含砂低液限粉土在渠堤填筑中的應用

【摘要】新疆B輸水干渠屬大型輸水渠道，土方填筑工程量大，本文以高填方區域土方填筑為例，對低液限粉土料源控制、施工參數確定、含水率控制、施工方法、網格化管理、試驗檢測等質量控制要點進行了總結，為其他渠道工程提供參考。

【關鍵詞】填筑；含水率；粉土；網格化管理

1、概況

新疆B輸水干渠工程第六標段樁號73+440～84+400，長10.96km，渠道為梯形斷面，底寬4m，渠深4.7m，內坡為1：2，外坡為1：1.75。左側堤頂寬為6.5m，右側提頂寬為3.5m。渠道土方填筑壓實方約為500萬m?，均為外借料，填方最高達23m，平均填高約15m。土質為第四系沖洪積低液限粉砂土夾含砂低液限粉土，屬次生黃土。

粉土是砂土和粘性土之間的一種過渡性土，由粉粒、砂粒和粘粒組成。用手搓有粉末感，肉眼可見砂粒和粉粒，塊狀干土手捏易碎；遇水后易成稀泥狀，潮濕時搓捻不易形成土條；冬季遇水凍脹，化雪時容易積水翻漿。常規施工方法難以將該土料壓密實，因此要進行生產性試驗，尋求合適的壓實參數及施工工藝。

2、料場復查及試驗情況

該標段取土場沿渠線分布，施工單位進場后對設計提供的4個料場進行了復查，其各項性能指標見表1。

根據料場復查及室內試驗結果分析：4個土料場土料性質基本相同，隨著土層厚度向下的增加，土中的含砂量加大，粘粒含量減小。料場天然含水率低于最優含水率10個百分點左右。填筑前需對土料進行泡水制備和加水制備。料場儲量豐富且不受地下水影響，粘粒含量偏低。

3、施工參數及工藝

該標段填筑所用低液限粉砂土及含砂低液限粉土，具有濕陷性，承載力低，易壓縮等特點，且天然含水率偏低，主要在1%～9.6%之間，施工難度大。為尋求經濟合理的施工控制參數和施工工藝，進行了大量的生產性碾壓試驗。

配置9%～15%共7個含水率進行試驗，每種含水率的土料分別選用25cm、35cm、45cm三種鋪土厚度；每種鋪土厚度又分別選用先靜碾2遍，再振碾6、8、10三種不同的碾壓遍數，共計63個組合，見表2。

根據料場普查、擊實試驗、碾壓試驗等多方面反復論證，確定了以下施工參數來滿足設計壓實指標：

1、進占法卸料后人工配合220HP推土機攤鋪，鋪料厚度為35cm。

2、采用22t自行式振動凸塊碾先靜碾2遍后動碾6遍的碾壓組合方式，每小時行走3km左右（1檔中油門），沿渠線方向碾壓搭接寬度為50cm。

3、最大干密度1.83g/m3，最優含水率12.5%，壓實度≥0.96，碾壓時土料含水率為9%～13%。

渠道土方填筑施工流程見圖1。

圖1 施工工藝圖

4、施工方法

4.1 土料的裝運

土料經料場加水制備并檢測合格后，采用1.6m3挖掘機自上而下立式開挖，配20t自卸汽車運輸至填筑區。土料的挖、裝、運、填等工序需連續作業，以減少含水量的損失。填筑料含水量按最優含水率的-2～+3%偏差范圍內進行控制。

4.2 土料的攤鋪

填筑前應先組織基礎面驗收，經檢查合格后先將鋪料區的下層壓實土表面進行刨毛處理并灑水，然后進行卸料攤鋪。鋪土厚度為35cm，含下層7～10cm虛土層，誤差不宜超過±5cm。

