南水北调中线干线工程土方填筑施工质量控制

南水北调中线干线工程土方填筑施工质量控制
摘要：高填方渠段的施工质量是南水北调工程质量控制的重要部位，本文通过
对南水北调中线干线工程某施工标高填方渠段回填质量控制进行了总结，为渠道
工程长距离高填方的施工提供借鉴。

关键词：南水北调高填方渠段土方填筑质量控制
1.工程概况
南水北调工程是缓解我国北方水资源短缺、优化水资源配置、改善生态环境的重大战略
性基础设施，南水北调中线干线工程某施工标段，起止桩号为Ⅳ191+000～Ⅳ196+749，标段
长度5.749km，其中桩号Ⅳ194+000～Ⅳ196+749为高填方渠段，两侧填方总长度为5.5km，
渠堤断面为梯形，渠底宽45.53米、渠顶宽4米、填方高度为7～15m，共有2座穿渠堤建筑物和4座公路桥共计16根墩柱位于填方渠段内。

施工场地狭窄和穿渠堤建筑物众多，严重
制约了土方回填的施工质量，而填方渠段的施工质量关系到南水北调中线干线工程的成败和
沿线人民群众的生命财产安全，自然成了整个标段施工质量控制的关键点和关键部位。

2.施工工艺流程
该标段高填方施工采用横断面全宽水平分层、逐层向上填筑，其主要施工工序有：施工
准备、测量放线、基底清理、碾压试验、土方摊铺与碾压、削坡成形。

施工工艺流程见图1。

图1 施工工艺流程图
3.施工过程质量控制
3.1土方填料的质量控制
(1)严格控制料源，严禁承包商未经设计单位、监理单位同意随意更换取土场；(2)上堤土
料中的杂质应予以清除，土块粒径不能超过15cm；(3)严禁将砂(砾)料等透水性材料与粘性土
混合，填料粘性含量应满足要求，确保碾压后渗透系数满足设计要求。

3.2.施工参数的选择
参建各方对承包商选定的料场进行考察后，确定选择宜沟土料场进行土方回填，经检测
宜沟料场的天然含水量为23.1%～23.8%之间，最优含水率为14.4%，最大干密度为
1.78g/cm3。

由于天然含水量远大于最优含水量，土料运至现场后，采用多铧犁与缺口圆盘耙相配合进行翻晒，后方能碾压。

为选定合理的施工参数即松铺土厚度、碾压时土料的含水量、压实遍数；检测压实机具
的性能是否满足土方填筑施工要求。

现场在桩号IV196+000～IV196+100右侧进行了碾压工艺
试验。

为确保碾压质量，减少施工工序，防止在新层铺料前，对压光层面做刨毛处理，决定
采用22T凸块振动碾进行碾压，碾压速度控制2～4km/h。

依据《堤防工程施工规范》(SL260-98)表6.1.2选取松铺厚度40cm，当翻晒后土料含水量为最优含水量±2%时，即进行碾压。

碾
压时，先静压2遍，再按4遍、5遍、6遍直至9遍进行振动碾压。

碾压试验结果如下：从以上试验结果看出，当松铺厚度40CM，含水量为最优含水量±2%时，静碾2遍、振动
碾压8遍时，压实度满足设计规定100%的要求，且碾压遍数并不是越多越好，当压实度接
近设计要求时，随着碾压遍数的增多，压实度增长率大幅减少，如振动6遍后，压实度增长
幅度明显减少。

