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摘 要：膨胀土具有吸水膨胀软化和失水收缩干裂的特性，同时具有超固结性和多裂隙性，素有“逢堑必滑，无堤不塌”之说，容易对衬砌结构造成破坏，影响渠道输水安全。南水北调中线一期工程高度重视膨胀土段施工质量，制定专门的膨胀土处理施工工法及施工技术要求，采用粘土换填、水泥改性土换填、土工格栅填土、土工袋装土换填等措施消除膨胀土对工程的安全隐患。
关键词：弱膨胀土；换填；质量控制
Abstract： Expansive soil has the characteristics of water absorption to expansion and softening and water lossing to shrink and cracking， as well as the overconsolidation and multiple cranny， known as " chasm lead it slide， and all embankments will collapse"， which frequently causes damage to the lining structure， affecting the security of the channel water delivery. In the primary project of the central line of South-to-North Water Transfer Project， the construction quality of expansive soil section has been payed to high attention， making the special construction methods and technologies requirements to disposing the expensive soil by the measures of clay replacement， modified cement soil deplacement， geogrid soil filling， soil bag replacement to eliminate the safety hidden trouble to the project.
Key words： weak expansive soil； replacement； quality control
中图分类号： TG113.22+2文献标识码：A 文章编码：
前言
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，根据其膨胀率大致可分为强、中、弱三级。
河北省南水北调工程建设管理局第四工程建设部管辖范围膨胀土渠段总长9.569km，其中挖深<15m的中膨胀土渠段1.878km，挖深≥15m的中膨胀土渠段0.75km，弱膨胀土渠段6.941km。
本文以SG11标为例，仅对弱膨胀土换填渠段施工质量控制进行简单介绍。
施工前，河北省南水北调建设管理局第四工程建设部要求施工单位根据《南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准》、《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》、《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法》和相关规程规范、设计图纸及技术要求等编制专项施工方案，并上报监理部和建设部审批备案；组织设计单位和有关专家进行膨胀土换填设计及技术交底；组织监理单位及施工单位到河南安阳学习考察膨胀土换填施工技术。
充分了解膨胀土特性，深入理解设计意图，重点关注施工难点重点，严格规范每道工序施工，强化现场质量检查与检测，才能确保膨胀土换填施工质量。
2.施工质量控制
2.1总体安排
（1）由于膨胀土具有遇水软化的特性，膨胀土渠坡建基面的开挖和换填施工安排在非雨季施工。施工前，在基坑顶部周围修建截流沟和挡水坎，防止外部地面径流（农田灌溉、意外降雨等情况）进入工作面。截流沟尽量与永久截流沟相结合。
（2）为避免开挖成型的的坡面长期暴露，防止因土体失水干缩或遇水膨胀而引起边坡失稳，换填施工根据施工能力分段进行。换填土分段长度在100m～200m之间，每段施工时间在10天左右。换填施工一经开始，中途不宜停止；因故停歇时间较长时，对工作面采用塑料布等进行覆盖保护，防坡面雨淋，防止土体蒸发使水。
（3）为防止冻结，负温情况下不进行膨胀土换填施工。
2.2工艺流程
膨胀土换填施工工艺流程：开挖→原基压实→土质检测→分段、分层回填→削坡清基。各工序质量控制方法见下。
2.2.1开挖
施工方法：膨胀土开挖采用1.0m?挖掘机挖装，10t～15t自卸汽车运输，自上而下分层进行，分层高度2m～3m。
质量标准：开挖尺寸符合设计及规范要求；渠底及边坡渗水（含泉眼）妥善引排或封堵，建基面清洁无积水；成型后表面无显著凹凸，无弹簧土，无松土；开挖面无欠挖，无补坡拍坡现象。
质量控制：开挖时预留30cm～50cm保护层，开挖保护层时，在测量人员监控下，每隔10m，采用人工配合挖掘机挖出一道1m宽样槽，参照样槽，挖掘机进行大面积削坡，测量人员随时检测。坡面保护层开挖自上而下进行，渠基保护层采用后退法开挖，保护层开挖后的坡面和渠基，严禁机械进入扰动。削坡时预留5cm～10cm精修保护层，大面积削坡完成后，在挖掘机斗齿前焊接一20mm左右厚钢板作为刮板，进行基础面精修。基础面精修时，测量人员精确放样，钉木桩，挂线绳，不允许欠挖，直到达到标准为止。 2.2.2原基压实
