南水北调漠道沟渠道倒虹吸工程土方填筑施工

南水北调漠道沟渠道倒虹吸工程土方填筑施工

【摘要】本文简要介绍南水北调漠道沟渠道倒虹吸工程土方填筑施工的总体规划、现场生产性试验、土方填筑的施工工艺及方法。

【关键词】土方填筑的总体规划；现场生产性试验；土方填筑的施工工艺 1工程概述

漠道沟渠道倒虹吸工程位于河北省保定市曲阳县境内，距中管头西庄村北约0.5Km，东距定州市约19Km，对外交通便利。

漠道沟渠道倒虹吸工程由穿河渠道倒虹吸、渠道、穿越渠道的杜村北干渡槽、北管头公路桥、辛庄公路桥、辛庄南坡排水倒虹吸及附属建筑物组成。主要建筑物的级别为l级，设计防洪标准100年一遇，校核防洪标准300年一遇。地震设计烈度6度。小型建筑物防洪标准按照100年一遇洪水设计，200年一遇洪水校核。

各单位工程均包括土方开挖、土方回填、砼浇筑等分部工程。其中土方回填是其中一项重要的分部工程，土方回填量为515405m3。

2填筑施工总体规划

2.1渠堤采用分段填筑的作业方式，除特殊部位外，分段长度控制在300m，分段原则为在方便施工的情况下尽量实现大面积填筑，以减小接头处理，分段处预留1：3的斜坡。

2.2明渠附属构筑物各部的土方填筑完成后，再进行整坡压实和削坡处理，并对堤防两护堤地面的坑洼进行铺填平整。

2.3渠堤填筑时若该段一级马道与渠堤外侧护脚范围地面低于设计高程，则渠堤填筑时一并填筑至设计高程，在回填最后几层时，进行机械结合人工进行削坡处理，削坡后的土料用于渠顶的回填。

2.4渠堤预留沉降量按填筑高度的1%考虑。

2.5漠道沟、渡槽、公路桥及辛庄排水倒虹吸等构筑物的土方回填及渠堤填筑随该部位结构施工随步开展。

3填筑基础清理

3.1堤基清除表土厚30cm，清理范围为建筑物设计基面边线外50cm，建筑物范围内的坑、沟、槽等，按建筑物填筑要求进行回填处理；

3.2基面清理后应及时报验，验收后应抓紧填筑施工，不能立即施工的应做好基面保护，复工前应再检验；

3.3地基清除的弃土、杂物、废渣等，分别运到开挖方案中指定的1#～3#弃土场和3个表土堆放场分别堆放。

3.4地基清理后，对地基按施工技术要求进行碾压。

4填筑标准

3.1堤身设计填筑压实度不得小于0.98，堤体以外填筑压实度不得小于0.92。施工前按照《土工试验规程》（SL237-1999）进行全样击实试验，确定全样的最大干密度和最优含水率，换算出设计干密度进行质量控制。

3.2填筑土的含水量应控制在最优含水量附近，其上、下限偏离最优含水量不超过-2％～+3％。

3.3堤基压实要求，土基30cm深范围内压实度不低于0.85，砂基相对密度不小于0.65。

5料源规划及开（回）采

按照土方开挖施工中计算的土方平衡计划，由于本标段渠道明渠部分主要为挖方，因此填筑工程的土料来源主要由挖方段渠道开挖的合格壤土料构成，宜选用黄土状壤土、壤土、亚粘土等粘性土，粘料含量宜为15％~30%，塑性指数宜为10~20，且不含影响填筑体质量的杂质。有机质含量不大于5％；有较好的塑性和渗透稳定性。渠道合格的壤土料堆放在1#、2#临时弃渣场，除满足渠道自身填筑需求外，还要为漠道沟、渡槽、公路桥及辛庄排水倒虹吸等需要借土回填的部位提供料源，严格执行土方挖填平衡计划，均衡施工。

在临时堆料场的取料回填必须根据土料平衡计划进行，且在回填施工完毕时必须全部用完，否则造成二次转运。渠道防洪堤的回填壤土料除边挖边填外，另须取自1#、2#临时堆土场及开挖时沿渠两侧征地线范围内堆放的堆土。

