南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工技术要求

南水北调中线干线工程—————————————————————————南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工技术要求（NSBD-ZXJ-2-01）南水北调中线干线工程建设管理局印发二〇一〇年十二月前言膨胀土是一种具有特殊性质的土，其处理技术难度、处理工程量和投资都比较大，是南水北调中线工程面临的关键技术问题之一。

南水北调中线一期工程总干渠沿线涉及到膨胀土问题的渠段较长，涉及范围广、条件复杂，任何局部的边坡失稳、衬砌结构的破坏都将可能影响渠道正常输水。

为了确保膨胀土渠段的施工安全、施工质量及施工进度，特制定本技术要求。

本技术要求依托“南水北调中线一期工程总干渠膨胀土试验段（河南南阳段）试验研究”项目，对膨胀土现场鉴别方法、施工技术、施工控制指标、质量检测方法、安全监测等提出了较为具体的要求，可供渠道膨胀土处理设计和施工参考。

本技术要求由编制单位负责解释。

印发单位：南水北调中线干线工程建设管理局编制单位：长江勘测规划设计研究有限责任公司主要审核人：谢向荣蔡耀军吴德绪曹为民程德虎庞敏倪锦初倪晖李静主要编写人：赵姚峰雄阳云华郝长江陈尚法周习军张春燕熊新宇温世亿目录1 总则 (1)1.1 编制依据 (1)1.2 适用范围 (1)1.3 一般规定 (2)2 渠段膨胀土膨胀等级鉴定及处理措施现场调整 (4)2.1 渠段膨胀等级划分依据 (4)2.2 膨胀土等级现场判别 (4)2.3 施工期膨胀土渠道处理的现场调整 (5)3 换填土料质量复核与质量要求 (7)3.1 换填土料质量复核 (7)3.2 换填土土料质量要求 (8)4 膨胀土渠道地表及地下水处理 (9)4.1 地下水特征 (9)4.2 地表水处理 (9)4.3 施工期间基坑排水 (10)5 膨胀土开挖技术要求 (12)5.1 膨胀土渠道土方开挖 (12)5.2 保护层开挖与削坡 (13)5.3 建基面的防护 (14)5.4 地质编录与施工记录 (15)5.5 土方开挖质量检查和验收 (17)6 膨胀土渠道填筑施工技术要求 (20)6.1 换填层填筑材料 (20)6.2 水泥改性土生产工艺 (20)6.3 非膨胀土换填施工 (21)6.4 水泥改性土换填施工 (24)6.5 填方渠道土方填筑 (26)7 施工期滑坡处理技术要求 (27)8 施工期安全监测技术要求 (28)8.1 一般要求 (28)8.2 监测设施埋设要求 (29)8.3 现场观测要求 (30)8.4 人工巡视检查要求 (31)8.5 资料整理与初步分析 (32)1 总则1.1编制依据本施工技术要求主要依据现行水利水电工程的有关规程、规范，参考南水北调中线一期工程总干渠南阳膨胀土试验段的试验成果进行编制。

依据的主要规程规范如下：《土工合成材料测试规程》SL/T235-1999《土工试验规程》SL/T237-1999《堤防工程施工规范》SL260-98《渠道防渗工程技术规范》SL18-2004《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001《水利水电工程岩体观测规程》DL5006-2007《工程建设标准强制性条文(水利工程部分)》《岩土勘察规范》GB 50021-2001《建筑地基与基础工程施工及验收规范》GB 50202-2002《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ 112-87《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51-2009《南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准（试行）》NSBD7-2007施工过程中还应遵循其它相关规程、规范。

1.2适用范围1.2.1 本施工技术要求适用于南水北调中线一期工程总干渠膨胀土渠段内涉及的膨胀土渠道开挖、膨胀土料填筑、膨胀土渠道保护处理等项目的施工。

1.2.2 非膨胀土渠道开挖工程、非膨胀土填筑工程，一般渠道设计及施工均涉及到的护坡、砂砾垫层和复合土工膜铺筑、混凝土衬砌等项目施工按照招标文件相关技术标准或设计单位提出的施工技术要求进行。