施工方法：原基压实根据填筑碾压标准，采用20t单钢轮振动压路机碾压，直至达到压实度要求。
质量标准：成型后表面无显著凹凸，无弹簧土，无松土，无杂物。压实度不小于0.90。
质量控制：检查成型后表面无显著凹凸，无弹簧土，无松土，无杂物后，采用环刀取样法检测原基压实度。压实度合格后方可进行下道工序施工。
2.2.3土质检测
质量标准：换填土的土质要求与渠道填筑土质要求相同，具体标准如下：粘粒含量10%～30%，塑性指数7～20，不得含植物根茎、砖瓦垃圾等杂物；渗透系数不大于1×10-4cm/s；含水量偏离最优含水量不超过±3%。
质量控制：换填土料开挖前，对料场土料取样检测，检测内容包括：土体天然特性试验，检测膨胀性、颗粒组成、天然含水量、天然密度；击实试验，检测击实后的压缩系数、压缩模量、抗剪强度、渗透性、最优含水量、最大干密度。检测取样按每个料场分区分层进行，试验组数不得低于12组；渠道开挖料作为料源时，每段利用方量在5万m?以内时，试验组数不得低于12组，大于5万m?时，按使用倍数增加试验组数。施工过程中发现土质有变化，必要时取样检测。
2.2.4换土回填
施工方法：进行换填施工前，结合换填作业面的施工条件，对换填土料进行水平地基和斜坡地基的现场碾压试验根据碾压试验，确定碾压设备、碾压施工工艺和碾压控制指标（铺土厚度、碾压遍数、行走速度等），SG11标换土回填采用10t自卸汽车运土，推土机和平地机整平，20t单钢轮振动压路机（凸块）静压2遍，振压6遍，自下而上分层填筑，每层铺土厚度40cm。
质量标准：无不合格土进场；回填范围内的坑、槽、井已按设计要求处理；铺土厚度允许偏差0～-50mm；铺填边线允许偏差≥+300mm；压实度不小于0.98；成型后表面无显著凹凸，无弹簧土，无松土，无杂物；
质量控制：为保证换填土与原基的良好结合，换填坡面进行开蹬处理，开蹬高度与铺土层厚度相同即40cm。每层土料回填前，测量人员测出开蹬部位，用白灰撒线，推土机沿白灰线推出开蹬部位，然后开始铺土回填。经检测合格的换填土料方可进入施工现场。铺土厚度采用钢钎检测，铺填边线采用全站仪检测，碾压完成后，采用环刀法检测压实度。一层的检测项目全部合格后，方可进行下一层回填施工。本段回填全部完成后，开始下一段换填施工。两段结合处的虚土全部清除，并削成1/3斜坡。
2.3.施工注意事项
（1）防止地表水进入工作面，造成基础软化和坡面冲刷；
（2）换填施工一经开始，需连续施工，避免开挖面长期暴露，失水干缩，造成坡面崩塌；
（3）地下水位高于基础面时，应先将地下水位降低至基础面以下，保证干场作业，再进行开挖和回填作业，防止在开挖或回填过程中因地下水的软化作用，使基础面遭机械扰动，或坡面因渗流而失稳；
（4）填筑时采用进占法施工，避免运输车辆对工作面的反复碾压。
（5）对于边坡结合面边角接头处大型机械碾压不到、易漏压部位，人工采用蛙夯或冲击夯夯实。
（6）填筑前需对土料进行翻松破碎、拌合均匀，避免因为土料含水量或粒径问题影响碾压质量。
3.结语
施工过程中加强各工序质量检查与检测，确保施工质量。“人、机、料、法、环”的协调统一，做到“人负其责、设备配套、加强各种材料的质量控制、施工方法先进适用、保护环境”。做到保证质量、降低成本、加快进度、文明施工的协调统一。
参考文献：
[1]《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）.南水北调工程建设委员会办公室.2007.05
[2]《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）.南水北调中线干线工程建设管理局.2010.12
[3]《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）.南水北调中线干线工程建设管理局.2010.12
关键词：弱膨胀土；换填；质量控制
Abstract： Expansive soil has the characteristics of water absorption to expansion and softening and water lossing to shrink and cracking， as well as the overconsolidation and multiple cranny， known as " chasm lead it slide， and all embankments will collapse"， which frequently causes damage to the lining structure， affecting the security of the channel water delivery. In the primary project of the central line of South-to-North Water Transfer Project， the construction quality of expansive soil section has been payed to high attention， making the special construction methods and technologies requirements to disposing the expensive soil by the measures of clay replacement， modified cement soil deplacement， geogrid soil filling， soil bag replacement to eliminate the safety hidden trouble to the project.