4.3 土料的碾壓

施工時應沿渠軸線方向進行鋪料和碾壓，搭接寬度縱向為0.5m，橫向為3m。機械碾壓不到的部位采用人工夯具連環套打法夯實，夯跡沿雙向套打，搭接寬度大于1/3夯錘直徑。如壓實體出現不合格區域，進行返工處理。

5、質量控制

5.1 含水率的控制

經料場復查，天然含水率為4.4，而最優含水率為12.5%，二者相差8.1%，因此土料需在料場進行泡水和加水制備。根據圖紙計算，該標段總填筑量約500萬m?，按照施工進度計劃，正常的填筑強度為1.8～2.4萬m?/d，經計算制備土料強度2.5萬m?/d，供水流量200m3/h，即可滿足取土需求。

含水量的大小對粉質土的壓實度、強度有很大影響，含水量較小時，因土質粘粒含量較少，孔隙多，導致很難壓成型，飽水后土的強度和穩定性會降低；含水量過大時，因粉土滲透性較弱，碾壓后會出現彈簧土，造成返工等。一般含水率控制在最優含水率的偏干側，當運輸至填筑面時，根據水分散失情況進行灑水車補水，待含水量合適后再進行攤鋪碾壓。

5.2 網格化管理

為加強施工質量過程控制，同時滿足高強度填筑要求，針對渠底填筑中存在的質量檢查資料的數據和現場實際施工狀況對應性不夠、缺少追溯性、不利于質量分析的情況，設計了土料填筑網格管理專用檢查表，詳見表3。

施工單位組織項目總工、施工員、質檢員、班組長、機械操作手等相關技術人員進行了網格化管理技術交底。通過試行得到檢驗認可后，全面推行網格化管理，從而加強了檢測檢驗工作及現場跟蹤監督，確保填筑質量，做到不返工、不窩工，網格化管理取得了很好的效果。

5.3 試驗檢測

每層填筑完成后，人工環刀取樣，用酒精燃燒來檢測土的壓實度，每500m?取1個試樣，檢測其壓實度是否滿足設計要求。若壓實度檢測有個別點大于1，應屬正常現象，可能是料源局部差異導致；若有10%以上超過1，說明土料發生了較大變化，應重新做擊實試驗，確定最大干密度及最優含水率。

5.4 注意事項

1、按進占法卸料，卸料車嚴禁在已碾壓合格的區域行走，每個填筑面安排專人指揮車輛，按順序進行卸料。

2、嚴格控制鋪料厚度，用鋼釬插入法隨時檢測厚度。

3、該標段處于山區地帶，在靠近山坡一面設置排水溝，并疏通排洪建筑物進出口，避免山洪進入填筑區。

4、雨后復工前，填筑面應先進行含水量檢測，超標時應采取晾曬或挖除處理，待檢驗合格后及時復工。

5、冬季停工前，在碾壓合格的工作面上鋪1m厚土進行覆蓋，用挖掘機對渠道上下游富裕寬度的外坡料進行夯實，以免春季融雪沖刷。

6、小結

采用低液限粉砂土及含砂低液限粉土填筑渠堤，通過控制含水率，嚴格按施工參數和工序施工，驗證了粉土填筑渠堤可以滿足壓實度0.96的要求。含水量的控制直接影響土料的壓實度。先靜碾后動碾的壓實組合，既保證了施工質量，又滿足了經濟合理的要求。通過對粉土用于渠堤填筑的分析和實踐，得到了具體可行的施工方案，為后續施工積累了經驗，節省了投資。

參考文獻：

[1]新疆B輸水干渠工程第六標段料場復查報告[Z]

[2]新疆B輸水干渠工程第六標段渠道填筑施工方案[Z]

[3]唐郢，含砂低液限粉土在太長高速公路路基中的應用[J] 山西交通科技

[4]李道西，南水北調中線工程鄭州段土方填筑施工與質量控制[J] 華北水利水電學院學報

作者簡介：羅蓉，（1982.7～），女，工程師，現主要從事水利工程建設管理工作，新疆沙灣縣人，本科。