浅谈渠道粘土填筑施工工艺及质量控制

邱超雄，彭正海

（中国人民武装警察部队水电第一总队第一支队，河北 唐山 063004）

南水北调中线一期工程总干渠穿漳河交叉建筑物工程南岸连接渠、北岸连接渠、部分进口渐变段渠道及部分出口渐变段为粘土填筑，粘土料场位于固岸村东南的二级阶地上。南岸连接渠回填高程为81.14 m，渠道底板顶部高程为85.04 m，渠道底部宽17 m，渠道内侧边坡坡比为1∶2，渠堤顶部高程为94.29 m，填筑高度为13.15m。右岸渠堤94.29 m高程设置平台，平台外侧坡比为1∶3；左岸渠堤高程88.29 m处设置2 m宽马道，马道以上边坡坡比为1:1.5，马道以下边坡坡比为1∶2。总填筑量约40万m3。

1 施工设备及工艺

依据渠道粘土填筑碾压试验，选择以下设备及参数：

（1）后退法堆料用D8R推土机初始平料后，用DR180平地机平整。采用YZk20C全液压单钢轮振动压路机（羊角碾）碾压，振动压路机行走速度小于2 km/h，碾压搭接宽度不小于30 cm。

（2）施工铺料厚为35 cm，用YZk20C全液压单钢轮振动压路机（羊角碾）先静碾2遍，再振动碾压4遍，可满足设计要求。

（3）最大干密度1.83 g/m3，最优含水率13.4%。碾压时粘土料含水率以11.4%～15.4%为宜。渠道填筑施工工艺见图1。

图1 施工工艺示意

2 施工方法

2.1 测量放样

填筑工作面在铺料前，由测量人员放出填筑区域边界线，并洒白灰做出明显标志。测量放线边界比设计边界富余50 cm，确保压实过程中，设计边界充分压实。

2.2 铺料与平料

（1）粘土铺料厚度为35 cm。

（2）铺料采用后退法施工，利用15～20 t自卸汽车从料场运至施工部位卸料，工程采用D8R推土机初始平料后，采用DR180平地机平整至合格。

（3）雨后表层土料须晾晒至控制含水量或局部清除干净后，再铺筑上层新土。如果粘土料因含水量大或超碾等原因造成 “弹簧土”或剪切破坏时必须清除，重新选用含水率合适的粘土料进行填筑，处理合格后方可进行下一工序施工。

（4）推土机平料时，根据铺土厚度计算出每车土料铺开的面积，以便在填筑底面上均匀卸料，随卸随平，并用插钎法随时检查铺料厚度。对超厚部位采用人工配合装载机进行清理。

（5）实际铺料比设计边界富余50 cm，保证边界充分压实，后期采用反铲及人工配合修坡。

2.3 洒水

粘土料含水量控制主要在开采料场进行。采取分层开挖、作业面轮换开挖、晾晒、补水等措施，使其压实过程中含水量控制在最优含水量的±2%以内。粘土料的填筑含水量应按大于最优含水量1%～3%标准控制。

（1）晴天粘土料含水量偏低时，可在料场采用压力水和压缩空气混合成雾状均匀喷洒补水，并随时检测粘土料含水率，控制在合格范围方可运输上料。运输车辆设防晒棚，防止粘土料含水量损失过快。

（2）雨前采取轮式装载机进行粘土料表面封闭，必要时采取覆盖防雨布等其他保护措施，避免雨水损坏填筑面。

（3）雨后填筑面含水量较高时，清理积水、采取晾晒、翻晒、挖除浸泡软化部位等措施及时恢复填筑施工。

2.4 碾压

碾压采用YZk20C全液压单钢轮振动压路机（羊角碾），顺水流方向行走，行走速度1.5～2 km/h，先静碾2遍、再振动碾压4遍。

采用进退措距法碾压，碾宽220 cm，措距等于碾宽除以碾压变数。分段碾压，碾压搭接宽度为：垂直碾压方向不小于0.3～0.5 m，顺碾压方向为1.0～1.5 m。振动碾一次碾压完成，避免漏压、欠压。

2.5 取样检测

本工程南岸连接渠为粘土填筑，采用简单、快捷的环刀法检测。对碾压完成仓号按照每500 m2取样一组，进行密实度的检测，检测合格后才能进行下一工序施工。检测不合格，采取补碾、挖除等处理后重新检测。