1.3一般规定1.3.1 膨胀土挖方渠道施工作业程序一般为：开挖前准备、渠道开挖、地质编录及地质复核、地层膨胀土类别鉴定、保护层开挖、局部滑坡处理、开挖面临时保护、一级马道以上渠坡防护（包括换填层填筑）、一级马道以下衬砌结构（包括排水措施施工、换填层填筑、防渗土工膜敷设、混凝土衬砌施工）施工。

1.3.2 渠道开挖前,完成地表水系导引措施，并按设计要求完成挖方渠道两侧坡顶防渗层、截流沟、截水堤施工。

1.3.3 1.3.4 在上一级边坡处理完成之前，严禁下一级边坡开挖。

渠道开挖断面轮廓线应符合施工详图所示的开口线、边坡和高程要求，一般情况下建基面和边坡均不应欠挖。

1.3.5 在实施处理措施前，应首先在室内进行所需换填土料源（包括改性土）分类指标的相关试验，包括土的液限、塑限、天然含水量及最大干密度等，并经监理人确认。

1.3.6 当填方渠段采用膨胀土填筑时，施工作业程序大体上概括为：填筑前准备、建基面清理、堤身膨胀土填筑及外包非膨胀土保护层填筑、填筑面临时保湿措施，渠堤外坡防护和渠道衬砌结构施工。

1.3.7 堤身采用膨胀土填筑施工时应根据设计材料分区要求，堤身膨胀土与外层非膨胀土保护层同时上升，堤身填筑应连续作业，填筑期间应采取临时措施防止填筑体失水。

1.3.8 采用改性方法对膨胀土进行保护时，应首先进行破碎及拌和设备选型及试验、水泥改性试验，确定水泥掺量、拌制工艺及相关控制指标。

1.3.9 施工中应选取适宜的开挖、运输和碾压设备，应结合所选施工设备复核换填作业面的稳定。

1.3.10 进行换填施工前，应结合换填作业面的施工条件，对换填土料进行碾压试验，选择碾压设备、碾压施工工艺、碾压控制指标。

1.3.11 膨胀土渠道应尽量避开雨天施工，渠道开挖施工前，应协商有关方面对穿越工程场地的地表水系、地下水管等采取导引或迁建处理，并根据作业面周边的地形条件采取地表水截排措施，避免施工期间各类地表水进入工作面。

1.3.12 开挖和填筑施工过程中，应对设计开挖面、渠道填筑面进行保护，防止雨淋冲刷或坡面土体失水。

1.3.13 开挖过程中，应对开挖边坡进行连续安全监测，并安排专人巡查，发现边坡出现变形、裂缝等坡体失稳迹象时，撤离附近及滑坡体下方机械和人员，并设置警示标志，并及时报告监理人及主管部门，研究确定处理方案，并组织实施。

待处理后方可继续开挖施工。

1.3.14 按设计要求形成渠道开挖面或换填处理层后，应立即开展后续项目施工作业，避免开挖面或换填处理层长期暴露。

2 渠段膨胀土膨胀等级鉴定及处理措施现场调整2.1渠段膨胀等级划分依据2.1.1 膨胀土主要根据自由膨胀率大小划分为弱、中、强三个等级，初步设计阶段渠段膨胀土膨胀等级划分依据为：（1）渠段有超过1/3 土体试样的自由膨胀率大于90%时，该渠段定为强膨胀土渠段；（2）渠段有超过1/3 土体试样的自由膨胀率大于65%时，该渠段定为中膨胀土渠段；（3）渠段有超过1/3 土体试样的自由膨胀率大于40%时，该渠段定为弱膨胀土渠段；2.1.2 土体膨胀性与地层时代、地貌特征、岩性、颜色、钙质结核分布、裂隙特征等具有较好的相关性，各勘察设计单位应根据各渠段设计勘察成果进行膨胀等级分段，并分析研究各类膨胀土的地质地貌特征及宏观物理特征，建立相应的标准，供渠道开挖时鉴别之用。

