膨脹土渠道開挖與防護施工技術(shù)

1、膨脹土渠道開挖與防護施工技術(shù) 膨脹土渠道開挖與防護施工技術(shù) 摘要：本文通過對我國膨脹土渠道的開挖問題進行分析，并提出一些措施，期望能更好的促進膨脹土渠道工程的開展。 關(guān)鍵詞：膨脹土；渠道開挖；防護施工 中圖分類號：TU443文獻標識碼： A 引言 膨脹土是一種分布較廣、對工程建設(shè)危害性大的特殊性土，具有吸脹干縮、強度衰減的工程特點。南水北調(diào)南陽段總干渠分布近400km長的膨脹土(巖)段，其中南陽一標渠道多為中強膨脹土渠段。本文結(jié)合南水北調(diào)工程整個施工過程中發(fā)生的一些渠道變形破壞案例，根據(jù)“十二五國家科技實施階段支撐方案在膨脹土渠段所埋設(shè)儀器的觀測數(shù)據(jù)，分析研究膨脹土渠道破壞形式的變形，并對相應(yīng)

2、的工程進行處理措施。 一、膨脹土特性 膨脹土是一種具有特殊性質(zhì)的土，它失水收縮，遇水膨脹，膨脹土體內(nèi)經(jīng)常存在一些天然蠟狀裂隙形成的滑面，在膨脹土根底上對工程進行修筑，在一定程度上會破壞工程，而且這種破壞本身有反復(fù)性和長期性；另由于膨脹土本身很高的粘聚性，當存在較大含水量時，施工機械對其進行攪動，很難晾干那些粘結(jié)成很高塑性的巨大團塊，水分隨著逐漸散失，降低土塊可塑性，由于粘聚性的繼續(xù)作用，逐步增大了土塊的力學(xué)強度，從而加強土塊的硬度，其難以壓實、擊碎，因此如果含水量高的膨脹土直接用作堤壩填料，將會施工難度逐漸增加，使得工期得到延長而且與此同時難以保證質(zhì)量，因此，對于膨脹土問題應(yīng)該被稱之為“地質(zhì)癌

3、癥，是工程界世界性的技術(shù)難題之一。 表1膨脹土現(xiàn)場判別標準 二、膨脹土渠坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征 膨脹土具有膨脹性、固結(jié)性和超裂隙等幾個主要工程特征。膨脹土的膨脹性主要表達在遇水時會對水分吸收并且發(fā)生一些體積膨脹，在失水時會干硬體積收縮的發(fā)生。一般情況下膨脹性多在坡面有了一定的表現(xiàn)，而且在一定深度范圍內(nèi);因為存在一些膨脹土土體中裂隙，因充填以及發(fā)育規(guī)模等因素對其產(chǎn)生影響，分割渠坡土體程不連續(xù)的塊狀，使得渠坡的整體性及均一性受到破壞。裂隙面具有失水時干裂張開，膨脹閉合吸水的特點。而土體中的裂隙又為地下水的運移、賦存提供了通道和空間，更加便利水的入滲;膨脹土的超固結(jié)性對其產(chǎn)生影響，隨開挖深度的增加，開挖渠道

4、時使膨脹土一側(cè)變空，更加顯著的表達膨脹土的超固結(jié)性，增大了土體的水平應(yīng)力，加劇卸荷松馳。膨脹土其它特征還有:一般土體中含有一些鈣質(zhì)結(jié)核，其中粒徑大小不一，其中含量的差異較大，而且某些局部由集成層;膨脹土中含有地下水，厚度不大，多為上層滯水，分布形狀為斷續(xù)狀，而且一般水量較貧。 三、膨脹土防護施工工法 渠道改性土防護施工工藝 結(jié)合相關(guān)技術(shù)標準以及本工程特點。擬采用水泥改性土防護開挖膨脹土后的進行防護處理。改性土施工前，首先應(yīng)該加強對左岸截流溝進行施工，保證渠頂以上局部不會產(chǎn)生積水，附近農(nóng)田雨水順利通過截流溝排走。分段對改性土運輸路線進行規(guī)劃，保證施工過程中改性土順利運至填筑作業(yè)面。改性土填筑盡量

5、不要在雨天施工，開挖渠道施工之前，采取截排措施來完成穿越工程場地的地表地下水，作業(yè)面干地施工更好的保證。對于邊坡及渠底出水段，填筑時集中埋管引排水的方式進行采用，作業(yè)面干地施工得到很好的保證。對于填方局部，與弱膨脹土同層填筑。 保護層削坡對于改性土別離式施工局部，改性土鋪筑前，先對邊坡保護層進行削除，削坡至設(shè)計線。經(jīng)四方聯(lián)合驗收前方可填筑改性土。 水泥土運輸采用自卸車運輸至填筑工作面，采用“進占法卸料，減少運輸車輛對工作面的碾壓。必要時采用推土機推送。 攤鋪 攤鋪時水泥改性土的含水率高于最正確含水率1%一2%(3%水泥改性土為23.2%一25.2%.4%水泥改性土為22.5%一24.507o.

