南水北调中线膨胀土地区渠道施工关键技术.pdf

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1、第45卷第21期人民长江Vo1．45，No．212014年11月YangtzeRiverNOV．。2014文章编号：1001—4179(2014)21—0007—03南水北调中线膨胀土地区渠道施工关键技术赵峰，刘百兴，彭静2，付琛(1．长江勘测规划设计研究有限责任公司施工设计处，湖北武汉430010；2．水利部长江勘测技术研究所，湖北武汉430011)摘要：南水北调中线总干渠需穿越387km长的膨胀土或膨胀岩地区。膨胀土渠道施工环节多，且无现行国家标准，施工质量控制存在一定难度。结合施工现场实际情况，提出了膨胀土地区渠道开挖、渠道填筑、膨胀土改性、施工试验等关键施

2、工环节的质量控制要素以及控制指标的检测方法。特别是对水泥改性土施工过程中的重要质量控制环节及应注意的事项进行了说明。可供同类工程设计与施工参考。关键词：填方渠道；膨胀土；质量控制；水泥改性土中图法分类号：TU443文献标志码：A南水北调中线工程渠道总长约1432km，其中约中膨胀土段分段长度不宜超过200m，强膨胀土段分387km位于膨胀土或膨胀岩区。膨胀土渠段一般采段长度不宜超过150m。用水泥改性土对坡面和渠底进行保护处理，目前南水(2)为了减少大气降水对膨胀土的影响，控制土北调水泥改性土施工已完成。由于膨胀土渠坡开挖、体含水量变化，渠道开挖施工前，应对穿越工

3、程场地的水泥土改性处理、渠堤填筑施工技术含量高，施工工艺地表和地下水采取妥善的截排措施，保证作业面具备较为复杂，虽然根据现场实际情况制订了相关施工技干地施工条件。术要求及技术规定，但国内施工队伍一般缺少膨胀土(3)渠坡开挖不宜一次挖到设计线，应预留保护地区渠道施工的实际经验，施工过程中仍然存在一些层。考虑到中强膨胀土本身节理裂隙多、整体性差，而问题。这些问题成为制约工程建设进度和影响工程质弱膨胀土相对较好，建议弱膨胀土预留保护层厚度不量的关键技术问题。小于30cm，中、强膨胀土预留保护层厚度不小于50cm；且保护层宜在换填前挖除。应尽量避免基面开挖1渠道开挖完成后

4、长期放置。对于不能及时换填的坡面，为防止(1)膨胀土具有显著的吸水膨胀、失水收缩两种高温干旱天气下基面失水干裂，遇雨季降雨入渗和坡变形特性，受大气影响极易产生风化、龟裂、剥落现象，面冲刷，建议采取低规格土工膜进行防护，不建议采用使结构完整性遭受破坏，强度降低。因此，膨胀土渠防雨布防护，防雨布存在易老化和漏水的缺点。坡开挖应集中力量，连续快速开挖；渠道开挖过程中，(4)由于渠道开挖后边坡出现卸荷，常在坡脚形应从上到下分层分段依次进行，分层厚度一般为2．0成应力集中区。因此，对于中、强膨胀土渠段，在渠道～3．0m；开挖由中间向渠道两侧进行。一次工作面开设计开挖断面轮廓

5、的坡脚处宜预留土墩反压，土墩宽展不宜过长，分段长度应根据土体膨胀性、地下水分布度宜为(底板宽度方向)2m，高度也宜为2m。情况、后续工序连续施工保障能力、减少新老改性土回(5)施工期如有重载机械设备在开挖出的坡顶上填搭接次数、以及施工组织效率等因素确定。根据现行使，在重载及振动力作用下，可能会加速土体内部原场施工经验，弱膨胀土段分段长度宜为200～400m，有裂隙的贯通，加剧边坡土体向开挖临空面的变形，从收稿日期：2014—09—03基金项目：国家“十二五”科技支撑计划项目“南水北调中线工程膨胀土和高填方渠道建设关键技术研究与示范”(2011BAB10B05，20

6、11BAB10B06)作者简介：赵峰，男，高级工程师，主要从事水利水电工程施工设计工作。E—mail：zhaofeng@cjwsjy．tom．cn8人民长江而易发生变形破坏。因此，在开挖施工过程中，应禁止拌机碎土拌和一次完成。此种方法需场地较大，灰尘大型设备在开挖成型的坡顶上行驶。同时，坡顶附近难以控制，污染环境，且一般拌和4～6遍方可达到较应避免堆放渣土和施工材料。好效果，工效低、成本高，不适合于大规模施工，但优点是施工设备运用灵活，转场方便。另一种为稳定土拌2换填土料源和机厂拌法，此种方法占地小，可相对精确控制水泥掺按照《膨胀土地区建筑技术规范》GB50112

7、—量和加水量，对环境影响小，效率高，缺点是需配备液2013，对膨胀土的膨胀潜势进行分类，将膨胀土分为压碎土机提前碎土。弱、中、强3类(见表1)-2，自由膨胀率6，<40％的一般来讲，大规模水泥改性土拌和采用稳定土拌土称为一般性土(或非膨胀土)。和机厂拌法，小规模水泥改性土拌和可以采用路拌法表1膨胀土的膨胀潜势分类施工。采用厂拌法时，为了使水泥改性土拌和均匀，应对自由膨胀率吩／％膨胀潜势自由膨胀率／％膨胀潜势拌和用土料颗粒级配进行控制，但其控制要求目前尚40≤6<65弱≥90强65≤6<90中无现行国家标准。参照公路行业工程实践在水泥改性土大规模实施前，提出了拌和用

8、土料颗粒级