含砂低液限粉土在渠堤填筑中的应用

【摘要】新疆B输水干渠属大型输水渠道，土方填筑工程量大，本文以高填方区域土方填筑为例，对低液限粉土料源控制、施工参数确定、含水率控制、施工方法、网格化管理、试验检测等质量控制要点进行了总结，为其他渠道工程提供参考。

【关键词】填筑；含水率；粉土；网格化管理

1、概况

新疆B输水干渠工程第六标段桩号73+440～84+400，长10.96km，渠道为梯形断面，底宽4m，渠深4.7m，内坡为1：2，外坡为1：1.75。左侧堤顶宽为6.5m，右侧提顶宽为3.5m。渠道土方填筑压实方约为500万m?，均为外借料，填方最高达23m，平均填高约15m。土质为第四系冲洪积低液限粉砂土夹含砂低液限粉土，属次生黄土。

粉土是砂土和粘性土之间的一种过渡性土，由粉粒、砂粒和粘粒组成。用手搓有粉末感，肉眼可见砂粒和粉粒，块状干土手捏易碎；遇水后易成稀泥状，潮湿时搓捻不易形成土条；冬季遇水冻胀，化雪时容易积水翻浆。常规施工方法难以将该土料压密实，因此要进行生产性试验，寻求合适的压实参数及施工工艺。

2、料场复查及试验情况

该标段取土场沿渠线分布，施工单位进场后对设计提供的4个料场进行了复查，其各项性能指标见表1。

根据料场复查及室内试验结果分析：4个土料场土料性质基本相同，随着土层厚度向下的增加，土中的含砂量加大，粘粒含量减小。料场天然含水率低于最优含水率10个百分点左右。填筑前需对土料进行泡水制备和加水制备。料场储量丰富且不受地下水影响，粘粒含量偏低。

3、施工参数及工艺

该标段填筑所用低液限粉砂土及含砂低液限粉土，具有湿陷性，承载力低，易压缩等特点，且天然含水率偏低，主要在1%～9.6%之间，施工难度大。为寻求经济合理的施工控制参数和施工工艺，进行了大量的生产性碾压试验。

配置9%～15%共7个含水率进行试验，每种含水率的土料分别选用25cm、35cm、45cm三种铺土厚度；每种铺土厚度又分别选用先静碾2遍，再振碾6、8、10三种不同的碾压遍数，共计63个组合，见表2。

根据料场普查、击实试验、碾压试验等多方面反复论证，确定了以下施工参数来满足设计压实指标：

1、进占法卸料后人工配合220HP推土机摊铺，铺料厚度为35cm。

2、采用22t自行式振动凸块碾先静碾2遍后动碾6遍的碾压组合方式，每小时行走3km左右（1档中油门），沿渠线方向碾压搭接宽度为50cm。

3、最大干密度1.83g/m3，最优含水率12.5%，压实度≥0.96，碾压时土料含水率为9%～13%。

渠道土方填筑施工流程见图1。

图1 施工工艺图

4、施工方法

4.1 土料的装运

土料经料场加水制备并检测合格后，采用1.6m3挖掘机自上而下立式开挖，配20t自卸汽车运输至填筑区。土料的挖、装、运、填等工序需连续作业，以减少含水量的损失。填筑料含水量按最優含水率的-2～+3%偏差范围内进行控制。

4.2 土料的摊铺

填筑前应先组织基础面验收，经检查合格后先将铺料区的下层压实土表面进行刨毛处理并洒水，然后进行卸料摊铺。铺土厚度为35cm，含下层7～10cm虚土层，误差不宜超过±5cm。

4.3 土料的碾压

施工时应沿渠轴线方向进行铺料和碾压，搭接宽度纵向为0.5m，横向为3m。机械碾压不到的部位采用人工夯具连环套打法夯实，夯迹沿双向套打，搭接宽度大于1/3夯锤直径。如压实体出现不合格区域，进行返工处理。

5、质量控制

5.1 含水率的控制

经料场复查，天然含水率为4.4，而最优含水率为12.5%，二者相差8.1%，因此土料需在料场进行泡水和加水制备。根据图纸计算，该标段总填筑量约500万m?，按照施工进度计划，正常的填筑强度为1.8～2.4万m?/d，经计算制备土料强度2.5万m?/d，供水流量200m3/h，即可满足取土需求。

含水量的大小对粉质土的压实度、强度有很大影响，含水量较小时，因土质粘粒含量较少，孔隙多，导致很难压成型，饱水后土的强度和稳定性会降低；含水量过大时，因粉土渗透性较弱，碾压后会出现弹簧土，造成返工等。一般含水率控制在最优含水率的偏干侧，当运输至填筑面时，根据水分散失情况进行洒水车补水，待含水量合适后再进行摊铺碾压。

5.2 网格化管理

为加强施工质量过程控制，同时满足高强度填筑要求，针对渠底填筑中存在的质量检查资料的数据和现场实际施工状况对应性不够、缺少追溯性、不利于质量分析的情况，设计了土料填筑网格管理专用检查表，详见表3。

施工单位组织项目总工、施工员、质检员、班组长、机械操作手等相关技术人员进行了网格化管理技术交底。通过试行得到检验认可后，全面推行网格化管理，从而加强了检测检验工作及现场跟踪监督，确保填筑质量，做到不返工、不窝工，网格化管理取得了很好的效果。

5.3 试验检测

每层填筑完成后，人工环刀取样，用酒精燃烧来检测土的压实度，每500m?取1个试样，检测其压实度是否满足设计要求。若压实度检测有个别点大于1，应属正常现象，可能是料源局部差异导致；若有10%以上超过1，说明土料发生了较大变化，应重新做击实试验，确定最大干密度及最优含水率。

5.4 注意事项

1、按进占法卸料，卸料车严禁在已碾压合格的区域行走，每个填筑面安排专人指挥车辆，按顺序进行卸料。

2、严格控制铺料厚度，用钢钎插入法随时检测厚度。

3、该标段处于山区地带，在靠近山坡一面设置排水沟，并疏通排洪建筑物进出口，避免山洪进入填筑区。

4、雨后复工前，填筑面应先进行含水量检测，超标时应采取晾晒或挖除处理，待检验合格后及时复工。

5、冬季停工前，在碾压合格的工作面上铺1m厚土进行覆盖，用挖掘机对渠道上下游富裕宽度的外坡料进行夯实，以免春季融雪冲刷。

6、小结

采用低液限粉砂土及含砂低液限粉土填筑渠堤，通过控制含水率，严格按施工参数和工序施工，验证了粉土填筑渠堤可以满足压实度0.96的要求。含水量的控制直接影响土料的压实度。先静碾后动碾的压实组合，既保证了施工质量，又满足了经济合理的要求。通过对粉土用于渠堤填筑的分析和实践，得到了具体可行的施工方案，为后续施工积累了经验，节省了投资。

参考文献：

[1]新疆B输水干渠工程第六标段料场复查报告[Z]

[2]新疆B输水干渠工程第六标段渠道填筑施工方案[Z]

[3]唐郢，含砂低液限粉土在太长高速公路路基中的应用[J] 山西交通科技

[4]李道西，南水北调中线工程郑州段土方填筑施工与质量控制[J] 华北水利水电学院学报

作者简介：罗蓉，（1982.7～），女，工程师，现主要从事水利工程建设管理工作，新疆沙湾县人，本科。