宝鸡峡漆水河倒虹改建项目部 陕西咸阳 712000
摘要：膨胀土是水利工程的“癌症”，南水北调中线工程首创对水泥改性土的合理应用，形成了成熟的施工工艺、方法及质量控制措施。本篇文章通过水泥改性土的施工工艺工序，总结出相应的工程质量保证措施。
关键词：水泥改性土；土方填筑；施工质量；保证措施
1引言：
膨胀土由于自身的膨胀性，抗剪强度低，失水干裂，遇水稀软，膨胀性不均等，使得其严重影响到水利工程质量。为了解决膨胀土以上这些问题，按适当比例给膨胀土加入适量水泥，拌合成为水泥改性土，以此来改善原有土特性，满足工程强度抗渗等方面需要，达到质量控制的目的。
2、工程概况：
南水北调中线一期淅川7标段位于河南省邓州市，渠段起点桩号44+700，终点桩号52+100，过水断面采用梯形断面。标段全长7.4km，其中渠道长6.86km，总干渠分挖方段、填方段、半挖半填段全部采用“金包银”的4%水泥改性土设计方案，“填土置换”总量为34.67万m3，水泥改性土总量为1020194m3。
3、问题及处理：
膨胀土处理是南水北调中线工程所面临的一项重大技术难题。鉴于南水北调工程是国家动脉 千里水脉，业主和设计单位先后出台了一系列关于水泥改性土施工的技术标准与质量控制要点，并提出了非常高的质量标准。要求严格按照技术规范施工，保证施工质量。
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4、施工工序：
①料场清表：清表厚度不少于50cm。采用机械平整、集料，运输至指定位置存放，待土地还耕时复土。
②挖沟排水：在土料场四周和料场内挖1.5Mx4.0m（宽x深）的排水沟，其中料场内排水沟间距一般为12m。
③土料苫盖：在土料场和拌合站堆料场分别进行塑料薄膜苫盖，并采取碎石袋压实薄膜，以防止雨淋和稳定土料含水率。土料场主要苫盖两排水沟之间的土埂，将水排至排水沟，采用水泵抽水。拌合站对料场主要苫盖堆料体，将水排至集水沟。
④土料翻晒及初破碎：排水沟开挖土运输至土料翻晒场进行翻晒，其余土料在料场原地进行。进行翻土晾晒，待含水率检测合适后推土集料。
⑤碎土：采用WHB200型碎土机碎土，粉碎土通过皮带机运输到拌和机集料仓。为保证碎土质量和进度，每台碎土机配备4人辅助土体入碎土机，每台套拌合站配备2台碎土机。
⑥拌制运输：采用WCZ500-WCZ700型稳定土拌合站拌制水泥改性土，集料斗装车运输至填筑面。
⑦填筑面清基削坡：渠底和堤顶用机械平整达到设计要求。坡面自上而下刮土，人工配合修正。所有清表清基土运输至弃土场。
⑧开蹬：填方段渠道水泥改性土填筑，由于多种原因，不能与非改性土填筑同步，因此，渠道坡面改性土填筑存在开蹬问题。
⑨铺料、碾压和检测：铺料厚度25-30cm，按照技术规定超填超碾，凸块碾静碾2遍，动碾6遍。碾压结束后进行现场取样，检查含水率和干密度，合格后再进行下一层填筑。
⑩削坡：分粗削坡和精削坡两步。粗削坡施工前，在测量监控下间隔5m采用液压反铲自上而下（从坡顶向坡脚）开挖，反铲甩土。
精削坡按照三遍进行施工，均在测量监控下进行。第一遍采用带挂板的液压反铲自上而下刮土，第二遍渠道衬砌前采用削坡机削坡，带挂板的液压反铲刮土，第三遍人工修整。
5、质量控制：
①原材料质量控制：水泥采用等级为42.5级的普通硅酸盐水泥；拌合水采用自来水。土料采用弱膨胀土，土块粒径不大于10cm，其中10cm-5cm粒径含量不大于5%，5cm-5mm含量不大于50%（不计姜石）。
