南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法

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工法（ NSBD-ZXJ-4-01）南水北调中线中线干线工程建设管理局 印发二〇一〇年十二月前 言为加强南水北调中线工程渠道膨胀土处理施工管理工作，根据国务院南水北调办、水利部以及国家有关规定和标准，结合南水北调中线工程建设管理的特点，在总结南阳膨胀土试验段膨胀土渠道施工经验的基础上，编制了《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法》，共包括五部分，分别为：渠道土方开挖及保护层开挖施工工法、渠道非膨胀土换填施工工法、渠道水泥改性土换填施工工法、渠道土工格栅填土施工工法和渠道土工袋装土换填施工工法。

本工法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主编单位：河南省南水北调中线工程建设管理局南阳段建设管理处编制单位：河南省水利第二工程局河南省河川工程监理有限公司编制人员：建 管 处：秦鸿飞 禹建庄 秦水朝 李君炜 王龙欣施工单位：金国连 赵长伟 李凌翔 朱建军 季德雨 李红炉 张金震 监理单位：魏焕发 王为然 郑 涛 张官珍 汪 明 王国栋 祁建华目 录渠道土方开挖及保护层开挖施工工法.....................- 1 -1.工法特点........................................- 2 -2.工艺原理........................................- 2 -3.施工工艺流程及操作要点..........................- 2 -3.1施工工艺流程...............................- 2 -3.2操作要点...................................- 3 -4.主要机械设备....................................- 6 -5.质量要求和验收..................................- 7 -6.影响工效的因素..................................- 7 - 渠道非膨胀土换填施工工法.............................- 9 -1.工法特点.......................................- 10 -2.工艺原理.......................................- 10 -3.施工工艺流程及操作要点.........................- 10 -3.1工艺流程..................................- 10 -3.2操作要点..................................- 10 -4.主要施工机具配置...............................- 13 -5.质量控制要点...................................- 13 -6.影响工效的因素.................................- 13 - 渠道水泥改性土换填施工工法..........................- 15 -1.工法特点.......................................- 16 -2.工艺原理.......................................- 16 -3.工艺流程及操作要点.............................- 16 -3.1工艺流程..................................- 16 -3.2操作要点..................................- 16 -4.施工机具配置...................................- 22 -5.质量控制要点...................................- 22 -6.影响工效的因素.................................- 23 - 渠道土工格栅填土施工工法............................- 25 -1.工法特点.......................................- 26 -2.适用范围.......................................- 26 -3.工艺原理.......................................- 26 -4.工艺流程和操作要点.............................- 26 -4.1工艺流程..................................- 26 -4.2操作要点..................................- 26 -5.材料与设备.....................................- 28 -5.1材料......................................- 28 -5.2机械配置..................................- 28 -6.质量控制要点...................................- 28 -7.影响工效的因素.................................- 30 - 渠道土工袋装土换填施工工法..........................- 31 -1.工法特点.......................................- 32 -2.适用范围.......................................- 32 -3.工艺原理.......................................- 32 -4.工艺流程及操作要点.............................- 32 -4.1工艺流程..................................- 32 -4.2操作要点..................................- 32 -5.材料与设备.....................................- 34 -5.1材料......................................- 34 -5.2机械设备配置...............................- 34 -6.质量控制要点...................................- 34 -7.影响工效的因素.................................- 35 -渠道土方开挖及保护层开挖施工工法主要起草人：张金震渠道土方开挖及保护层开挖施工工法膨胀土是一种含一定数量亲水矿物质（蒙脱石、伊利石、高岭石或混层结构）且随着环境的干湿循环变化而具有显著的干燥收缩、吸水膨胀和强度衰减的粘性土，有的裂隙很发育，且液限和塑性指数较大，压缩性偏低，在天然含水量状态下较坚硬，一般具有超固结性。

在地层分布上一般属于上第三系河湖相砂砾岩、砂岩和第四系中更新统冲洪积分支粘土，在结构上夹层多，上层滞水明显，开挖后易产生卸荷失稳。

根据其膨胀率分类，膨胀土可分为弱膨胀土、中膨胀土和强膨胀土。

在进行渠道土方开挖和保护层开挖过程中，需采取与常规土方开挖不同的方法。

1.工法特点由于膨胀土的特殊性质，在开挖过程中必须采取覆盖、防护等有效措施减少大气环境的影响，分层、分段开挖并预留保护层，一次开挖的工作面不易过大。

开挖过程中，在有上层滞水的地带需采取逐层设截流沟、逐层排水的方式，有效减少边坡失稳现象，对边坡的保护和设计断面的形成有很重要的作用。

2.工艺原理在开挖过程中，采取逐层开挖排水沟排除滞水、渗水的开挖方式，并采取临时覆盖边坡、预留保护层和后续工序跟进，可有效隔绝阳光曝晒和雨雪冲刷或冻结，减少因土体失水干缩或遇水膨胀而引起的边坡失稳现象。

3.施工工艺流程及操作要点3.1施工工艺流程开挖区周边截流沟开挖→自上而下分层开挖→在有地下水或层间滞水地段逐层开挖排水沟并排水→坡面防护→保护层开挖3.2操作要点⑴周边截流沟开挖及处理正式开挖之前，在开口线外侧开挖临时截流沟，防止地表水流入开挖作业面，减少对开挖边坡的冲刷和浸蚀。

临时截流沟的布置尽量与渠道永久截流沟结合，并结合现场地形汇水条件布置向渠外排水的通道。

排水通道之间的截流沟底坡应平顺，当地形条件复杂时可采取一定的挖填措施处理。

为保证截流沟的汇水作用，渠道开挖线与截流沟之间的坡顶可做成倾向截流沟一侧的缓坡，以免坡顶积水。

因膨胀土遇水易失稳，截流沟必须做好铺砌及防渗漏处理。

如无设计要求，可采用土工膜加混凝土的方式进行处理，其结构型式如下：单位：cm截流沟断面示意图⑵表层土清除采用推土机将地表附属物和表层有机耕作层清除拢堆、装载机装车、自卸车运至指定地点堆放。

⑶土方开挖采用反铲挖掘机开挖、自卸汽车运输，推土机在指定的堆放区推平。

土方开挖按照从上到下分层分段依次进行，一次工作面开展不宜过大，分段长度150m～200m左右，开挖层一次不宜超过3m。

对同一个断面、同一开挖层来说，由中间同时向左右两岸开挖，以利于层间排水。

同一区段内开挖面宜平行下降，不能平行下挖时，则两者高差不宜大于一个开挖梯段。

可利用的开挖土料，根据土方平衡方案分区堆放，不同性质的土料不得混杂。

开挖过程中预留保护层，保护层的厚度根据后续工程安排和土质情况而定，一般情况下，弱膨胀土渠段预留保护层厚度不小于30cm（垂直基面厚度），中、强膨胀土渠段预留保护层厚度不小于50cm（垂直基面厚度）。

对于过水断面以上的渠道开挖，当自上而下开挖至一级马道后，必须停止开挖，进行保护层开挖及边坡的工程防护措施施工，比如换填、砌石联拱植草或其他护坡结构、永久排水设施施工等。

在完成工程防护措施后，再进行下一级马道间开挖或过水断面的开挖施工。

⑷排水土方分层开挖过程中，在存在上层滞水渗流的区域逐层开挖临时排水沟，底部开挖临时导渗沟，及时排除渗水或雨水。

有层间滞水或地下水处开挖断面排水示意图上图所示，开挖时的排水系统采用明挖临时排水沟、导渗沟结合集水井的排水方式。