渠道填筑生产性试验方案

南水北调中线一期引江济江工程渠道4标土建及金结设备安装工程【HBNSBD-YJ01-2011-06】【渠道填筑生产性试验技术方案】1渠道填筑生产性试验技术方案1工程概况引江济汉作为南水北调中线水源区工程之一，是从长江上荆江河段附近引水至汉江兴隆河段、补济汉江下游流量的一项大型输水工程。工程的主要任务是向汉江兴隆以下河段（含东荆河）补充因南水北调中线调水而减少的水量，同时改善该河段的生态、灌溉、供水和航运用水条件。引水干渠的引水口位于荆州市龙洲垸、出水口为潜江市高石碑，线路地跨荆州、荆门两地级市所辖的荆州区和沙洋县，以及省直管市潜江市和仙桃市，干渠全长67.23km。干渠设计引水流量350m3/s，最大引水流量500m3/s。引江济汉工程渠道4标包含桩号18+947～27+050段长8.103km的干渠，其中包括澎湖电排渠倒虹吸（桩号19+113）、海子湖倒虹吸（桩号22+280）、鲁垱河倒虹吸（桩号25+620）及金结设备安装工程、临建工程；渠道4标穿过海子湖。引江济汉工程渠道4标渠道除局部是全挖方断面外，其余为半挖半填及全填方渠段，全填方渠段桩号为左岸21+500～22+958，右岸21+526～22+963，渠道边坡坡比为1:2～1:3。渠堤桩号18+947～24+000为中膨胀性土。膨胀性土的特点是遇水排斥、失水凝聚，造成土体不均匀变形，土体中发育大量裂隙，表现为夏季地表开裂，冬季或阴雨季节地表闭合，特别是水位频繁出现变动的部位，这种膨胀土所造成的破坏更为明显。根据膨胀土的特性，进行换土处理。对全挖方渠道：最高水位以下渠坡换土厚2m（粘土），最高水位以上草皮护坡的部位为防止雨水等造成膨胀土经常性脱坡，换土厚1.0m，为防止渠顶雨水渗入，排水沟以内渠顶以下换土1m。半挖半填渠道：对原地面以下渠坡全部置换，换土厚2m（粘土）。本标段挖方量略大于填方量，开挖的土方岩性大部分是粘土、壤土等，大部分具有中强膨胀性；从渠道的设计要求及以后的运行管理方面考虑，要求填筑无膨胀性的粘土、壤土等（膨胀土包裹在内部或者掺水泥改性后也可作为回填料），结合地质资料分析，在桩号18+947～24+000段开挖土方具有膨胀性，桩号24+000～27+050段除了表层耕植土外可用于回填。根据土方平衡需从取土场取无膨胀性土填筑。本标段的填筑土方首先考虑利用本标段无膨胀性的开挖方，当不足时采用膨胀土回填渠堤内部，渠堤外部至少覆盖2m厚度以上的无膨胀性土，从取土场（24+400～25+500）取无膨胀性土换基填筑。按照招标文件要求，渠堤填筑工程开工前，承包人应根据监理人的指示，在开挖区南水北调中线一期引江济江工程渠道4标土建及金结设备安装工程【HBNSBD-YJ01-2011-06】【渠道填筑生产性试验技术方案】2开挖填筑料，在土方填筑区以外的部位，进行与实际施工条件相似的现场生产性试验。根据现场实际情况，我部本次拟做渠道的土方填筑生产性试验。本标渠道土方填筑工程量为2286467m3，按照设计要求，土方填筑压实度≥98％，粘性土的填筑含水率控制在最优含水率附近，其上、下限偏离最优含水率不超过-2%～+3%。渠道设计填筑含水量取填土的标准击实试验最优含水量的平均值。具体参数通过现场试验确定。2试验目的及试验内容2.1编制依据（1）《土工试验规程》（SL237-1999）（2）《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129-2001）（3）《堤防工程施工规范》（SL260-1998）（4）南水北调中线一期引江济汉工程渠道4标施工标合同文件（5）南水北调中线一期引江济汉工程渠道4标施工标招、投标文件（6）《南水北调中线一期引江济汉工程设计2标施工技术要求》；（7）设计及相关的技术要求和规程规范2.2主要技术要求填方渠段压实度根据《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）不低于0.98；堤防加固压实度根据《堤防工程设计规范》（GB50286-98）不低于0.92。