依据碾压试验，选取的碾压参数为：碾压机械为22T凸块振动碾、土料碾压含水量为最
优含水量±2%、碾压速度2～4km/h、碾压遍数为先静压2遍再振动8遍。

3.3基底清理施工质量控制
土方填筑前，由挖掘机配合推土机对基底的树根、草皮、腐质土、杂物以及不合格土清
除干净，清理范围应超出设计基面边线30～50cm。

对基底范围内的洞穴、坟墓、坑等，在
清除洞内沉积物后，按堤身填筑要求分层回填夯实。

由于本标段地面横坡坡比为1:2.6～1:4.7，陡于1:1.5的边坡，为确保堤身稳定，防止沿横坡滑塌，在原地面挖宽度不小于2m、且向内
侧坡比为4%的台阶。

经业主、设计、勘测、监理等单位联合验收合格后，方可正式施工。

3.4回填碾压质量控制
(1)松铺厚度的控制
当下一层土经监理工程师取样检测合格后，根据松铺厚度和自卸汽车的装土量计算出堆
土间距，然后用石灰在碾压完成验收合格的下层土上画出方格，由专人指挥自卸汽车将填料
卸于方格内，从源头上控制好松铺厚度。

推土机配合平地机将卸于方格内的土精平后，承包商在监理的见证下用刻有刻度的钢仟
插入土中以检测填料松铺厚度(每回填100m长不少于10个测点)，合格后方可进行碾压。

该
方法简单实用，易于控制回填厚度这个影响回填质量的关键环节。

当上下层回填土不能连续施工，间隔时间较长时，严禁人员、机械进入已碾压完成的作
业面，以防止对下承层进行扰动和污染。

当上层要重新回填时，需对下承层进行清理，并将
表面5CM厚土刨松，表层土含水量满足要求后，方可铺下层土料。

(2)碾压控制
为确保边坡碾压到位和碾压安全，铺填边线要求超设计永久边坡边线50cm，22T凸块振
动碾先从铺填边线向渠道中心线碾压，形成中间略高、两边略低的横波，以利雨水的排出。

依据碾压试验，先静压两遍，再振动碾压8遍，采用平行于堤轴方向的进退错距法进行
碾压(见图2)，碾压到端头时，严禁机械掉头，避免因掉头时搓挤土，使压实的土被翻松。

碾迹搭接宽度不小于10cm，机械行走速度控制在2～4km/h。

图2 碾压方向(进退错距法)示意图
为防止漏压、欠压和过压，将进入现场的振动碾进行编号，根据振动碾的轮宽将碾压面
进行分区，在每个区的两端设立标牌，当该区碾压完成后，由专人在标牌上标明振动碾编号、是第几遍碾压和该遍碾压的起始完成时间。

当碾压过程中发现局部出现“弹簧土”、松土层或剪切破坏等质量问题时，将问题部位挖
除后，重新回填合格土。

3.5接缝、堤身与穿堤建筑物结合部位的处理
由于本标段回填长度达5.5km，施工强度大，按照施工布置，在渠堤填筑时需划分区域
分段施工，各段之间的接头、堤体与与穿渠堤建筑物接合部是施工的重点，也是容易出现质
量问题的部位，参照以往同类工程的施工经验，采取的主要措施有：
(1)当接头部位不能交替填筑，出现高差时，应以斜面相交，即将先填部位削成不陡于1:5的斜坡。

且将斜坡面表面5cm厚土刨松后，方可摊铺含水量符合要求的土。

( 2)在穿渠堤建筑物四周回填时，首先要建筑物表面的油污、乳皮、外露钢筋头、尘土等
杂物清理干净，然后用油漆在建筑物表面标记分层填筑高度。

填筑时，洒水湿润建筑物表面，并涂刷用塑性指数大于17的粘土制备的泥浆，泥浆涂刷高度与该层铺土厚度一致，涂刷厚
度为3～5mm，并与下部涂层衔接，要随铺土随刷泥浆，严禁泥浆干固后再铺土、夯实。

(3)22T振动碾碾压不到的部位，由冲击夯配合木夯进行夯实，并对该部位的密实度进行
重点监控。

4.结语
由于对本标段高填方渠段的施工质量进行了全方位、全过程质量控制，工程正式通水运
行2年多以来，各项技术参数监控成果均满足设计要求，工程质量得到了检验。

实践再次证明，在工程施工中，要从原材料入场、生产过程和成品保护这一全过程着手，扎扎实实做好
每一个工序的质量控制，才能建造出高质量、高标准的工程。