6、5%水泥改性土為21.80Io-23.8%)，用來補償在攤鋪及碾壓過程中的水分損失。 改性土鋪上厚度30cm士2cm，采用推土機鋪料和平鋪。為保證碾壓機械的工作面、確保邊角壓實度，鋪上邊線在水平面上超填，超填寬度30cm。在攤鋪的同時，采用推土機在坡面上推出臺階以保證土體的結(jié)合，臺階高度與鋪土層厚相同，一般為30cm。在鋪料過程中，嚴格按照碾壓試驗的參數(shù)控制鋪料厚度，可用插釬檢測。 由于受天氣影響，建筑層外表風(fēng)干很快。為保證層間結(jié)合，在進行上一層鋪土施工之前，對結(jié)合面進行灑水。 碾壓 采用凸塊振動碾進行碾壓。碾壓機械沿渠道軸線方向前進、后退，一個來回按兩遍計，碾壓重疊不小于20cm,靜壓兩遍，

7、動壓十遍。碾壓速度控制在2km/h范圍內(nèi)。碾壓層間根據(jù)天氣和層而枯燥情況，灑水濕潤。對邊角接頭處人型機械碾壓不到、易漏壓的地帶，用人工采用蛙式打夯機進行夯實。 假設(shè)保護層剝離后不能及時進行處理層施工，對開挖而進行防曬保濕防護處理。 土料經(jīng)攤鋪、晾曬到達可上堤填筑要求后，假設(shè)不能及時實施全部碾壓工序，必須先完成靜壓工藝，以防止水分變化。 壓實后振動碾留下的凹凸碾印可不做處理，但如遇雨天時，必須及時覆蓋以防止外表積水。降雨時停止施工，已經(jīng)攤鋪的水泥上快速碾壓，封而并覆蓋。 每層填土完成碾壓后，在四小時內(nèi)完成質(zhì)量檢測，在6一8小時內(nèi)完成土層覆蓋。如不能及時跟進的，對建基而做好防雨和保濕等施工期的保護

8、措施，并防止人型施工設(shè)備在其上行駛。 填筑時超填，超填土料按1:1.5放坡，嚴格按照碾壓試驗參數(shù)控制鋪料厚度。 水泥改性土換填過程中，從加水拌合到碾壓終了時間不超過4h。碾壓過程中如有彈簧上、松散上、起皮現(xiàn)象，及時翻開重新碾壓并檢測合格。 開挖時將渠道左右岸兩側(cè)渠坡分開開挖，可盡量減少膨脹土渠坡開挖后的暴露時間，根據(jù)改性土拌和站生產(chǎn)能力，在施工準備工作充足的前提下，再進行另一側(cè)渠坡開挖，從為防止渠坡暴露所產(chǎn)生的風(fēng)化現(xiàn)象，與此同時，后續(xù)施工工序要及時跟上，在短時間內(nèi)對膨脹土渠坡回填封閉，膨脹土邊坡風(fēng)化破壞通常是漸進性的，因此，渠坡應(yīng)當且必須做好防水及周邊排水措施，排水一定要暢通。 (七)假設(shè)膨脹

9、土渠坡不可防止受到風(fēng)化破壞，在工程處理時，一定要徹底去除因沖蝕雨淋溝、風(fēng)干碎裂及變形破壞的土體，并及時回填改性土對其進行保護，對來不及換填的渠坡應(yīng)加以防護，以免再次遭受風(fēng)化破壞。 (八) 對因風(fēng)化情況所產(chǎn)生的雨淋溝，“硬殼或遭受變形破壞的松動土體，在回填改性土前，安排人工配合機械將缺陷坡面徹底清理干凈，特別是對發(fā)育較深的雨淋溝，在削坡過程中難于發(fā)現(xiàn)的易被掩埋的碎塊狀松動土體，更要注意檢查。 (九) 假設(shè)不能及時抽排對于降雨季節(jié)的渠道積水，建議在遠離坡腳處開挖集水坑，從而防止坡腳膨脹土體軟化情況的發(fā)生，為防止渠坡坡腳土體受積水浸泡軟化而影響坡體的穩(wěn)定性，采取分開開挖方式于渠底的左右兩側(cè)，以方便能及時用改性土進行回填封閉。 (十)如果沒有及時處理已發(fā)生變形破壞的渠段，應(yīng)該加以保護變形破壞范圍內(nèi)渠坡覆蓋防雨材料，并采取壓腳處理措施在前緣部位，防止破壞范圍的不斷擴大，宜盡快盡早安排處理措施，防止變形破壞嚴重而引起工程地質(zhì)條件進一步的擴大惡化。 結(jié)束語 渠道開挖與防護施工工序繁多，使用機械較多，質(zhì)量控制較難。在施工過程中要結(jié)合不同地質(zhì)情況，對不同地質(zhì)土采用不同施工方法，為施工進度提供便利，也為良好的施工質(zhì)量打下堅實的根底。轉(zhuǎn)序過程中要掌握好時間、天氣情況、施工部位，對下一步施工做好準備，使改性土回填做到及時、有序，確保施工質(zhì)量。 參考文獻： 【1】于天光,張凱,周生展,高坤.砂