围堰作为永久渠堤的一部分填筑压实标准等同填方渠段。如需回填膨胀土，其外面包裹不低于2m的无膨胀性土，或者掺入水泥改性后回填,中等膨胀性土回填应掺入6%（重量比）的水泥，弱膨胀性土应掺入3%（重量比）的水泥（含换基回填），且其压实度均不低于0.94。2.3试验目的（1）通过现场碾压试验核查开挖土料压实后是否能够达到设计压实度，核查18t振动碾的性能是否能够满足施工要求。（2）选定合理的施工压实参数，确定开挖土料的铺土厚度、含水量的适宜范围、铺土方式、压实方法和碾压遍数等，确定有关质量控制的技术要求和检测方法，制定有关的施工技术措施。（3）通过试验确定开挖土料填筑的碾压遍数、铺土厚度，了解填料的压实性、膨胀性、强度指标等。（4）通过试验，确定开挖土料合理的压实参数，为正式填筑施工提供依据。南水北调中线一期引江济江工程渠道4标土建及金结设备安装工程【HBNSBD-YJ01-2011-06】【渠道填筑生产性试验技术方案】3（5）论证设计标准的合理性，也为设计单位最终核定施工控制填筑质量标准提供依据，确保渠道填筑施工质量。3试验区域及时段设置根据现场实际情况，我部初拟将填筑试验选择在渠道23+100~23+150膨胀土段和24+400~24+500非膨胀土段，作为本次碾压试验的试验场地，平面布置见下图。Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区20101010Ⅰ区Ⅱ区Ⅲ区20101010膨胀土试验区非膨胀土试验区24+400~24+45023+100~23+150首先用装载机平整试验场地，并将场内的耕植土及浮土清理干净，再用振动碾将基面碾不少于6遍作为地基；碾压时碾行走速度为2～3km/h，每个条带搭接宽度大于0.5m。将碾压试验场地分为2个试验区，每个试验区为20m×30m，分别为掺膨胀土试验区、非膨胀土试验区。碾压试验计划安排在2011年5月30日～2011年6月20日进行。4试验用土料碾压试验使用的土料为渠道开挖区开挖的膨胀土和非膨胀土，现场碾压试验之前，选取该段有代表性的土料进行颗粒分析、液塑限、击实试验、膨胀率试验、直接剪切试验等，得出土料类别、自由膨胀率、最优含水率、最大干密度、击实土样的强度（C、φ）。5碾压试验5.1碾压试验场次非膨胀土试验参数组合碾压场次含水率控制（%）铺料厚度(cm)及方法碾压遍数（遍）检测项目及数量南水北调中线一期引江济江工程渠道4标土建及金结设备安装工程【HBNSBD-YJ01-2011-06】【渠道填筑生产性试验技术方案】4第一场ω30（进占法）4、6、8干密度12个、含水率12个40（进占法）4、6、8干密度12个、含水率12个50（进占法）4、6、8干密度12个、含水率12个60（进占法）4、6、8干密度12个、含水率12个第二场ω根据前一场得出的最优参数确定根据前一场得场的最优参数确定干密度8个，含水率8个第三场ω+2按第二场试验复核结果确定按第二场试验复核结果确定干密度4个、含水率4个ω+3干密度4个、含水率4个ω-2干密度4个、含水率4个说明：1、本次试验共计3场，4个组合。分为初选试验一场，复核试验一场，变含水试验一场。2、ω:最优含水率，碾压遍数：来回计2遍。3、在过程中测得不同碾压遍数碾压后的沉降量。4、碾压机控制行车速度2~3km/h。膨胀土试验参数组合碾压场次含水率控制（%）铺料厚度(cm)及方法碾压遍数（遍）检测项目及数量第一场ω30（进占法）4、6、8干密度12个、含水率12个40（进占法）4、6、8干密度12个、含水率12个50（进占法）4、6、8干密度12个、含水率12个60（进占法）4、6、8干密度12个、含水率12个第二场ω根据前一场得出的最优参数确定根据前一场得场的最优参数确定干密度8个，含水率8个第三场ω+2按第二场试验复核结果确定按第二场试验复核结果确定干密度4个、含水率4个ω+3干密度4个、含水率4个ω-2干密度4个、含水率4个说明：1、本次试验共计3场，4个组合。分为初选试验一场，复核试验一场，变含水试验一场。