6现场生产性试验

6.1 土工试验

现场碾压试验开始前，由监理工程师见证，现场试验人员在主体开挖范围原状土状态下（桩号304+850），下挖1.0m～1.5m ,按不同类别取典型代表性土样，送委托试验单位（河北省水利工程质量检测中心站）进行土工试验，土工试验主要进行了颗粒分析、击实、界限含水率、含水率等基础数据见下表：

土工试验结果表

土样编号 颗粒分析 击实 界限含水率

颗粒组成％ 最大干密度g/cm3 最优含水率% 液限% 塑限% 塑数指数

＞0.5mm 0.5

～0.25mm 0.25

～0.075mm 0.075

～0.005mm ＜0.005mm

304+850 4 11.5 37.1 40.5 10.5 1.78 14.3 24 16 8

6.2现场碾压试验

正式进行填筑前，在现场选择合适的场地进行填筑碾压试验，以确定各种土料填筑碾压施工参数。现场碾压试验尽量与实际施工条件相一致，碾压试验程序和试验项目均按碾压试验大纲进行，并将试验结果报送监理工程师审批。

场地选择：在现场附近的平地上，选择一块区域（30m×20m）作为试验场地，采用TY-220型推土机对试验段进行了30cm以上的表土清理，树根、草皮、乱石全部清除。

6.2.1施工放样

利用控制点坐标对场地进行15m×10m方格网定位测量，同时作好铺料前堤基高程和卸料后的高程记录。

6.2.2卸料、摊铺

卸料主要采用进占法。将各种合格的填筑料采用自卸汽车运输到现场，局部地方采用后退法卸料或用装载机补料进行辅助，以达到铺填厚度和较为合理的级配，达到要求后采用TY-220推土机找平，并用徐工CA-25型碾压机械静压使填料稳定，用水准仪测定找平后的方格网各角点高程，推算虚铺平均厚度。根据试验方案，现场按40cm、50cm两种厚度进行虚土摊铺。

6.2.3碾压：土料碾压采用徐工CA-25型碾压机械进行，采用条带式进退错距法进行，条带之间重叠＞50cm，防止漏压，行驶速度控制在2km/h，现场准确记录碾压时间及碾压遍数。

6.2.4检测：碾压试验强振每层（层厚按试验方案分别取40cm、50cm）进行

8遍，对每层的4、6、8遍强振结束后都采用灌砂法分别取样3组进行试坑干密度试验及压实度试验。同时，利用全站仪按15m×10m方格网坐标定位并测定方格各角点高程。

6.2.5根据试验结果各项参数及压实度值与压实遍数的关系曲线图分析，由于铺土厚度50cm时计算得出各项数据达不到设计和规范要求，“铺土厚40cm、碾压六遍”的碾压压实结果完全能满足设计和规范要求，可以按此试验参数进行主体工程的土方回填施工。

“铺土40cm厚”压实度与压实遍数关系曲线图如下：

现场生产性碾压试验参数统计对照表

铺土厚度（cm） 碾压遍数（遍） 土样编号 湿密度（g/cm3） 试验含水率（%） 干密度（g/cm3） 压实度（%） 平均压实厚度（cm） 平均湿密度（g/cm3） 平均试样含水率（%） 平均干密度（g/cm3） 平均压实度（%）

