浅论渠道分期分区土方填筑施工控制要点

□吕长涛(广东顺水工程建设监理有限公司)



浅论渠道分期分区土方填筑施工控制要点

□吕长涛(广东顺水工程建设监理有限公司)

摘要：南水北调高填方渠堤一期分区填筑，各层土料填筑碾压试验，料场井字形分区分层开挖集料，II区与III区土料同步填筑上升，渠堤碾压，一期与二期接触面削坡开蹬，二期分区填筑，I区、II区与III区土料同步填筑上升，渠堤碾压与边坡修整。

关键词：高填筑；分期分区填筑；填筑试验；分区分层开挖集料；同步填筑上升

1　工程概况

南水北调中线一期工程总干渠宝丰至郏县某标段，全长4378.20 m，渠道过水断面为梯形，设计流量315 m3/s、加大流量375 m3/s，最大挖深14 m，最大填筑高度12 m。全填方渠道长度为3513.10 m，占本标段渠道总长度的80.24%，填方高度为2～12 m，地基土的岩性为重粉质壤土、卵石和上第三系软岩。依据标段的土方平衡，填方渠段填筑土料全部来自取土场。

标段用于渠道土方填筑的土料场地貌单元属于岗间凹地，土层厚度薄。A料区产地面积101万m3，B料区产地面积146 万m3，两个料区均为耕地。勘察深度范围内，料区地层均土岩双层结构，分为4个土体单元，①重粉质壤土（alplQ3）：右岸厚度一般0.40～1.30 m，左岸厚度一般0.30～1.20 m；②粉质粘土（alplQ3）：右岸厚度一般0.30～0.80 m，左岸厚度一般0.50～1.50 m；③重粉质壤土（alplQ3）：土质不均一，含钙质核，局部富集，右岸厚度一般0.30～1.00 m，左岸厚度一般0.40～1.60 m；④砂砾岩、粘土岩（N1L）。重粉质壤土（alplQ3）为有用层，其中耕植土层厚0.30 m，粉质粘土、砂砾岩、粘土岩（N1）均为无用层。

由于土料场土质分布极不均匀且无规律，在开挖过程中不可避免掺杂粉质粘土，造成局部干密度降低，影响渠道填筑质量，经设计单位多次调整设计方案，最终确定采用分区分层开采、集中堆料、渠堤分期分区填筑的设计方案。渠堤分三区填筑，I区采用C土料场合格土料，II区采用A与B土料场第二层粉质粘土进行填筑，III区采用A与B土料场第三层重粉质壤土进行填筑。其中一期填筑量占总填筑量的66%，填筑部位为Ⅱ区的60%与Ⅲ区的75%。二期填筑量占总填筑量的34%，填筑部分为I区的100%、Ⅱ区的40%与Ⅲ区的25%。

2　渠道填筑施工工艺简述

测量确定渠道填筑位置边线→渠道清基→渠道内外包土料分界线放样→料场井字形分区分层开挖翻晒集料→挖掘机挖装土自卸汽车运输→自卸汽车卸料→摊铺(推土机初平)→平地机精平→凸块振动碾碾压、整形修坡。

3　渠道分期分区填筑施工控制要点

3.1填筑碾压试验

填筑试验直接关系到渠堤填筑的工艺方法确定、工程质量与相应保证措施，应引起足够的重视。渠堤填筑正式开始前，土料场的各类填筑土料应按碾压试验方案进行碾压试验，土料碾压试验结束后对试验资料进行整理，试验成果进行审核并确认是否达到设计要求。

填筑碾压试验的目的主要是为正式进行渠道填筑获取碾压技术参数，用以指导实际的渠道填筑施工。现场填筑碾压试验应采用将来渠道主体填筑施工拟选用的施工机械、施工方式和施工工艺，对各种填筑材料进行不同填筑碾压参数的比选与试验。填筑碾压施工参数严格按碾压试验参数进行，包括：碾压机具、行车速度、铺料方式、摊铺厚度、碾压遍数等。填筑碾压试验就是对同一种填筑材料，按各种施工参数的不同取值组合进行试验，现场试验主要依据设计提供的填筑碾压参数结合以往填筑施工中积累的经验，先对填筑碾压参数进行取值范围的拟定，并采用逐步淘汰法，将已确定了的单一参数最优值，纳入后续试验中。

填筑碾压试验结束后，对试验资料进行系统整理，绘制相关图表，如碾压遍数与填筑密度的关系曲线；绘制干密度与碾压遍数的关系曲线；绘制最优参数组合下，含水量与干密度的关系曲线。并根据试验资料进行分析，结合工程条件确定填筑碾压参数及压实方法，并编写填筑碾压试验报告，报监理工程师审批。当得到批准后，其参数可用于渠道填筑施工中，并在主体填筑施工中严格遵照执行，不得任意修改。

