淺談南水北調中線一期工程改性土施工中監理工作要點

摘 要：改性土換填是南水北調中線一期工程中土方工程中常見的一種不良地質處理方法，其質量控制貫穿于工藝試驗、基準試驗、碎土施工、改性土拌合、填筑層面等各個階段的重點，因此掌握好各階段的質量控制要點，是確保改性土施工質量的重要前提。

關鍵詞：南水北調；改性土；監理；質量控制

膨脹土地質在南水北調工程中屬于常見的一種不良地質，它對渠道施工及建成后的渠道危害極大，目前根據南水北調中線一期工程南陽膨脹土實驗段的實驗結果，對膨脹土渠段采用改性土換填的施工方法減小其危害。在南水北調工程施工中改性土換填筑分兩種形式，一種渠坡換填，二渠堤填方，后者設計斷面采用“金包銀”填筑形式，即內側填筑弱膨脹土、外側采用水泥改性土包邊。高填渠段一般指的是填筑高度大于6米的填方渠段，是工程質量、進度控制管理中的重點。下面就以南水北調中線一期工程總干渠魯山南2段工程為例對監理中改性土的施工的監理要點進行分析。

1 改性土的原材料管理

使用合格的改性土原料，是改性土填筑施工的前提，魯山南2段工程用于拌制水泥改性土填筑土料采用非～弱膨脹性粘土（自由膨脹率控制在65%以內、滲透系數小于1.0×10-5cm/s。）土料的來源為渠道開挖可利用料，土料使用前，首先進行相關土工試驗，確定土料的物理力學性能指標及自由膨脹率。本標段不同渠段土料性狀差異較大，應對渠段進行區段劃分，按照不同區段對土料進行取樣檢測。填筑土料根據填筑所需工程量與開挖可利用料工程量綜合考慮，本標段開挖可利用料理論量為258萬方，填筑料理論使用量為197萬方，總體上滿足施工需要。土方填筑前監理人應明確取土地點、取土開挖深度、土料自由膨脹率取值范圍、最大干密度取值、最優含水量和擬用部位等質量指標滿足填筑要求。

2 土料碎土施工質量控制

碎土質量的好壞關系著膨脹土改性效果，土料碎土是監理控制的重要工序。碎土宜在拌和場內采用碎土機進行，剔除膨脹土土料內粒徑大于10cm的鈣質結核或土塊。碎土過程中，如發現碎土質量有異常情況時，應進行碎土質量進行試驗檢驗，碎土試樣應在出機口隨機選取20kg，進行粒徑檢測。土料碎土后最大粒徑不大于10cm，10cm～5cm粒徑含量不大于5%，5cm～5mm粒徑含量不大于50%（不計姜石含量）。如土塊顆粒不滿足上述要求，則應采取調整篩孔尺寸、篩分剔除、調整碎土生產工藝及控制參數等措施，直至滿足粒徑要求。

3 改性土拌合施工質量控制

對于填料含水量過大時應晾曬，翻曬方法采用機械農用犁進行。為使土料含水率均勻和加速翻曬過程，將土塊耙碎；含水量過小時，用灑水車灑水，加水時可按該公式估算加水量：

M=[Ms/（1+ωn）]×（ω-ωn）

式中：Ms所取填料的濕重（kg）；ω填料的最優含水（小數表示）；ωn填料的天然含水（小數表示）

拌合時，宜先干拌，再濕拌，直至攪拌均勻。

拌合時間一般應大于2分鐘。拌合完成后，應進行均勻性檢測。均勻性檢測的方法可采EDTA滴定法測定，計算水泥含量標準差，所求得的平均值不得小于設計摻量。水泥改性土水泥含量標準差不得大于有關技術要求。經檢測合格的水泥改性土，應及時運至填筑作業現場，進行填筑。

本階段水泥改性土質量控制要點：水泥摻量、均勻性、土塊粒徑和含水量。

4 填筑施工質量控制

4.1 改性土填筑面質量控制

對于建筑基礎面：基面表層樹木、草皮、樹根、垃圾、棄土、淤泥、腐殖質土、廢渣、泥炭土等不合格土應全部清除，建基面清潔無積水，渠底及邊坡無滲水（含泉眼），或已經妥善引排或封堵。

