膨胀土渠道处理施工

南水北调中线干线工程膨胀土（岩）渠道处理施工技术培训2012年2月南水北调中线干线工程膨胀土渠道处理施工技术培训2012年3月内容提纲一、中线干线工程膨胀土（岩）渠段分布及处理施工概况二、膨胀土（岩）施工中所执行的规程、规范及技术规定三、中线建管局发布的膨胀土（岩）渠道处理施工技术要求的主要内容介绍四、膨胀土（岩）渠段处理施工的注意事项五、膨胀土（岩）渠段处理质量控制内容和要点一、中线干线工程膨胀土（岩）渠段分布及处理施工概况·分布情况南水北调中线干线工程在建项目总长1125km,共53个土建设计单元工程、167个施工标段,有膨胀土（岩）的渠段累计长约368km，占在建项目总长1125km的33%，其中：弱膨胀土渠段长213.075km，挖深＜15m的中膨胀土渠段长100.513km，挖深≥15m的中膨胀土渠段长28.896km，强膨胀土渠段长25.588km。分布在30个设计单元、91个土建施工标段内。共有土石方开挖量22435万m3，改性土换填量3753万m3，其他料换填量1297万m3，设置抗滑桩100418m（初步统计量）。一、中线干线工程膨胀土（岩）渠段分布及处理施工概况（一）陶岔至叶县段陶岔至叶县段渠道总长为251.5km，总设计单元为7个，总土建施工标段32个，其中涉及膨胀土处理施工的标段有31个，膨胀土渠段处理施工长度为165.4km。（二）鲁山至黄河南段鲁山至黄河南段渠道总长为312.15km，总设计单元为14个，总土建施工标段43个，其中涉及膨胀土处理施工的标段有23个，膨胀土渠段处理施工长度为79.29km一、中线干线工程膨胀土（岩）渠段分布及处施工概况（三）黄河北至古运河南段黄河北至古运河南段渠道总长为503.45km，总设计单元为25个，总土建施工标段70个，其中涉及膨胀土处理施工的标段有16个设计单元，37个施工标段，膨胀土渠段处理施工长度为125.03km。一、中线干线工程膨胀土（岩）渠段分布及处施工概况•施工情况目前已经完成开挖1亿m3多，占总量22435万m3的50%；完成改性土换填约60多万m3，占总量3753万m3的不到1%；完成其他料换填100多万m3，占总量1297万m3的不到10%；完成抗滑桩不到10000m。二、膨胀土（岩）施工中所执行的规程、规范及技术规定·膨胀土（岩）施工中所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)》二、膨胀土（岩）施工中所执行的规程、规范及技术规定《岩土勘察规范》GB50021-2001《建筑地基与基础工程施工及验收规范》GB50202-2002《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ112-87《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除上述规程规范外，重点执行中线管理局下发的5个膨胀土（岩）技术要求三、中线建管局发布的膨胀土（岩）渠道处理施工技术要求的主要内容介绍•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）•南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀岩处理施工技术要求（NSBD-ZXJ-2-02）•南水北调中线一期工程总干渠渠道水泥改性土施工技术规定（试行）（NSBD－ZGJ-1-37)•南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工监理实施细则（NSBD-ZXJ-4-02）•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）（一）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）内容分为：总则、渠段膨胀土膨胀等级鉴定及处理措施现场调整、换填土料质量复核与质量要求、膨胀土渠道地表及地下水处理、膨胀土开挖技术要求、膨胀土渠道填筑施工技术要求、施工期滑坡处理技术要求和施工期安全监测技术要求共8章27节148条。第1章.总则明确了本技术要求的适用范围和编制中依据的主要规程规范（前述部分），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。并提出了膨胀土渠道处理施工的特殊要求：1.施工程序中增加了膨胀土类别鉴定、开挖面临时保护和一级马道以上坡面防护；（一）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）2.强调了排水截渗的重要性；3.规定上一级边坡处理完成前，严禁下一级边坡开挖；4.渠堤膨胀土填筑时，外包水泥改性土或其它非膨胀土保护层应与堤芯同时填筑上升；5.应避免开挖面、填筑面长期暴露，须及时保护。（一）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）第2章.渠段膨胀土膨胀等级鉴定及处理措施现场调整中明确了渠段膨胀土的膨胀等级划分：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，（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。（一）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）2.给出了现场膨胀土等级判别的标准（表2.1），当现场判别（现场地质人员进行）与设计勘探成果有较大差异时应及时进行室内试验，并经参建四方确认；3.开挖中要根据现场实际情况及时调整处理措施，特别要防止滑坡。（一）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）第3章.换填土料质量复核与质量要求中，除了常规要求外，提出了有针对性的要求和提示。1.