Key words： weak expansive soil； replacement； quality control
中图分类号： TG113.22+2文献标识码：A 文章编码：
前言
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，根据其膨胀率大致可分为强、中、弱三级。
河北省南水北调工程建设管理局第四工程建设部管辖范围膨胀土渠段总长9.569km，其中挖深<15m的中膨胀土渠段1.878km，挖深≥15m的中膨胀土渠段0.75km，弱膨胀土渠段6.941km。
本文以SG11标为例，仅对弱膨胀土换填渠段施工质量控制进行简单介绍。
施工前，河北省南水北调建设管理局第四工程建设部要求施工单位根据《南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准》、《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》、《南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法》和相关规程规范、设计图纸及技术要求等编制专项施工方案，并上报监理部和建设部审批备案；组织设计单位和有关专家进行膨胀土换填设计及技术交底；组织监理单位及施工单位到河南安阳学习考察膨胀土换填施工技术。
充分了解膨胀土特性，深入理解设计意图，重点关注施工难点重点，严格规范每道工序施工，强化现场质量检查与检测，才能确保膨胀土换填施工质量。
2.施工质量控制
2.1总体安排
（1）由于膨胀土具有遇水软化的特性，膨胀土渠坡建基面的开挖和换填施工安排在非雨季施工。施工前，在基坑顶部周围修建截流沟和挡水坎，防止外部地面径流（农田灌溉、意外降雨等情况）进入工作面。截流沟尽量与永久截流沟相结合。
（2）为避免开挖成型的的坡面长期暴露，防止因土体失水干缩或遇水膨胀而引起边坡失稳，换填施工根据施工能力分段进行。换填土分段长度在100m～200m之间，每段施工时间在10天左右。换填施工一经开始，中途不宜停止；因故停歇时间较长时，对工作面采用塑料布等进行覆盖保护，防坡面雨淋，防止土体蒸发使水。
（3）为防止冻结，负温情况下不进行膨胀土换填施工。
2.2工艺流程
膨胀土换填施工工艺流程：开挖→原基压实→土质检测→分段、分层回填→削坡清基。各工序质量控制方法见下。
2.2.1开挖
施工方法：膨胀土开挖采用1.0m?挖掘机挖装，10t～15t自卸汽车运输，自上而下分层进行，分层高度2m～3m。
质量标准：开挖尺寸符合设计及规范要求；渠底及边坡渗水（含泉眼）妥善引排或封堵，建基面清洁无积水；成型后表面无显著凹凸，无弹簧土，无松土；开挖面无欠挖，无补坡拍坡现象。
质量控制：开挖时预留30cm～50cm保护层，开挖保护层时，在测量人员监控下，每隔10m，采用人工配合挖掘机挖出一道1m宽样槽，参照样槽，挖掘机进行大面积削坡，测量人员随时检测。坡面保护层开挖自上而下进行，渠基保护层采用后退法开挖，保护层开挖后的坡面和渠基，严禁机械进入扰动。削坡时预留5cm～10cm精修保护层，大面积削坡完成后，在挖掘机斗齿前焊接一20mm左右厚钢板作为刮板，进行基础面精修。基础面精修时，测量人员精确放样，钉木桩，挂线绳，不允许欠挖，直到达到标准为止。 2.2.2原基压实
施工方法：原基压实根据填筑碾压标准，采用20t单钢轮振动压路机碾压，直至达到压实度要求。
质量标准：成型后表面无显著凹凸，无弹簧土，无松土，无杂物。压实度不小于0.90。