3.2井字形分区分层开挖集料

由于AB料场II区与III区土料分布在不同的土层之中，且取土场不同土料储量与渠道分期填筑料的用量不匹配，以及中下层土料含水率调整的速率不同等原因，为保证II区与III区之间土料的良好搭接，保证搭接部位的压实度满足设计要求，采用II区与III区同步填筑同步上升的施工方案。因料场土层厚度薄，各土料交叉分层分布，为防止相邻土料混合，不能满足渠堤填筑对土料性质的要求，土料在开采时禁止采用挖掘机立式开采，应采用犁地机翻松土、旋耕耙碎土、推土机拢堆、挖掘机辅助堆高集料的料场井字形分区分层开挖翻晒集料方法。在犁地机翻松土的过程中，紧密观察土料性质的变化，一旦发现土料颜色发生变化应及时提高翻松土的高度，防止两种土料混合，混合土料严禁使用于本项目的渠堤填筑工程之中。待土料含水率达到最优含水率时，应及时用推土机进行拢料堆存，防止含水率进一步降低，不能满足渠道填筑对含水率的要求。

3.3同步填筑上升

为保证各区接触面的填筑质量，在施工时各区应采用同步填筑上升的施工方案，即一期施工时II区与III区土料同时摊铺碾压，二期施工时I区、II区与III区土料同时摊铺碾压。填筑作业面长度应≥100 m，作业面验收合格后，即可开始填筑施工，填筑层厚按碾压试验参数执行，现场实际操作以花杆为标记，同时以钢钎插入法进行抽检，严禁超厚；靠近混凝土建筑物1 m范围内，采用人工辅助摊铺，压实层厚根据试验确定。施工时要注意控制填料中土块粒径≤15 cm，若发现不合格料，必须挖除并运往弃渣场，填土先从基础面低洼处开始，水平逐层填筑。当填土厚度满足碾压层厚时，采用凸块振动碾碾压。靠近建筑物侧壁及顶板约1 m距离范围采用蛙式打夯机夯实。

因粉质粘土为灰黑色，可塑，湿时小刀切削表面光滑，干时坚硬，失水易碎裂成小土块，不易崩解，且粘粒含量和塑性指数均偏高，具弱膨胀性，压实性能差，不能满足《规程》关于均质坝土料的质量要求，粘质粘土在场料开挖完成后的推存集料以及运输至作业面的过程中容易形成土料的再次结块的特性，为保证工程施工质量加快工程进度，并结合现场的实际施工情况，在铺土时应特别注意粉质粘土的粒径是否达到设计要求，如果不能满足设计要求，除在料场对土料进行碎土外，上坝后应再采用犁拌法碎土，以确保土料填筑施工质量。

3.4填筑土料碾压

渠堤采用自行式凸块振动碾进行水平碾压；渠堤边坡采用改良振动夯板碾压，平行渠堤轴线方向进行，进退错距法碾压，碾压搭接宽度应满足规范要求，碾压时行车速度按填筑碾压试验结果控制。

由于渠道填筑采用分期分区填筑方案，增加了左右岸渠道一期与二期、Ⅰ区和Ⅱ区、Ⅱ区和Ⅲ区填筑面的搭接面。各期与各区填筑料分层压实，压实度必须满足设计要求，各区土料应均衡上升，同时一期与二期之间以及各区之间必须为锯齿状咬合，咬合搭接长度应满足设计与规范的要求。

各期与各区填筑时，铺土边线在水平距离上要进行超填，超填宽度根据不同的设计边坡确定，同一层以设计外坡脚为基准，保证顶部超填宽度满足设计与规范要求。随着填筑面上升在各期与各区接触面之间应及时进行削坡，并削至质量合格层；削坡合格后，应控制好结合面土料的含水量，边刨毛、边铺土、边压实；压实时压实机械应按照平行渠道轴线方向进行，相邻碾压轨迹及相邻材料连接处的碾压应满足规范要求，不允许出现漏压。机械碾压不到的部位，辅以夯具夯实，夯实时采用连环套打法，夯迹双向套压，夯迹搭压宽度应满足规范要求。在施工时应特别注意各区搭接面处的质量检测，随时检查碾压状况。

4　结语

渠堤填筑碾压试验为各区不同的土料提供了必要了施工参数，为确定施工工艺保证工程质量起到了重要作用；分区分层开挖集料即在一定程度上起到了调整含水率的作用，又为高填方渠段的同步填筑同步上升起到了保证土料用量的作用。该工法在土料场土层分布不均，工程所在地又无法提供新的土料场的情况下，征地费用少，工程进度快，施工质量好，对环境影响小，有较好的社会和经济效益。

（责任编辑：刘长垠）

收稿日期：2016-01-02

中图分类号：TV91

文献标识码：B

文章编号：1673-8853（2016）03-0072-02