2.6 搭接处理

（1）与已填筑渠段搭接处理。为保证碾压质量，搭接坡度为1∶3，搭接处处理见图2。

图2 搭接处理示意

（2）与砂卵石填筑区连接处理。依据设计蓝图，粘土填筑与砂卵石填筑同时上升，如果砂卵石填筑不及时，采取小斜坡搭接，具体处理见图3。

图3 与砂卵石搭接示意

3 质量控制

渠道粘土填筑质量控制，主要是在每一个工序过程中进行控制。下面结合施工工艺简述渠道粘土填筑的质量控制。

3.1 基础面处理

基础面处理主要包括：基础面清理、不良地质土处理、基面处理、透水处理等。

（1）基础面清理。清除基面表层的树木，有机物，草皮、树根、垃圾、弃土，淤、腐殖质土，废渣，泥炭土等不合格土。

（2）基面处理。根据不同的要求，采取碎石桩、预制桩和灌注桩等方法对填筑基础进行处理，使其达到一定的承载力，满足设计要求。

（3）不良地质土处理。清除所有不合格土；对粉土、细砂、乱石、危岩、坡积物等进行处理，直至满足设计要求。

（4）透水处理。将渠底及边坡的渗水（含泉眼）应妥善引排或封堵，确保建基面清洁无积水。

3.2 填筑单元边线测量、放线

填筑工作面在铺料前，应由具备资格的测量人员放出填筑区域边界线，并洒白灰做出明显标志。

3.3 层间处理

对已压实的工作面，在下一工序施工前，需清除表面撒入的泥土、沙砾、杂物等，如果有风干区域，则需要洒水，确保表面湿润均匀、无积水。

若采用的压实机械为平板压路机，压实后表面需做刨毛处理。表面全部刨毛20～30 mm。

3.4 进料、卸料

（1）进料。进料时，一定要确保土料的含水率稍大于最优含水率，可以提前安排试验人员在土料场进行含水率测量。由本工程南岸连接渠粘土填筑时在取土场及压实后检测结果可知，取土时含水率应控制在15%～17%；经过1 000 m的运距及卸料、平料、碾压后其含水率在最优含水量13.4%的±2%范围内，其压实度平均值为0.987。南岸连接渠粘土回填统计见表1。若含水率太高，则要对土料进行翻晒，在确保含水率均匀的情况下，翻晒至稍大于最优含水率的1%～3%；若含水率偏低，则需采取措施使土料的含水率均匀增加至稍大于最优含水率的1%～3%。在此过程中，试验人员需要随时检测土料的含水率。

表1 南岸连接渠粘土回填统计

（2）卸料。卸料时需要根据自卸车的运载量和摊铺厚度，计算每一车土可以摊铺的面积，避免卸料集中，或摊铺厚度大于施工参数。本工程采用20 t自卸车，每车装土20～25 m3，按照虚铺35 cm，每车土可铺 57～71 m2。

3.5 层厚控制

铺料厚度为35 cm，允许误差为0～－50 mm。安排专门的质检人员，在铺料过程中，采用插钎法随时检查，严格控制铺料厚度。

3.6 碾压质量检查与验收

碾压完成后，不得有弹簧土及剪切破坏。对于弹簧土和剪切破坏的区域，一定要挖除，重新进行摊铺碾压。

本工程采用环刀法进行压实度检测，按照每500 m2取样一组。质量标准为压实度不小于0.98，每单元检测压实度合格率不小于95%时才可进入下个工序施工。取样时详细记录每组土样的取样位置，对于不合格的，在其取样位置附近再取两组，如果都合格，则判定合格，如果其中有一组不合格，则该组为不合格，需补压或采取其他方法处理后重新检测，直至合格。

4 结语

渠道粘土填筑质量控制，存在于填筑过程中的每一环节，填筑前的准备工作必须做好：进料时必须严格控制土料的含水率，使进料时的含水率比最优含水量高1%～3%；铺料时，严格控制铺料厚度，压实过程中需控制压实遍数及搭接。良好的渠道粘土填筑施工工艺及质量控制方法可以大大提高工程进度和质量。