2.2膨胀土等级现场判别2.2.1 在渠道开挖施工前，勘察设计单位应根据设计勘察成果分析归纳施工渠段可能出现的各类土（包括非膨胀土）的地质、地貌和宏观物理特征，膨胀土的现场判别标准见表 2.1，并在施工开挖过程中不断完善。

2.2.2 在渠道保护层开挖前，各施工段应根据开挖面揭露的地层土情况，进行地质编录，并对照判别标准，从地层岩性、地形地貌、土体颜色、钙质结核含量及分布部位、裂隙发育程度等 5 个方面对开挖面揭露的地层或土体进行判别。

当开挖现场判别结果与设计勘察成果发生较大差异，或现场判别有困难时，应进行详细地质编录和记录，及时取样进行室内试验，并将判别结果报监理人。

表2.1 膨胀土现场判别标准果进行确认。

2.2.4 渠道开挖过程中，针对开挖揭露的土体膨胀性，分析预测可能存在的工程地质问题。

2.3施工期膨胀土渠道处理的现场调整2.3.1 由于膨胀土地层随机性强，施工阶段实际揭露的膨胀土分布情况或土体膨胀特性可能与设计勘察结果存在一定的差别。

差别较大时，应根据渠道开挖揭露的实际情况对膨胀土处理方案进行必要调整。

调整原则如下：（1）当膨胀土分布区域界线发生变化时，膨胀土处理边界应根据实际情况进行调整；（2）当渠段膨胀土等级发生变化时，应调整处理方案，并相应调整开挖断面；（3）当地层中存在连通性较好的缓倾坡角软弱结构面时，应分析开挖期间可能的失稳区域和滑坡规模，并根据分析结果研究处理方案；（4）当开挖过程中揭露局部区域膨胀性发生变化时，应针对局部区域进行处理方案；局部开挖轮廓应考虑边坡稳定需要确定；换填厚度可参考同类膨胀土处理厚度，当膨胀性较强的夹层厚度较小时，一般可不增加整个边坡的处理厚度；（2） 渠道开挖料作为料源时，则每段利用方量在 5×10 m 以内的利用 土料所处地层的试验组数不得低于 12 组，大于 5×10 m 则需按利用料使用3 换填土料质量复核与质量要求3.1 换填土料质量复核3.1.1 对于设计选择的土料场、渠道开挖利用料、由于某种原因施工期间新增料场等料源，在进行料场开挖前，应对料场土料质量指标进行复核，复核内容包括：（1） 土体天然特性试验，复核膨胀性（自由膨胀率）、颗粒组成、天然含水量、天然密度；（2） 击实试验，复核击实后的压缩系数、压缩模量、抗剪强度、渗透性、最优含水量、最大干密度。

3.1.2 取样试验对选用料场土料质量进行复核时，不同料场取样数量应满足以下要求：（1） 设计规划的土料场复核取样按每个料场分区或岩性分层进行复核，每个区域或岩性分层取样试验组数不得低于 12 组。

4 34 3量的倍数增加试验组数。

（3） 新增土料场应按料场勘探相关技术规定，按详查深度要求进行料场工程地质勘察和试验。

3.1.3 料场复核性试验应由具有国家颁发的土工试验资质的试验单位、严格按相关试验技术规程进行。

3.1.4 料场取土开挖过程中应随时监视利用土层地层分布及土料天然特性及物理特性变化情况，发现变化时应及时复核鉴定，必要时应取样分析确认。

3.2换填土土料质量要求3.2.1 渠道坡面保护采用的换填土土料一般采用非膨胀粘性土或水泥改性土。

当采用砂性土进行换填时应就换填厚度和坡面防护措施进行专门论证。

3.2.2 用于渠道换填处理的土料，其自由膨胀率应满足以下要求：（1）当开采土料自由膨胀率在40%～65%之间时，应经水泥改姓后方能用于保护层换填处理；（2）当开采土料膨胀率在65%～90%之间，建议不采用此种土料进行改性后换填，如填筑料源严重不足，可适当考虑对其改性后用于过水断面以上等次要部位换填；（3）当开采土料膨胀率大于90%时，即使改性也不能用于换填层处理。