泥砾料填筑法在南水北调中线磁县段渠道工程中的应用

朱志华，张中先

（1.南水北调中线建管局河北直管建管部，河北石家庄050035；2.中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津300222）

泥砾料填筑法在南水北调中线磁县段渠道工程中的应用

朱志华1，张中先2

（1.南水北调中线建管局河北直管建管部，河北石家庄050035；2.中水北方勘测设计研究有限责任公司，天津300222）

南水北调中线磁县段渠道工程利用渠道开挖出的泥砾弃料进行填方段渠堤填筑。泥砾料填筑前，现场试验确定了泥砾的颗粒组成、渗透系数等物理性质指标和施工碾压参数。实践证明，磁县段泥砾料填筑因地制宜，充分发挥了社会和经济效益，在南水北调中线工程建设中起到积极的示范作用。

南水北调；渠道；泥砾；重型击实；碾压试验；渗透系数测定

1 概况

南水北调中线渠道工程磁县段挖方总量约1 036万m3，壤土开挖约200万m3，渠道土方填筑约720万m3。本着从工程实际出发、最小程度破坏耕地、维护生态平衡的原则，利用开挖出的泥砾料进行填方段渠堤填筑是一个很好的选择。

（1）泥砾料采用人工开挖浅井取样，对选取土样分别进行颗粒筛分试验、黏粒含量试验。

（2）进行重型击实试验，确定现场泥砾作为渠堤填筑料的分选比例、最大干密度和最优含水量。

（3）确定试验场地，进行现场泥砾填筑碾压试验。

（4）确定泥砾料填筑的各项碾压参数，包括最佳摊铺厚度、振动碾的碾压遍数和碾压沉降系数等。

（5）每层碾压完成后，采用单环注水渗透试验，测定泥砾填筑层的渗透系数是否满足设计要求。

2 泥砾土料筛分试验

在磁县段渠道泥砾开挖渠段中选取8处开挖浅井，各选取泥砾料3 000 kg。从选取的泥砾料中分别用10、15和20 cm方孔筛分出10～15、15～20和大于20 cm粒径的砾石，并分别进行称量和计算。随后，称取剩余土料500 kg在试验室内进行烘干和更细分级筛分试验。根据所选泥砾筛分结果，绘制上包线、平均线、下包线颗分曲线。

3 泥砾重型击实试验

选取泥砾中粒径小于2 cm的土样做击实试验，先算出粒径小于2 cm土样在最大干密度下的最优含水率，再根据所选土样的颗粒级配推算出泥砾全样的最优含水率。

现场碾压前，测定泥砾料的天然含水量，将试验土样控制在最佳含水量±2%范围内。

资料显示，巴斯夫于2017年10月和2018年4月先后签署协议，收购拜耳在并购孟山都的框架下剥离的业务和资产，两次收购的现金总价为76亿欧元，约4500名员工加入巴斯夫。协议涉及拜耳全球草铵膦非选择性除草剂业务，关键大田作物在部分市场的业务包括性状、研发、育种能力以及商标，蔬菜种子业务、杂交小麦研发平台、一系列部分种子处理产品，部分工业用草甘膦除草剂在欧洲的业务，全套数字化农业平台xarvioTM，以及部分非选择性除草剂和杀线虫剂研究项目。今年8月16日，巴斯夫顺利完成了对拜耳旗下以纽内姆（Nunhems）品牌运营的全球蔬菜种子业务的收购。

干密度值检验频率按碾压4、6、8、10、12遍的每一区域取3个试坑，若3个试坑测出的干密度值离差值太大则再增加1～2个试坑。碾压完成后，分别测出铺料厚度为45 cm的动压4、6、8、10、12遍的干密度值及铺料厚度为40 cm的动压8、10、12遍的干密度值，确定最大干密度时的碾压遍数。

泥砾的干密度值采用灌水法现场测定，具体检测办法详见《碾压式土石坝施工技术规范》（DL/ T5129-2001），干密度实测值见表1-2。最后，按照每个区域测得的干密度值绘制干密度值与压实遍数的关系曲线，如图1-2所示，并确定指导最终施工的最大干密度值。

泥砾全样含水量计算以2 cm为界限，将试坑内的泥砾全样进行晾晒，使得泥砾中大于2 cm的卵石水分全部蒸发及小于2 cm的土样水分部分蒸发，计算出水分蒸发量，然后采用四分法取5 kg粒径小于2 cm的土样测出含水率（经晾晒蒸发以后2 cm以上的卵石含水率可以忽略不计）并计算出粒径小于2 cm泥砾土全样的含水量与晾晒蒸发的水分之和即泥砾全样的含水总量，由此推算出实际填筑泥砾的含水率。

