挖掘机在水泥改性土削坡中的应用与控制措施

□陈建国 □谢俊国（河南省水利第一工程局）

1 工程概况

南水北调方城六标全长7.55km，需要水泥改性土换填段6.50km，改性土换填量约120万m3，削坡面积约33万m2，改性土换填持续到2013年10月15日有效衬砌时间集中在2013年 9-12月，共有 1︰2、1︰2.75、1︰3.25三种坡型，施工技术复杂、任务重。

2 水泥改性削坡

2.1 原因

为了加快工程进度，确保削坡质量，以满足衬砌要求，故根据实际情况必须采取适合措施。水泥改性土的水泥掺量4%～6%，改性后土质膨胀率大大降低，经过分层填筑碾压后相对压实度0.98，整体性好，土体密实，强度高。换填富余保护层厚度（垂直坡面30cm），削坡机工作前必须用挖掘机削除边坡表层保护层富余厚度至10cm左右。削坡机整套设备成本高，削坡机削坡受轨道、电源、坡顶至坡脚轨道跨度大、钢架挠度大、刀头磨损等因素制约，由于水泥改性土强度高致使削坡速度慢且困难，需2～3遍完成削坡，设备容易出现电机烧毁、传动链条断裂等故障，地下水对轨道稳定性制约严重，经常出现坡面超挖或欠挖现象，设备完好率低下，影响衬砌作业面的及时提供，与衬砌赶工相矛盾。

2.2 挖掘机削坡的优点

由于南水北调衬砌任务后门工期关死，工期紧、任务重，仅靠衬砌机削坡不能保证衬砌任务按时完成，所以如何探索提高削坡速度是重中之重，关键是既加快削坡速度又确保削坡质量。通过比较，项目部带领技术干部和技术工人采取走出去的方法，到南水北调其他标段进行观摩学习，吸取他们采用挖掘机对水泥改性土的削坡经验及控制要点。交流学习后进行实施，我们的具体作法，采用挖掘机削坡作为削坡机削坡的有力补充，其好处是充分发挥了挖掘机削坡优点：机动灵活，大量投入设备，分段削坡，化整为零，提高进度；其缺点：挖掘机操作手技术水平要求高，过程测量监督检测任务量大，施工人员具备高度责任心，全过程跟踪测量控制，成本较削坡机略高。

2.3 挖掘机削坡控制要点

2.3.1 对施工用测量控制网进行复核

复核之后，确保平面位置和高程误差符合规范要求，若有位移则校正后使用。每次测量放线前必须观察控制点是否有扰动现象，定向点和校核点经测量坐标经X、Y、X无误，即必须3个控制点联测，确保控制点数据正确。测量过程中控制基点要牢固，不要随意更换或加密临时点。测量时尽量避开大雾、高温、严寒、大风等天气，该天气对仪器性能影响大，会造成测量数据误差大或错误，GPS信号不良时测量的数据出现误差或错误的几率大。坡面精削坡时用全站仪，不宜用GPS。

2.3.2 挖掘机削坡前测量放设开口线

测量人员对施工员和操作人员现场交底放线内容、开挖坡度、保护层厚度。首先挖除表层富裕宽度范围内松散水泥改性土并装车外运，保证工作面开阔。表层松散土挖除外运后开始开挖标准槽，标准槽预留保护层10cm，全过程全站仪跟踪测量，避免挖超。每间隔10m设置一道标准槽，合理设置标准槽及控制标准槽精度是削度质量的前提。

2.3.3 标准槽开挖结束后进行大面积粗削度

削度过程中施工员恪尽职守，坡度尺跟踪控制开挖坡度，以标准槽为参考，要做到“勤目测、勤动手、勤交底、勤测量、勤纠偏”。

2.3.4 粗削坡结束后进行精削坡

精削坡控制平整度很关键，不允许欠挖，在坡面橫断面处每间隔5m打一排钢筋桩，上下钢筋桩间距5m，钢筋筋桩经测量用记号笔标注较标准基面高10cm位置，桩与桩之间用1mm尼龙线挂线，开挖时人员用直尺跟踪测量。不欠挖，超挖控制在1～2cm以内。

2.3.5 精削坡时应对挖掘机刀板进行改进

挖掘机斗齿上焊接宽20cm厚20mm的钢板，工作面割成锯齿状，提高工作效率。挖掘机定岗定责，作业班组划片承包，施工员测量员责任到人，实行承包责任制，奖惩分明，超挖超浇混凝土费用由班组买单同时对挖掘机操作手、施工员、测量员进行罚款，形成有奖同享、损失共担的制度，共同上心，有效提高削坡质量，较少超挖。

2.3.6 施工人员要遵守安全规章制度

挖掘机削坡过程中施工测量人员均在挖掘机工作半径之内，必须正确佩带安全帽，不得穿拖鞋，宜穿平底鞋。参与削坡人员做好安全交底，不违章指挥或操作机械，做到安全施工，和谐施工。

3 结语

南水北调方城六标单边削坡长度13km，面积33万m2的削坡任务，投入了27台挖掘机削坡，100余人跟随挖掘机测量控制精度削坡，3个月完成削坡任务。由于削坡工作面提供及时，排水板、逆止阀、土工膜等工序得以及时跟进，混凝土面板衬砌单月最高完成单边长度6km，2013年12月3日完成全部衬砌任务，较国调办确定的节点目标提前了28d。

通过南水北调方城六标挖掘机进行水泥改性土削坡成功事例，说明工程建设结合施工任务和工期，针对工程特点攻坚克难、不拘一格、多措并举、舍得投入、控制到位，确保质量的情况下挖掘机进行水泥改性土削坡是行之有效的方法。