学习引江济汉2标渠道边坡膨胀土换填试验研究与应用

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1、引江济汉2标渠道边坡膨胀土换填试验研究与应用马永杰李学强摘要南水北调中线一期引江济汉工程2标段渠道边坡部分为弱偏中膨胀土，为了解决渠道边坡稳定性，设计要求渠道边坡进行3.00m宽膨胀土换填。由于边坡膨胀土不能满足换填要求，对现场膨胀土参加一定量水泥进行试验研究。根据试验研究成果，经设计同意，采用路拌法进行施工，换填质量满足设计要求。关键词渠道边坡膨胀土换填试验研究1概况引江济汉工程作为南水北调中线水源区工程之一，是从长江上游荆江河段附近引水至汉江兴隆河段、补济汉江下游流量的一项大型输水工程。工程的主要任务是向汉江兴隆以下河段（含东荆河）补充因南水北调中线调水而减少的水量，同时改善该河

2、段的生态、灌溉、供水和航运用水条件。引水干渠的引水口位于荆州市龙洲垸、出水口为潜江市高石碑，线路地跨荆州、荆门两地级市所辖的荆州区和沙洋县，以及省直管市潜江市和仙桃市，干渠全长67.23km。干渠设计引水流量350m3/s，最大引水流量500m3/s。根据开挖成型渠道，经过地质素描显示，部分区段呈现弱偏中膨胀土，这对渠道边坡的稳定性形成了较大的安全隐患。为了消除安全隐患，依据设计要求，将弱偏中膨胀土的区段利用挖掘机全部挖掉，在原膨胀土的基础上参加4%的水泥进行换填施工。2试验目的根据《南水北调中线一期引江济汉工程设计2标膨胀土处理施工技术要求》中规定的铺土厚度、试验工艺以及水泥掺量，

3、对素土掺加水泥进行改性土并对其碾压试验效果进行验证，最终确定水泥改性土施工的控制性参数，为后续施工提供指导：（1）核查水泥改性土压实后是否达到设计压实度、水泥改性土自由膨胀率是否达到设计要求；（2）确定合理的施工技术参数。3设计要求根据设计要求，标段水泥掺量按照素土（最优含水率）的4%进行控制，水泥改性土压实度不小于96%，自由膨胀率不大于40%。4试验用料（1）水泥：选用三峡牌P·O42.5普通硅酸盐水泥，水泥检测结果见表1。表1水泥检验结果汇总表检测项目水泥品种比表面积（m2/kg）凝结时间（min）安定性（雷氏法）抗折强度（MPa）抗压强度（MPa）初凝终凝3d28d3d28d

4、P·O42.5三峡牌水泥36421729506.48.321.847.4GB175-2007标准要求≥300≥45≤600≤5≥3.5≥6.5≥17.0≥42.5结果表明:所检指标均满足GB175-2007中P·O42.5水泥的合格标准要求。（2）素土：根据试验结果，改性土所用素土物理性能见表2，素土自由膨胀率为43%。表2素土物理性能一览表取样桩号液限塑限自由膨胀率塑性指数击实结果（轻型）土壤分类最大干密度最优含水率ωl%ωp%ωlωpδefIpρdmaxωop%%%_g/cm3%10+185482243261.611.848225现场碾压试验5.1碾压试验场地布置测量放线：放线内

5、容主要包括控制点的设置、平面位置的放线、高程的控制，主要需要对换填水泥土的位置边线进行精确定位。试验场地所选桩号范围为10+145～10+230，试验区面积为3.00m×95m，根据设计要求，铺料厚度为30cm。水泥改性土回填前先进行填筑基面清理干净并整平，用振动碾压实作为下部结合层。经四方联合验收后，才允许下一道工序。5.2施工工艺5.2.1素土破碎本次试验采用WB-5000-6型路拌机破碎的方式进行素土破碎，破碎前采用推土机对回填土料顶部进行整平处理，破碎时路拌机采用错距法行走1趟为1遍，行走4遍，错距不小于20cm。5.2.2含水率控制考虑到素土破碎的均匀性，需将现场水泥改性土

6、含水率控制在一定范围内，素土若含水率过高需要翻晒，低必须进行均匀洒水拌和，含水率调整可与素土工序合并进行，本次试验根据设计要求，将素土天然含水率控制在最优含水率的-3%～+3%范围内，以控制在高于最优含水率1.5%左右为宜。5.2.3摆放和摊铺水泥对摊铺好的素土利用推土机进行整平，使其表面平整厚度均匀。按照设计要求计算出单位面积水泥用量，将水泥运到摊铺场地后，据此在填筑面上划分为方格，单个网格面积大小以每格放置1袋水泥，应注意使每方格水泥的摊铺面积相等。摆放水泥经确认无误后，人工用木刮板或铁锹均匀摊开，水泥的摊铺宽度超过设计边线的10cm即可，水泥摊铺完毕后，表面应没有空白位置，也没

7、有水泥集中的地方。水泥摊铺完成后，采用路拌机对混合料开始拌和。5.2.4水泥拌和拌合过程中设专人跟随拌和机，随时检验混合料拌合深度和含水率，为了保证拌和层与下层的粘结，拌和深度宜深入下层至少3～5cm，严禁在拌和层底部留有素土“夹层”。拌和机拌和完成的标志是混合料颜色应达到一致，没有灰条、灰团和画面，由于本工程素土含有较大颗粒，拌和3遍即可拌和均匀，通过EDTA滴定试验检测，均匀性满足要求。5.2.5水泥改性土碾压拌和整形完成后采用20t振动碾进行碾压，振