规定了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（与勘探规程不同）。（2）渠道开挖料作为料源时，则每段利用方量在5万m3以内的利用土料所处地层的试验组数不得低于12组，大于5万m3则需按比例增加试验组数。（一）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）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，应经水泥改性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（目前设计均未采用自由膨胀率在65%～90%之间的土料）。（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。（一）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）第4章.膨胀土渠道地表及地下水处理1.膨胀土渠道地下水处理大体可分为三类（1）孔洞—裂隙型上层滞水。通常位于地表以下4m深度范围内，渠道开挖施工中，坡面渗水现象通常数天后消失，一般对施工影响较小。（2）透镜状地下水。施工中地下水呈片状出现，水量相对丰富，渗水持续时间长且出水量较稳定，开挖停顿时基坑有积水现象。（3）当渠底板膨胀土厚度较小，下部分布承压含水层时，在承压水头作用下，沿膨胀土孔洞或裂隙上升涌流补给进入基坑。易产生突涌，影响施工，并且在渠道运行期间，土体内水压力增高，还会引起渠道衬砌破坏。（一）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）2.膨胀土渠段地表水处理一般为：⑴渠道坡顶地层为膨胀土，且厚度大于7m时，在渠坡坡顶设置防护层，保护范围应延伸到坡顶纵向截水沟外侧。⑵渠坡坡顶截流堤与纵向截水沟之间地面应做成倾向截水沟一侧的缓坡，以确保排水畅通，严禁坡顶积水。（一）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.施工期间基坑排水方法及要求施工期间应针对不同类型的地下水特点，结合南阳膨胀土试验段施工情况，采取以下处置措施：⑴当上层滞水水量较丰或不能做到连续施工，可能导致开挖面或坡脚积水时，应距坡脚一定距离设置临时排水沟，必要时对坡脚做好防护，并对汇水及时进行引排（或抽排），严禁坡脚积水，防止造成坡脚土体软化。（一）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）（2）开挖揭露富含水的透水夹层时，应根据夹层所处的位置、夹层透水性、夹层厚度，结合永久排水设计制定好开挖期间临时引排方案。（3）对于渠底承压水，应根据承压水头和覆土厚度复核开挖期间覆土层的抗浮稳定性和渗透稳定性以及基坑渗水量，并根据分析结果采取相应的处理措施。施工中严格限制施工设备对膨胀土体进行扰动，以免破坏土体结构、降低地基承载力。（一）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）第5章.膨胀土开挖技术要求1.膨胀土渠道土方开挖与常规开挖方式不同之处：⑴.膨胀土渠道土方开挖必须采取有效防护措施以减少大气环境的影响，分层、分段开挖，一次工作面开展不宜过大，分段长度宜为150～200m。⑵.膨胀土渠坡开挖与坡面防护分级跟进作业，本级边坡开挖完成后，及时进行边坡防护处理，单级边坡防护自下而上进行。⑶.土方开挖按照从上到下分层分段依次进行，开挖层一次不宜超过3.0m，严禁采用掏根法挖土或将坡面挖成反坡。（一）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）2.预留保护层要求（1）建议开挖膨胀土预留保护层厚度：弱膨胀土不小于30cm，中、强膨胀土不小于50cm。（2）对于中强膨胀土，在渠道设计开挖断面轮廓的坡脚处宜预留土墩，土墩宽度（底板宽度方向）2m，高度2m，土墩边坡与开挖轮廓设计边坡相同。（3）渠坡马道纵向排水沟施工应分段或跳槽施工，随挖随进行衬砌（按设计方法），严禁一次开挖到位后久置，沟槽开挖完成到砌筑并回填密实的时间间隔不应超过4h。分段长度一般控制在10-20m范围内。纵向排水沟砌筑进度不得滞后开挖5m。当天开挖部分应全部砌筑完成，不得拖至第二天，下雨期间不得进行纵向排水沟施工。（一）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.膨胀土建基面具有独特的防护方式：⑴.膨胀土边坡的临时防护措施宜采用防雨布(低规格复合土工膜)。防雨布应沿纵向水平敷设，上层布压下层布，搭接宽度不小于0.5m，防雨布在坡顶延伸长度不小于2m，坡脚延伸长度不小于1m，并固定好。⑵.膨胀土换填施工过程中，揭除防雨布后换填层填筑面以上外露裸坡高度一般控制在1～2m范围内。在高温季节施工时不应大面积裸坡，受填筑层厚度要求，施工中短期裸坡高度应控制在不大于0.5m范围内。⑶.对于未及时以换填土覆盖的裸坡，视天气情况进行洒水保湿处理，尽量利用大型花洒进行洒水施工，以保证洒水的均匀性。（一）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）4.地质编录与施工记录的要求（1）地质编录应重点描述：分区（层）土体裂隙发育程度（密度、裂隙面的光滑程度、充填物、有无地下水渗出）、结构面产状、长大裂隙（大于10m）产状、优势缓倾角结构面统计、地下水浸润线、出水点描述、渗水与地表水的关系等；（2）开挖过程中渠坡发生局部变形或滑塌时，应对变形体或滑塌体进行专门描述。5.膨胀土渠段土方开挖质量检查验收也有特殊要求（略）（一）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）第6章.膨胀土渠道填筑施工技术要求除常规要求外，主要内容为：1.当工程区附近或渠道开挖有可利用的非膨胀土时，宜优先采用非膨胀土；无非膨胀土时宜采用水泥改性土。2.水泥改性土生产时中，碎土控