②检测试验：土料场土体天然特性试验。主要是复核膨胀性或自由膨胀率、颗粒组成、天然含水量、天然密度。天然土料物理力学参数试验。主要是抗剪强度指标、渗透性、压缩模量、最优含水量、最大干密度等。提供上述试验检验，确定不同区域取土范围、取土方法和用途部位等，对不合格的土料分离不用。
③土料含水量调整：坚持每天测定土料含水量，采用不同的方法进行含水量调整，保证在最优含水率范围内进行水泥改性土施工。对于超大含水量的土料，采用挖沟排水、苫盖、翻晒等措施降低含水率，对于超低含水量的土料，采用拌合站补水、填筑面喷水的方法增加含水率。在雨天，停止水泥改性土施工，并对土料和填筑面进行塑料薄膜覆盖保护。
④水泥改性土拌制质量控制：坚持每班测定土料含水量，进行配合比调整，拌合站称量系统每半年由当地县级技术监督局校验，合格后使用，同时，施工方会同监理人每月校验最少一次，确保称量系统受控。
⑤填筑质量控制：填筑面清基。按照技术要求进行清基，基面尺寸和高程测量复合图纸和规范要求。清基后会同设计、监理进行地质编录。如出现不良地质面，按照设计意见进行处理，直至合格。
现场碾压。根据监理人批准的碾压参数进行摊铺、压实。凸块碾碾压，沿渠道轴线方向全振错距法碾压，碾迹重叠不小于 20cm。碾压速度控制在 2～4km/h 范围内，开始碾压时宜用慢速。碾压层间需根据天气和层面干燥情况，洒水湿润。对边角等易漏压的地带，需由人工采用小型设备夯实。
铺土厚度采取仪器测量和现场插标记杆，安排专人进行实测和监督；填筑边线按照设计要求超填超碾，每层填筑的边线采用插杆和白灰线标记。压实遍数由专人记录检查。
衔接部位处理。改性土换填层沿渠道轴线方向填筑渠段或不同标段之间的衔接部位的填筑除满足上述各条款要求外，结合面处理应满足以下要求：
一是衔接部位填筑应在渠道断面方向超填土料削坡之前完成；填筑时应清除较早填筑体沿渠道方向的超填土料；二是土料料料源和改性土水泥掺量相同的渠段之间结合面坡度不应小于1：6；不同被改性土料、不同水泥掺量的改性土结合面坡度不应小于1：10；三是结合面处早期填筑的填筑体需开挖成小台阶，台阶高为每一层铺土碾压厚度。四是结合面处压实度应满足设计压实度要求。
⑥质量检查：检查时间是每层填土完成碾压后，在 4h 内完成质量检测，在 6～8小时内完成下层上土覆盖。如不能及时跟进的，要对填筑面和建基面做好防雨和保湿等施工期的保护措施，并防止大型施工设备在其上行驶。
⑦严格质量检查。检查内容包括：铺土厚度、填筑宽度、含水率、干密度。检查合格后进行下层改性土施工。
6、结束语
南水北调中线工程总干渠全长1241.2km，其中，膨胀土渠段长 169.7km。膨胀土因其特殊的工程特性，造成渠坡失稳，对工程的安全运行影响很大，而其处理难度、处理的工程量和投资也较大；作为南水北调中线工程的主要技术问题之一却得到了很好的处理。水泥改性土这一施工方法功不可没。施工中的质量控制，有针对性的具体措施，在以后的相关施工中值得借鉴和运用。
参考文献
[1]南水北调中线干线工程建设管理局 南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法
[2]南水北调中线干线工程建设管理局 南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工监理实施细则
[3]南水北调中线干线工程建设管理局 水泥改性土施工技术规定（试行）水泥改性土填筑料质量控制
论文作者:屈渭
论文发表刊物: 《建筑学研究前沿》2017年第10期
论文发表时间:2017/9/30
标签：料场论文; 南水北调论文; 水泥论文; 中线论文; 含水量论文; 苫盖论文; 质量控制论文; 《建筑学研究前沿》2017年第10期论文;