浅谈南水北调中线一期工程改性土施工中监理工作要点

浅谈南水北调中线一期工程改性土施工中监理工作要点

改性土换填是南水北调中线一期工程中土方工程中常见的一种不良地质处理方法，其质量控制贯穿于工艺试验、基准试验、碎土施工、改性土拌合、填筑层面等各个阶段的重点，因此掌握好各阶段的质量控制要点，是确保改性土施工质量的重要前提。

标签：南水北调；改性土；监理；质量控制

膨胀土地质在南水北调工程中属于常见的一种不良地质，它对渠道施工及建成后的渠道危害极大，目前根据南水北调中线一期工程南阳膨胀土实验段的实验结果，对膨胀土渠段采用改性土换填的施工方法减小其危害。在南水北调工程施工中改性土换填筑分两种形式，一种渠坡换填，二渠堤填方，后者设计断面采用“金包银”填筑形式，即内侧填筑弱膨胀土、外侧采用水泥改性土包边。高填渠段一般指的是填筑高度大于6米的填方渠段，是工程质量、进度控制管理中的重点。下面就以南水北调中线一期工程总干渠鲁山南2段工程为例对监理中改性土的施工的监理要点进行分析。

1 改性土的原材料管理

使用合格的改性土原料，是改性土填筑施工的前提，鲁山南2段工程用于拌制水泥改性土填筑土料采用非～弱膨胀性粘土（自由膨胀率控制在65%以内、渗透系数小于1.0×10-5cm/s。）土料的来源为渠道开挖可利用料，土料使用前，首先进行相关土工试验，确定土料的物理力学性能指标及自由膨胀率。本标段不同渠段土料性状差异较大，应对渠段进行区段划分，按照不同区段对土料进行取样检测。填筑土料根据填筑所需工程量与开挖可利用料工程量综合考虑，本标段开挖可利用料理论量为258万方，填筑料理论使用量为197万方，总体上满足施工需要。土方填筑前监理人应明确取土地点、取土开挖深度、土料自由膨胀率取值范围、最大干密度取值、最优含水量和拟用部位等质量指标满足填筑要求。

2 土料碎土施工质量控制

碎土质量的好坏关系着膨胀土改性效果，土料碎土是监理控制的重要工序。碎土宜在拌和场内采用碎土机进行，剔除膨胀土土料内粒径大于10cm的钙质结核或土块。碎土过程中，如发现碎土质量有异常情况时，应进行碎土质量进行试验检验，碎土试样应在出机口随机选取20kg，进行粒径检测。土料碎土后最大粒径不大于10cm，10cm～5cm粒径含量不大于5%，5cm～5mm粒径含量不大于50%（不计姜石含量）。如土块颗粒不满足上述要求，则应采取调整筛孔尺寸、筛分剔除、调整碎土生产工艺及控制参数等措施，直至满足粒径要求。

3 改性土拌合施工质量控制

对于填料含水量过大时应晾晒，翻晒方法采用机械农用犁进行。为使土料含

水率均匀和加速翻晒过程，将土块耙碎；含水量过小时，用洒水车洒水，加水时可按该公式估算加水量：

M=[Ms/（1+ωn）]×（ω-ωn）

式中：Ms所取填料的湿重（kg）；ω填料的最优含水（小数表示）；ωn填料的天然含水（小数表示）

拌合时，宜先干拌，再湿拌，直至搅拌均匀。

拌合时间一般应大于2分钟。拌合完成后，应进行均匀性检测。均匀性检测的方法可采EDTA滴定法测定，计算水泥含量标准差，所求得的平均值不得小于设计掺量。水泥改性土水泥含量标准差不得大于有关技术要求。经检测合格的水泥改性土，应及时运至填筑作业现场，进行填筑。

本阶段水泥改性土质量控制要点：水泥掺量、均匀性、土块粒径和含水量。

4 填筑施工质量控制

4.1 改性土填筑面质量控制

对于建筑基础面：基面表层树木、草皮、树根、垃圾、弃土、淤泥、腐殖质土、废渣、泥炭土等不合格土应全部清除，建基面清洁无积水，渠底及边坡无滲水（含泉眼），或已经妥善引排或封堵。

对于填筑层间结合面填筑前，应确结合面湿润，可采取洒水车洒水等措施。关于改性土从拌合完成后，到质量检测以及上层覆土应满足如下时间要求：拌合后4小时内应将土料运输至填筑现场，进行改性土填筑并完成碾压。碾压完成后4小时内应完成质量检测，并在碾压完成后的6到8小时内进行下一层土料的填筑。在进行下一层土料填筑前，对上一层填筑面应采取洒水等措施，对于松散土、起皮现象，应予清除或重新碾压确保层间土料的结合层完好。

4.2 铺料

质量控制要点：铺料虚实均匀、避免粗粒料集中，严格控制厚度。

本标段改性土要求在填筑铺料前对确保填筑面无空白、风干现象，无撒入泥土、砂砾、杂物等，层面湿润均匀，无积水，表面应刨毛20～30mm，本标段中改性土填筑铺料虚铺厚度控制在35cm（允许偏差+20mm～-20mm），厚度插钎法对每层铺料进行检验，每填筑3层或100cm左右进行测量一次填筑高程，根据测量值调整铺料厚度，但是每层虚铺厚度不得超过35cm的范围。

每层土方填筑验收前，应先检查铺料边线、铺料厚度是手否满足要求。渠堤填筑“金包银”部位铺料边线分为改性土边线和弱膨胀土边线，均应量测。

渠堤填筑施工时，弱膨胀土和其两边改性土宜同时进行回填，同时进行碾压；为准确控制水泥改性土厚度宜先填芯，然后放线、推边，最后进行改性土铺料。

4.3 碾压

碾压质量控制点：碾压设备、碾压遍数、结合部错开和控制搭接量。

宜采用进退错距法，碾迹搭压宽度应大于20cm。振动碾行车速度不超过2km/h。

新老坡接合应进行开蹬和跨缝碾压，渠坡面要求逐层开蹬，台阶高为每一层压实后的厚度。相邻作业面的搭接碾压宽度，平行堤轴线方向不应小于0.5m；垂直堤轴线方向不应小于3m。土方取压实样时，应在压实层的下部1/3处，取样时选取一些点次对层间结合检验记录。填料压实要求合格率不小于95%，最小值不小于设计值0.98倍，凡取样不合格的部位，应补压或做局部处理，合格后方可进行下道程序。不合格点处理应予记录。

填筑土料含水率与最优含水率的允许偏差为-2～3%。水泥改性土的含水率宜高于最佳含水率的1～3%，以补偿在摊铺及碾压过程中的水分损失。

4.4 监理巡视检查

施工期进行巡查检查每天2次～3次。主要检查内容包括：

（1）是否按照相关的设计文件、施工规范要求和批准的施工方案施工。（2）是否使用合格的材料、构配件和工程设备。（3）施工现场的管理人员是否到岗到位。（4）现场施工操作人员（指挥人员、机械作业人员）的技术水平、操作条件是否满足要求，特种操作人员是否持证上岗。（5）施工环境是否对工程质量、安全产生不利影响。

4.5 控制压实度确定

土方压实质量采取标准击实试验推算控制干密度和凸块振动碾碾压遍数6遍检测干密度双控，两个控制指标须同时满足。

填筑控制干密度γR应同时满足下面要求：

（1）γR≥β×γM

（2）γM=max（γS，1.02γ6）

式中：β为为设计根据工程需要确定的改性土压实度；γS为标准击实试验最大干密度；γ6为最优含水量下20t凸块振动碾振动碾压6遍对应的干密度。