表1 铺土厚度40 cm干密度检测成果

表2 铺土厚度45 cm干密度检测成果

图1 铺土40 cm厚干密度与碾压遍数关系曲数

图2 铺土45 cm厚干密度与碾压遍数关系曲数

4 现场碾压试验

4.1 试验段选取

在渠堤处进行碾压试验，每小块试验场地为10 m×25m，共8小块，场地总面积2 000m2。泥砾土填筑场地布置，如图3所示。

图3 泥砾土填筑场地布置

4.2 参数确定

（1）机械参数。柳工B220型推土机，行驶速度为2档3.55 km/h；山推SR22M振动平碾及22 t凸块振动碾，振动频率为28 Hz，行驶速度为1速2 km/h，激振力（高/低）为340/240 kN。

（2）碾压参数。试验选取≤15 cm粒径泥砾料进行，铺料厚度选择40、45 cm。铺料厚度为40 cm的碾压遍数为：先用22 t振动平碾静压2遍，再用22 t凸块振动碾动压8、10、12遍，直至达到最大干密度值。铺料厚度为45 cm的碾压遍数为：先用22 t振动平碾静压2遍，再动压4、6、8、10、12遍，直至达到最大干密度值。

4.3 碾压程序

碾压程序为机械平整、场地压实-土料铺填-土料碾压-测量压实沉降值-测干密度值。具体碾压步骤如下：

（1）机械平整及场地压实。试验场地采用柳工B220型推土机进行平整，以达到设计要求。先检测渠基的天然干密度和含水率，然后用振动碾先静压2遍，再动压8遍，使渠基压实度达到要求。

（2）土料铺填。基面在铺料前布测高程点，随后按泥砾填筑方案布置图中要求进行布置，采用后退法卸料，随即由推土机平整，测量人员对每层铺料的高程进行量测，计算实际铺料厚度。

（3）土料碾压。振动碾均采用进退错距法碾压，碾压速度为2～3 km／h，碾压时检查振动碾的运转状况并进行记录，现场检查有无碾压不到位的地方、上下层面结合是否完好，并做好记录。碾压机械行走方向平行于轴线，相邻作业面的搭接碾压宽度50 cm。45 cm铺土厚度试验采用22 t振动碾静压2遍，之后动压4、6、8、10、12遍；40 cm铺土厚度试验先用22 t振动平碾静压2遍，再用22 t凸块振动碾动压8、10、12遍。

（4）沉降量观测。每个试验区域从中心部位开始向四周布置方格网点，采用DS3型水准仪测量每层填料松铺后、振动碾压后的沉降量。

（5）干密度值检测。碾压完成后，土方试验人员采用灌水法检测压实度。

5 结论

开挖后的泥砾料灵活应用于渠道的填筑，在南水北调中线磁县段工程建设中起到了积极的示范作用。仅取土场和弃土场两项，就大大减少了土地征用面积，经测算节约53.33 hm2土地，并节约上千万元投资。由于在第一时间采用泥砾料填筑，减少了征地的难度和时间周期，实际上也大大加快了工程建设进度。

图3 2003—2013年度漳卫南运河k值变化曲线

3 结论

（1）主要污染物平均浓度、等标污染负荷比适用于流域或水系大范围的入河污废水特性分析。

（2）通过漳卫南运河入河污废水特性变化，反映出“十一五”以来海河流域入河污废水污染程度已明显减轻，局部的重污染情况已得到遏制。

（3）污染物环境质量标准或排放标准的选择会对主要污染物等标污染负荷比产生较大影响，会改变入河污废水首要污染物的判定。笔者选择《污水综合排放标准》一级标准，判定COD仍为海河流域首要污染物，符合近年来污水处理厂建设和技术升级改造的实际。

（4）“十二五”期间入河污废水主要污染浓度已降至相对较低的水平，技术上要像“十一五”期间一样大幅降低主要污染物浓度已十分困难，必须加大监管力度，一是加强入河排污口监测，发现主要污染物排放总量超过控制指标的，及时报告有关人民政府采取治理措施；二是在项目审批阶段严格环境准入标准，严格执行水功能区限制排污总量超标地区审批新增入河排污口的要求；三是严格执行国家产业政策，加大工业结构调整力度；四是加强工业企业污染治理设施的运行监管，确保实现全面稳定达标排放。

TV42+2；TV68

B

1004-7328（2014）06-0052-03

10.3969/j.issn.1004-7328.2014.06.019

2014-07-12

朱志华（1979-），男，助理工程师，主要从事水利工程建设与管理工作。