì)水泥改性土削坡余料進(jìn)行回填前的碾壓試驗(yàn)。試驗(yàn)的主要目的是依據(jù)回填土料的設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)，通過對(duì)改性土余料的分層攤鋪，土料最優(yōu)含水量的控制，以及在不同碾壓遍數(shù)條件下，取得最大干密度的施工工藝參數(shù)，從而指導(dǎo)水泥改性土削坡余料的回填施工。

關(guān)鍵詞：膨脹土；改性土；削坡；余料；利用；部位

1 工程概況

南水北調(diào)中線工程南陽市段四標(biāo)（TS108+650～TS115+190）全長(zhǎng)約6.54km；其中水泥改性土填筑工程量約63萬立方米。在渠道改性土填筑的過程中，為確保外坡角壓實(shí)度，并適當(dāng)考慮到碾壓機(jī)械的工作面要求，改性土鋪料時(shí)需超填。超填土料宜按照渠道設(shè)計(jì)坡比放坡，鋪土厚度（松鋪）一般為35cm～40cm，垂直換填厚度一般在100～250cm。根據(jù)不同的換填厚度，同一層以設(shè)計(jì)外坡腳為基準(zhǔn)，頂部超填寬度不小于30cm。超填部分可作為換填層的保護(hù)層，在渠道襯砌施工前削坡修整到設(shè)計(jì)邊坡輪廓。

2 試驗(yàn)?zāi)康?、程?/p>

2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/p>

根據(jù)（2012）長(zhǎng)南河委設(shè)技綜字第055號(hào)關(guān)于《水泥改性土削坡余料利用補(bǔ)充技術(shù)要求》函的規(guī)定，滿足質(zhì)量要求的水泥改性土削坡余料既可以用于挖方渠段一級(jí)馬道以上的坡面、坡頂換填、地面清基回填以及防洪堤的填筑，也可以用于填方渠堤外坡的換填、路堤外包換填以及作為非膨脹土用于其他部位。

2.2 試驗(yàn)程序

施工準(zhǔn)備→水泥改性土削坡→攤鋪→碎土→加水燜制→碾壓→取樣檢測(cè)→試驗(yàn)成果分析。

2.2.1 準(zhǔn)備工作

（1）機(jī)械工程師檢修所有參與試驗(yàn)段施工的機(jī)械設(shè)備，保證機(jī)械在施工中正常發(fā)揮其工作性能。（2）對(duì)參與試驗(yàn)段的管理人員、工程技術(shù)人員、機(jī)械操作手進(jìn)行崗前教育，使每個(gè)參加人員明確自己的崗位職責(zé)，掌握施工的要領(lǐng)和注意事項(xiàng)。（3）基底處理：本試驗(yàn)段在渠道TS112+450～TS 112+650渠堤，提前3小時(shí)灑水濕潤試驗(yàn)地面。

2.2.2 水泥改性土削坡

首先對(duì)渠道TS112+450～TS112+650渠堤外邊坡2m平臺(tái)及以下測(cè)量放線，用帶有刮板的挖機(jī)對(duì)坡腳出地面刮平處理后，開始進(jìn)行削坡，將削坡土聚集攏堆，直接攤鋪至工作面。

2.2.3 攤鋪

按照土料“隨鋪隨平、插釬檢查”的方法對(duì)水泥改性土削坡余料進(jìn)行攤鋪，保證鋪土厚度均勻。鋪土找平采用SD16推土機(jī)，沿軸線或平行軸線進(jìn)行，人工配合，攤鋪土料外坡腳寬出設(shè)計(jì)邊線100cm。

2.2.4 碎土

采用旋耕耙現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行碎土作業(yè)，使土料粒徑滿足有關(guān)技術(shù)要求土塊最大粒徑≤10cm，粒徑≤5cm粒徑含量不小于75%的規(guī)定。

2.2.5 燜料

土料破碎完成后，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)推算出需加水量（加水后，為最優(yōu)含水量+1%～3%），霧化灑水，嚴(yán)禁過量。

2.2.6 碾壓

推土機(jī)整平后，20T振動(dòng)碾碾壓：靜壓一遍，弱振一遍，強(qiáng)振六、八、十遍；行進(jìn)速度為先慢后快，由填筑渠堤一邊向堤中順次碾壓，前后兩次輪跡橫向重疊20cm，做到無漏壓、無漏振，確保碾壓均勻、邊角到位。碾壓時(shí)靜壓速度控制在1.3km/h，弱振碾壓速度控制在1.5km/h，強(qiáng)振碾壓速度控制在1.8km/h。