對于填筑層間結合面填筑前，應確結合面濕潤，可采取灑水車灑水等措施。關于改性土從拌合完成后，到質量檢測以及上層覆土應滿足如下時間要求：拌合后4小時內應將土料運輸至填筑現場，進行改性土填筑并完成碾壓。碾壓完成后4小時內應完成質量檢測，并在碾壓完成后的6到8小時內進行下一層土料的填筑。在進行下一層土料填筑前，對上一層填筑面應采取灑水等措施，對于松散土、起皮現象，應予清除或重新碾壓確保層間土料的結合層完好。

4.2 鋪料

質量控制要點：鋪料虛實均勻、避免粗粒料集中，嚴格控制厚度。

本標段改性土要求在填筑鋪料前對確保填筑面無空白、風干現象，無撒入泥土、砂礫、雜物等，層面濕潤均勻，無積水，表面應刨毛20～30mm，本標段中改性土填筑鋪料虛鋪厚度控制在35cm（允許偏差+20mm～-20mm），厚度插釬法對每層鋪料進行檢驗，每填筑3層或100cm左右進行測量一次填筑高程，根據測量值調整鋪料厚度，但是每層虛鋪厚度不得超過35cm的范圍。

每層土方填筑驗收前，應先檢查鋪料邊線、鋪料厚度是手否滿足要求。渠堤填筑“金包銀”部位鋪料邊線分為改性土邊線和弱膨脹土邊線，均應量測。

渠堤填筑施工時，弱膨脹土和其兩邊改性土宜同時進行回填，同時進行碾壓；為準確控制水泥改性土厚度宜先填芯，然后放線、推邊，最后進行改性土鋪料。

4.3 碾壓

碾壓質量控制點：碾壓設備、碾壓遍數、結合部錯開和控制搭接量。

宜采用進退錯距法，碾跡搭壓寬度應大于20cm。振動碾行車速度不超過2km/h。

新老坡接合應進行開蹬和跨縫碾壓，渠坡面要求逐層開蹬，臺階高為每一層壓實后的厚度。相鄰作業面的搭接碾壓寬度，平行堤軸線方向不應小于0.5m；垂直堤軸線方向不應小于3m。土方取壓實樣時，應在壓實層的下部1/3處，取樣時選取一些點次對層間結合檢驗記錄。填料壓實要求合格率不小于95%，最小值不小于設計值0.98倍，凡取樣不合格的部位，應補壓或做局部處理，合格后方可進行下道程序。不合格點處理應予記錄。

填筑土料含水率與最優含水率的允許偏差為-2～3%。水泥改性土的含水率宜高于最佳含水率的1～3%，以補償在攤鋪及碾壓過程中的水分損失。

4.4 監理巡視檢查

施工期進行巡查檢查每天2次～3次。主要檢查內容包括：

（1）是否按照相關的設計文件、施工規范要求和批準的施工方案施工。（2）是否使用合格的材料、構配件和工程設備。（3）施工現場的管理人員是否到崗到位。（4）現場施工操作人員（指揮人員、機械作業人員）的技術水平、操作條件是否滿足要求，特種操作人員是否持證上崗。（5）施工環境是否對工程質量、安全產生不利影響。

4.5 控制壓實度確定

土方壓實質量采取標準擊實試驗推算控制干密度和凸塊振動碾碾壓遍數6遍檢測干密度雙控，兩個控制指標須同時滿足。

填筑控制干密度γR應同時滿足下面要求：

（1）γR≥β×γM

（2）γM=max（γS，1.02γ6）

式中：β為為設計根據工程需要確定的改性土壓實度；γS為標準擊實試驗最大干密度；γ6為最優含水量下20t凸塊振動碾振動碾壓6遍對應的干密度。

4.6 單元工程質量評定標準

合格標準：鋪填邊線允許偏差為人工作業+100～+200mm，機械作業≥+300mm，鋪填邊線偏差合格率≥70%，水泥均勻度的合格率≥80%，其余檢查項目達到標準。

優良標準：鋪填邊線允許偏差為人工作業+100～+200mm，機械作業≥+300mm，鋪填邊線偏差合格率≥90%，水泥均勻度合格率≥90%，其余檢查項目達到標準。

總之，改性土填筑施工是一項土方填筑中的重要的監理內容，從施工準備階段的工藝試驗、基準試驗到施工階段的碎土施工、改性土拌合、填筑層面都是改性土施工監理工作中的重要的質量控制點，只有把握這些控制點才能確保施工質量。

參考文獻

[1]張攀輝，晉軻.南水北調中線南陽段工程水泥改性土施工探析[J].河南水利與南水北調，2012，（21）.

[2]趙峰，倪錦初.南水北調中線段葉縣4標工程水泥改性土施工技術[J].黑龍江科技信息，2012，（29）.