质量控制：检查成型后表面无显著凹凸，无弹簧土，无松土，无杂物后，采用环刀取样法检测原基压实度。压实度合格后方可进行下道工序施工。
2.2.3土质检测
质量标准：换填土的土质要求与渠道填筑土质要求相同，具体标准如下：粘粒含量10%～30%，塑性指数7～20，不得含植物根茎、砖瓦垃圾等杂物；渗透系数不大于1×10-4cm/s；含水量偏离最优含水量不超过±3%。
质量控制：换填土料开挖前，对料场土料取样检测，检测内容包括：土体天然特性试验，检测膨胀性、颗粒组成、天然含水量、天然密度；击实试验，检测击实后的压缩系数、压缩模量、抗剪强度、渗透性、最优含水量、最大干密度。检测取样按每个料场分区分层进行，试验组数不得低于12组；渠道开挖料作为料源时，每段利用方量在5万m?以内时，试验组数不得低于12组，大于5万m?时，按使用倍数增加试验组数。施工过程中发现土质有变化，必要时取样检测。
2.2.4换土回填
施工方法：进行换填施工前，结合换填作业面的施工条件，对换填土料进行水平地基和斜坡地基的现场碾压试验根据碾压试验，确定碾压设备、碾压施工工艺和碾压控制指标（铺土厚度、碾压遍数、行走速度等），SG11标换土回填采用10t自卸汽车运土，推土机和平地机整平，20t单钢轮振动压路机（凸块）静压2遍，振压6遍，自下而上分层填筑，每层铺土厚度40cm。
质量标准：无不合格土进场；回填范围内的坑、槽、井已按设计要求处理；铺土厚度允许偏差0～-50mm；铺填边线允许偏差≥+300mm；压实度不小于0.98；成型后表面无显著凹凸，无弹簧土，无松土，无杂物；
质量控制：为保证换填土与原基的良好结合，换填坡面进行开蹬处理，开蹬高度与铺土层厚度相同即40cm。每层土料回填前，测量人员测出开蹬部位，用白灰撒线，推土机沿白灰线推出开蹬部位，然后开始铺土回填。经检测合格的换填土料方可进入施工现场。铺土厚度采用钢钎检测，铺填边线采用全站仪检测，碾压完成后，采用环刀法检测压实度。一层的检测项目全部合格后，方可进行下一层回填施工。本段回填全部完成后，开始下一段换填施工。两段结合处的虚土全部清除，并削成1/3斜坡。
2.3.施工注意事项
（1）防止地表水进入工作面，造成基础软化和坡面冲刷；
（2）换填施工一经开始，需连续施工，避免开挖面长期暴露，失水干缩，造成坡面崩塌；
（3）地下水位高于基础面时，应先将地下水位降低至基础面以下，保证干场作业，再进行开挖和回填作业，防止在开挖或回填过程中因地下水的软化作用，使基础面遭机械扰动，或坡面因渗流而失稳；
（4）填筑时采用进占法施工，避免运输车辆对工作面的反复碾压。
（5）对于边坡结合面边角接头处大型机械碾压不到、易漏压部位，人工采用蛙夯或冲击夯夯实。
（6）填筑前需对土料进行翻松破碎、拌合均匀，避免因为土料含水量或粒径问题影响碾压质量。
3.结语
施工过程中加强各工序质量检查与检测，确保施工质量。“人、机、料、法、环”的协调统一，做到“人负其责、设备配套、加强各种材料的质量控制、施工方法先进适用、保护环境”。做到保证质量、降低成本、加快进度、文明施工的协调统一。
参考文献：
[1]《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）.南水北调工程建设委员会办公室.2007.05
[2]《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）.南水北调中线干线工程建设管理局.2010.12
[3]《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）.南水北调中线干线工程建设管理局.2010.12