2.2.7 取樣檢測(cè)

檢測(cè)：采用插釬法和斷面高程測(cè)量檢查土料的虛鋪厚度和壓實(shí)厚度。壓實(shí)度采用環(huán)刀法檢測(cè)：自振動(dòng)碾碾壓八遍開始至十二遍結(jié)束，每碾壓兩遍結(jié)束后立即檢測(cè)一次壓實(shí)度，每次檢測(cè)取12個(gè)點(diǎn)。

3 試驗(yàn)成果分析

3.1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

3.1.1 壓實(shí)度與碾壓遍數(shù)關(guān)系曲線見圖1

經(jīng)實(shí)際檢測(cè)碾壓10遍（強(qiáng)振8遍）時(shí)，壓實(shí)度最佳。

3.1.2 斷面測(cè)量檢查土料的虛鋪厚度和壓實(shí)厚度

現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)虛鋪厚度以水準(zhǔn)測(cè)量結(jié)合插釬法進(jìn)行檢測(cè)，土料填筑后通過定點(diǎn)算料計(jì)算預(yù)定虛鋪厚度所需要的土方量，然后推土機(jī)整平；用插釬法快速進(jìn)行虛鋪厚度的檢測(cè)，以彌補(bǔ)虛鋪不勻的情況，待整個(gè)作業(yè)面虛鋪完成后對(duì)固定的斷面進(jìn)行水準(zhǔn)高程測(cè)量。

3.2 主要試驗(yàn)成果匯總

削坡土最優(yōu)含水率：21%；最大干密度：1.65g/cm3。

削坡土碾壓壓縮系數(shù)：采用20T振動(dòng)碾碾壓，共需靜壓一遍、弱振一遍、強(qiáng)振八遍（碾壓速度分別為靜壓1.3km/h，弱振碾壓1.5km/h，強(qiáng)振碾壓1.8km/h），壓縮系數(shù)為0.83。

4 試驗(yàn)結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)段試驗(yàn)成果，綜合考慮我標(biāo)段施工機(jī)械設(shè)備投入情況、人員配備情況、施工天氣、施工進(jìn)度計(jì)劃以及經(jīng)濟(jì)和理性的因素，我標(biāo)段推薦水泥改性土削坡余料采用以下工藝參數(shù)和控制措施：（1）鋪土厚度：30cm；最優(yōu)含水率：21%；最大干密度：1.65g/cm3。（2）含水率控制范圍：水泥改性土削坡余料最優(yōu)含水率+1%～3%（根據(jù)天氣變化及時(shí)調(diào)整削坡余料的含水率：氣溫在25℃以下時(shí)，含水率控制在+1%～2%；氣溫在25℃以上時(shí)，含水率控制在+2%～3%；同時(shí)在雨雪天氣來臨前，采用塑料布覆蓋料源）。（3）鋪土方式：挖掘機(jī)取土、鋪料，使用推土機(jī)攤鋪找平，灑水車配合施工，技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)指揮施工以保證鋪土厚度均勻。（4）環(huán)刀法檢測(cè)壓實(shí)度。（5）碾壓遍數(shù)及速度：采用20T振動(dòng)碾碾壓，共需靜壓一遍、弱振一遍、強(qiáng)振八遍；碾壓速度：靜壓1.3km/h，弱振碾壓1.5km/h，強(qiáng)振碾壓1.8km/h。（6）機(jī)械組合最佳方式：挖掘機(jī)兩臺(tái)（其中一臺(tái)斗齒焊接鋼板）、推土機(jī)一臺(tái)、振動(dòng)碾一臺(tái)、灑水車一臺(tái)、旋耕機(jī)一臺(tái)。（7）水泥改性土削坡余料實(shí)施時(shí)間：后續(xù)工序已準(zhǔn)備就緒，削坡完成后能立即進(jìn)入下一道工序施工；切削坡時(shí)水泥改性土強(qiáng)度不低于規(guī)范要求（≥250kpa）。（8）合理工藝流程：施工準(zhǔn)備→水泥改性土削坡→攤鋪→碎土→加水燜制→碾壓→取樣檢測(cè)→養(yǎng)護(hù)→進(jìn)行下一層填筑。

參考文獻(xiàn)

[1]GB/T 50123-1999.土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)[S].

[2]SL237-1999.土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

[3]NSBD-ZGJ-1-36.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[S].