2、ω:最优含水率，碾压遍数：来回计2遍。3、在过程中测得不同碾压遍数碾压后的沉降量。4、碾压机控制行车速度2~3km/h。5.2碾压试验方法1）土料开采土料采用在渠道开挖区域内开采,根据室内试验测定最优含水率控制。2）铺土在试验场地中线一侧的划分试验小块，按规定厚度铺设最优含水率土料。铺土采用进占法，采用挖掘机装土，自卸汽车运输，推土机平整，人工配合。铺土厚度采用打桩南水北调中线一期引江济江工程渠道4标土建及金结设备安装工程【HBNSBD-YJ01-2011-06】【渠道填筑生产性试验技术方案】5和水准测量的方式进行控制，严格控制厚度指标。3）碾压碾压采用18t振动碾碾压，碾压时采用进退错距法，行走方向应平行于试验场地中线，行走速度控制为2～3km/h，振动碾行走一次为一遍，每个碾压条带搭接宽度应大于0.5m，依次碾压4遍、6遍、8遍（根据实际压实效果适当增减碾压遍数）；碾压时先静压两遍，然后进行振动碾压。18t振动碾机械性能表型号总压实力（KN）振动频率（Hz）振幅（mm）YZJ1842829/351.7/0.84）试验每个试验小块按试验要求铺土、平整、碾压，当碾压进行完后进行取样，做密度试验，碾压每增加二遍，各试验块取样一次，每个试验块每次取样4个，采用环刀法取样，测定干密度和含水率；并测定压实后土层厚度，观察压实土层底部有无虚土层、上下层面结合是否良好、有无光面及剪力破坏等，并做出详尽的记录。5.3试验成果整理及分析报审试验资料应由专人整理分析，及时找出成败原因，以便随时修订下一步试验计划的试验参数及方法等。根据上述各观测和取样试验值，整理以下成果：(1)以铺料厚度为参量，绘制压实沉降值与碾压遍数的关系曲线；(2)以铺料厚度为参量，绘制干密度与碾压遍数的关系曲线；(3)经过计算，绘制压实度与碾压遍数的关系曲线；(4)绘制在最优参数组合下，压实密度与含水量的关系曲线。(5)膨胀土和非膨胀土在最优参数组合碾压后的渗透系数。5.4碾压参数的选定根据碾压试验结果，结合工程的具体条件，确定施工碾压参数及压实方法，并编制试验报告。其主要内容如下：（1）明确通过试验能否达到设计的压实效果，若经过碾压试验证明，当填料满足设计要求而现有碾压设备功能条件下无法达到设计压实效果时，则应根据碾压试验成果，建议修改设计，并经过设计单位批准，作为施工压实质量的控制值。（2）选择适宜各种填料的压实机械及其参数，如振动碾行车速度等。（3）提出施工工艺与参数，根据压实试验提出施工控制的铺层厚度与碾压遍数。南水北调中线一期引江济江工程渠道4标土建及金结设备安装工程【HBNSBD-YJ01-2011-06】【渠道填筑生产性试验技术方案】6并根据试验资料进行分析，结合工程条件确定填筑碾压参数及压实方法，编写填筑碾压试验报告，报监理工程师审批。当得到批准后，在渠道填筑施工中，必须严格遵照执行，不得任意修改。6资源投入情况主要机械设备及试验设备见下表：主要机械设备及试验设备计划表序号名称规格型号数量备注1碾压机18t自行式振动碾1行车速度可控范围1.5～5Km/h2挖掘机1.2m323自卸汽车15t24环刀200cm330只5恒温干燥箱101-2A1台6电子天平2.5kg，0.01g1台7膨胀仪1台以实际设备进场为准8应变控制式直剪仪1台以实际设备进场为准9数显液塑限测定仪1台10国家新标准土壤筛0.075~60mm1套11土壤比重计甲种1只12洒水车10t113推土机TY220118kw1本次试验拟投入的试验人员如表：现场试验人员投入计划表人员类别人数职责试验负责人1人组织和协调试验全过程质量负责人1人监督和协调试验的全过程、提出试验总结报告试验负责人1人负责试验数据整理和分析现场技术员2人负责现场试验操作过程、并落实各协作人员的数据整理、记录现场试验人员4人负责现场及室内具体试验工作测量人员3人试验测量，提供试验测量数据南水北调中线一期引江济江工程渠道4标土建及金结设备安装工程【HBNSBD-YJ01-2011-06】【渠道填筑生产性试验技术方案】7设备操作人员8人负