40 4 1# 1.902 13.40 1.677 94.20 35.4 1.897 13.6 1.670 93.7

2# 1.87 14.20 1.638 92.00 3# 1.919 13.20 1.695 95.00

6 1# 1.994 13.00 1.765 99.10 35.1 2.000 13.3 1.765 99.1

2# 1.980 12.70 1.757 98.70 3# 2.028 14.40 1.772 99.60

8 1# 1.994 13.20 1.761 99.00 35.0 1.995 12.7 1.768 99.4

2# 1.995 12.60 1.771 99.50 3# 1.995 12.50 1.773 99.60

50 4 1# 1.838 13.00 1.627 91.40 46.9 1.812 12.6 1.609 90.4

2# 1.832 12.50 1.628 91.50 3# 1.776 12.30 1.573 88.30

6 1# 1.924 12.50 1.710 96.10 46.3 1.915 12.2 1.706 95.8

2# 1.919 12.40 1.707 95.90 3# 1.901 11.80 1.700 95.90

8 1# 1.943 12.80 1.723 96.80 46.1 1.941 12.3 1.728 97.0

2# 1.932 12.20 1.722 96.70 3# 1.948 12.10 1.738 97.60

说明：1、所有试验填筑土样最大干密度为1.78g/cmg3

6.2.6对本次试验回填厚度50cm的不合格层土，在该段主体开始施工前用机械予以清除，并按施工参数重新碾压合格现场验收后才允许进行上层填筑；

7填筑施工程序

土方填筑的施工程序为：测量放样→场地清理→运料→洒水→平整、碾压（或夯实）→验收→转入下一层。土方填筑程序见下图。

土方填筑程序

8土方填筑施工工艺

单元循环的原则是：第一个单元在铺料平料，第二个单元洒水碾压，第三个单元质量检查，照此循环往复。

8.1填筑基础准备

土方填筑前，先对基础开挖后用于计量的地形平、剖面测量及基础地质素描资料进行复核检查、对填筑前基础面清理状况进行检查和验收，对混凝土需要达到一定强度后才能在其上面进行土方回填。基础的清理标准及施工方法同“土方开挖施工”的“场地清理”部分，清基后用徐工CA—25型碾压机进行碾压，粘性土的压实度≥0.85，堤基范围内的坑、沟、槽等按堤身要求进行回填处理。

上述各项工作都经单项检查合格后，再请监理工程师进行综合基础验收，验收合格后开始填筑。

8.2填筑料运输与卸料

土方填筑随开挖同步进行，采用边挖边填的方式，上料采用开挖机械，运输为15t自卸汽车运料至填筑工作面卸料，设备利用时段上空闲的开挖机械。

采用进占法卸料，料堆卸在未碾压层平台的前沿150cm以内，严禁直接倒在已碾压的平台，料堆的间距根据铺料层的厚度确定，自卸汽车卸料倒车时，设指示标尺并派专人指挥，以保证料物的合理位置。

8.3铺料及平料

对于一般部位，铺料分层厚度为40cm，与其它结构相邻部位、边角部位采用小型振动碾或人工夯实时，分层厚度为20~30cm，具体的厚度按照现场试验确定，每层铺料厚度比压实厚度多填2～10cm，经碾压后达到技术要求层厚。

施工时每个填筑工作面布置1台TY－220推土机顺渠轴线方向进行平料，对于边角部位无法采用推土机平料的地方，采用人工平料。

8.4 含水量控制

当含水量小于最佳含水量但需加水量不多时，在填筑面铺料区进行洒水，使填筑料碾压时符合最佳含水量，若需加水量较多时，采用同时在料场加水、填筑面铺料区补足含水量的加水方案；当含水量大于最优含水量时，在料场使用闲置的开挖机械进行翻晒脱水。当料含水量偏低时，采用带雾状喷头的洒水车补充洒水。含水量控制的原则是控制其上、下偏离最优含水量不超过-2%~+3% 。

8.5土方填筑碾压中应注意的几个问题

8.5.1保持填土表面平整是保证铺料均匀，防止超厚的关键环节；

8.5.2防止土料的剪力破坏，一旦发生应立即清除，重新进行回填压实；

8.5.3在碾压过程中不得垂直总干渠轴线方向碾压；

8.5.4在大型振动碾无法进行压实，形成较薄弱环节的结合部位时，采用在结合部掺水泥浆，利用BW75小型振动碾或局部辅以冲击打夯机充分压实。

9结语

土方填筑首先按照施工图纸要求对填筑部位的基础进行清理，经监理工程师验收合格后方能进行填筑施工。每层铺料完成碾压、夯实后，将表面适当洒水润湿刨毛，然后才能铺新土进行碾压、夯实。雨雪天应停止土方填筑碾压施工。保持填筑面平整，以防雨水下渗和积水，遵守当天填筑当天碾压的原则。在上下层施工间隙期，对上层施工面用塑料薄膜、草袋等进行覆盖，下层施工前清除表层冻土。负温下施工压实料的温度必须在-1℃以上，当风速超过10m/s时应停止施工。