水泥改性土试验方案(改)

南水北调中线一期工程总干渠

南阳试验段

路拌法拌制水泥改性土施工工艺试验方案

批准：金国连

审核：季德雨

编制：李辉

河南省水利第二工程局

南水北调中线南阳试验段项目部

2012年9月17日

一、工程概况

南水北调中线一期总干渠膨胀土试验段工程(南阳段)，起点设计桩号100+500，终点设计桩号102+550，长度为 2.05km。其中桩号100+500～101+850为弱膨胀土渠段，桩号101+850～102+550为中膨胀土渠段。试验段渠道设计流量为340m3/s，加大流量为410m3/s，渠道设计水深7.5m，加大水深8.23m。渠道断面为半挖半填渠道和挖方渠道，渠道最大挖深约19.2m，最大填高5.5m。试验段布置有跨渠公路桥及生产桥各1座，无其他交叉建筑物。

南阳试验段二期水泥改性土填筑总量约为22万m³，施工部位主要包括渠底、渠坡、滑坡体、防洪堤、半挖半填段堤身等。按设计要求改性土材料，水泥改性土土料为弱膨胀土，采用P.O42.5普通硅酸盐水泥。

二、试验目的

1、检验路拌型稳定土拌和机生产水泥改性土的适用性及其性能的可靠性；

2、选定合理的碎土、拌和施工参数，⑴通过该碎土工艺试验确定路拌型稳定土拌和机碎土是否能满足设计土料粒径要求。⑵通过路拌型稳定土拌和机拌和试验，确定水泥改性土的路拌技术参数：土料含水率范围、水泥掺量控制、拌合均匀性等。

3、检验路拌型稳定土拌和机碎土效果、拌和质量是否满足规范要求，确定路拌法拌制水泥改性土的施工工艺要求。

三、试验依据

1、《土工试验规程》SL237-1999；

2、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）；

3、南水北调中线一期工程总干渠填方渠道施工技术规定（试行）；

4、南水北调中线一期工程总干渠水泥改性土施工技术规定（试行）；

5、南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法（NSBD-ZXJ-4-01）；

6、南水北调中线一期工程渠道施工质量评定验收标准（试行）；

7、设计通知《水泥改性土、水泥土补充施工技术要求》（2011）长南河委设技规字第011号；

8、《堤防工程施工规范》SL260-98；

9、《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129—2001；

10、南水北调中线一期总干渠膨胀土试验段工程(南阳段)招标文件--技术条款和设计图纸要求。

四、试验用原材料

1、土料

采用弱膨胀土，禁止使用中、强膨胀土。所用土料的自由膨胀率限制在21～65%范围内，自由膨胀率小于21%天然土料可按设计要求直接采用无需改性，自由膨胀率大于65%的土料不允许使用。

2、水

水采用生活饮用水。

3、水泥

水泥使用中国水泥联合集团有限公司南阳分公司生产的P.O42.5袋装水泥，水泥质量满足《通用硅酸盐水泥》（GB175-2007）中的各项指标。

五、试验主要人员及设备

1、主要人员及设备配置

试验主要管理人员配置表表1

试验主要施工机械配置表表2

主要试验及质检检测仪器表表3

2、主要设备性能

（1）WB400型路拌型稳定土拌和机：拌和宽度2100mm，拌和深度0-350mm，额定功率298KW /400HP。

（2）自行式凸块振动碾：自重20t，振轮尺寸直径×宽度1.57×2.10m，振动频率28-32 HZ，激振力410/300 KN，振幅1.9/0.95 mm，额定功率132 KW。

六、试验过程及成果

1、本次工艺性试验时间为：2012年9月19日~2011年9月23日

2、试验土料：

渠道开挖的自由膨胀率在21%～65%之间的弱膨胀土料。

3、试验场地布置：

选取武庄东弃土场作为试验场地，在试验场地内清理出一块长100m×宽8m试验场地，并

划分为4块长20m×宽6m试验区，为确保试验场地基础的平整和坚实，在规划的场地范围内

对原基础清理后进行压实。分别在试验1-1区、2-1区、3-1区进行路拌法碎土摊铺厚度、含

水率及碎土遍数的组合试验，碎土复合试验选择4-1试验区。

图1试验场地平面布置图

4、试验的工艺流程如下图：

5、碎土试验过程：

①土料开采运输

采用2m3挖掘机从渠道挖取可利用的弱膨胀土，用20t自卸车运输至试验场内。

②场地试验区的布置

分别在试验1-1区、2-1区、3-1区进行路拌法碎土摊铺厚度、含水率及碎土遍数的组合试验。

③碎土组合试验

本次试验主要是结合已批复的《水泥改性土填筑碾压试验总结报告》（豫水二局【2012】技案008号），使用路拌机碎土、拌和生产水泥改性土，故采用已批复总结报告中的选定铺土厚度进行试验参数的组合，见下表：

碎土试验参数组合表表4

④碎土复合试验

经过上述试验（碎土遍数及含水率选择），采用淘汰法确定路拌法碎土参数“最佳碎土遍数”。此次复核试验是按照所确定的参数再进行一次碎土试验，根据试验数据以复核土料的最优碎土参数组合。如果碎土结果满足设计、施工要求，即可确定为施工碎土参数。试验场地选择4-1试验区。

6、水泥改性土拌制

①土料的摊铺

采用机械、人工相结合的方式进行摊铺整平。

②铺灰

在已摊铺好的原土上由施工技术人员用白线将整个试验区画分成多个小单元格，每个单元格的面积应为一袋50kg袋装水泥按照规定掺量可摊铺的面积为准。50kg水泥可摊铺面积的计算方法为：用50kg除以水泥的掺量得出干土的重量，用干土重量最大干密度再除以压实厚度即可得出一袋50kg袋装水泥掺量可摊铺的面积水泥掺量可摊铺的面积。（如：素土虚铺30cm,压实后为25cm, 50kg袋装水泥除以改性土水泥掺量5%得出干土重量1000kg,再用干土重量1000kg除以素土最大干密度1670kg/m3得出干土重量0.606m3,最后用干土重量0.606m3除以压实的厚度0.25m得出一袋50kg袋装水泥可摊铺的面积为2.4m2。）