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1、河渠工程改性土换填施工方案改性土换填施工方案1工程概述1.1 概况本工程由某江下游上段引水，向某河中游地区补水，是一项以城乡供水和发展航运为主，结合灌溉补水和改善某湖及某河水生态环境等综合利用的大型跨流域调水工程，是集供水、航运、生态等效益的一项水资源综合利用工程。引水流量300m3s,入水流量280m3So输水干线长723kmo本标为*至*渠段K22+850-K31+570,输水渠道8.72km,设计流量290m3s,全线采用明渠平底开挖布置，渠道底宽60m,底高程13.40m,膨胀土处理渠段8.72km,边坡全线防护，管护道路总长17.95km,渠系交叉建筑物包括新建跌水13座，新（重）建
2、泵站19座，新建排水沟14条、11.7kmo本标段河渠工程主要内容为：河道土石方开挖、膨胀土边坡防护、新建管护道路、新（重）建或加固交叉建筑物、水土保持工程等。本标段内上层土分布有五层重、中粉质壤土，具有弱膨胀性，需进行换填处理措施。即表层换填弱膨胀掺入4%水泥的重粉质壤土（改性土）覆盖（换填垂直于坡面厚度1.0m）。另外，对桩号22+00023+230段长1.23km,设计河渠渠底为粉、细砂岩，且多为全强风化，为崩解、膨胀性软岩，处理方法为将基脚Iom范围内渠底的粉、细砂岩挖除，换填4%水泥改性,换填深度1.5m。对渠系交叉建筑物基础部位回填采用8%水泥改性土，上下游引渠采用4%水泥改性土换
3、填。1.2 改性土换填工程量本标段的改性土换填部位主要包括渠道和渠系交叉建筑物等部位。换填土方工程量为182.9万n?。具体部位改性土工程量见下表。改性土换填工程量表序号工程名称项目名称单位工程量备注1河渠工程4%水泥改性土换填m3/压实度不小于0.962渠系交叉建筑物工程4%和8%水泥改性土换填m3/4%水泥改性土换填压实度不小于0.96；8%水泥改性土换填压实度不小于0.973道路水泥稳层碎石垫层m3/水泥产量4%,压实系数0.974垫层m3/1.1.3盲沟及盲管工程量改性土换填工程量表序号工程名称项目名称单位工程量备注1盲管150m/顺坡向200m/顺水流向2盲沟10.5面断面粗砂m3/
4、顺坡向13.5Itf断面粗砂m3/顺水流向2施工总体部署2.1 施工准备(1)建基面应进行验收，按照设计要求进行基础开挖面的平面尺寸、标高和平整度等指标的检查验收。(2)水泥改性土填筑前，首先进行水泥改性土分类指标的相关试验，包括土的液限、塑限、天然含水量及最大干密度等，并经监理人确认。(3)结合回填作业面的施工条件，对水泥改性土进行碾压试验，选择碾压设备、碾压施工工艺及碾压控制指标。(4)先进行原始桩位复测、河道填方坡脚线、中线放样报验、编制填土施工方案、选择有代表性地段作为填土施工试验段。2.2 施工重难点（1）如何保证施工人员、设备在安全的情况下正常发挥效率将是保证整个工程各项指标的前提
5、，也是本工程施工的重点和难点。主要对策：施工现场组建精干、高效的项目部，配备管理水平高、经验丰富的管理人员进行现场管理。坚持以人为本”的管理理念关爱职工，有效调动员工工作积极性；现场设备配置我们采取“先进高效、适应现场的原则，配置的设备平均生产能力满足计划强度。（2）本工程换填方量较大，如何保证换填质量是本工程的重难点。主要对策1）配备足够数量、素质良好、经验丰富、专业技术熟练的工程管理、生产和验证人员；配备足够数量、状态良好、性能完备的施工设备和检测试验设备，为实施质量方针并达到既定的质量目标，提供资源保证。2）对工程施工实行全过程质量控制，严格执行“三检制作业，使工程施工满足设计、业主要求
6、及相关规范标准。3）每换填一层，检查验收一层，下层达不到要求，决不进行上层换填。（3）受水泥初凝时间限制，如何保证水泥土施工分缝处的搭接压实质量是本工程的重难点。主要对策1）合理组织施工调配资源，尽量缩短水泥土填筑每道工序的衔接时间。2）将每块区之间水泥土衔接部位修整为不陡于1:3的缓坡；3）洒水湿润结合面后，在老水泥土面上刷一层界面剂，以增强层间结合力；4）进入下层水泥土换填铺料等工序进行正常施工。2.3 施工规划（1） 土料的来源本工程换填的改性土来源于河道、渠系交叉建筑物中开挖出的符合要求的土料。水泥改性土尽量采用层中粉质壤土（非膨胀土）和1层轻、中粉质壤土（非膨胀土），不足时采用层重粉
7、质壤土（弱膨胀土）。（2） 土料的堆存本工程根据工程特点和现场实际情况，将符合要求的开挖料直接运输到水泥土拌和场，在水泥土拌和场进行破碎，将破碎合格的土料直接上料拌和，将开挖过程中含水量较大等不符合要求的土料进行翻晒等处理，含水率达到要求以后。将符合要求的土料运输至水泥土拌和场进行拌和。（3） 土料翻晒为了保持土料的含水量均匀、消除大块土粒径，对所开采的土料在其堆存期间，应对土料进行摊晒、拢堆和翻松并对局部含水量偏低的土料进行洒水调整，对含水量超标的土料进行翻松晾晒。根据现场情况在监理工程师指定的地方进行翻晒。土料摊晒时，一般采用五锌犁和旋耕机翻松、晾晒，翻晒的关键是土料的含水量，在翻晒的过程
8、中不断地测定含水量。对晾晒合格的土料用推土机或装载机收拢堆成土堆，并用彩条布覆盖保水待用。土料中含水量超标不大时，在土料场采取分段开采，分段晾晒，给予土料一定的脱水条件和时间，分段晾晒时间为72h以上。场土晾晒。当土料中含水量超标较大时，则在土料场选择一个场地进行翻晒，翻晒场地一般选择在易于回采的相对平坦部位，翻晒场面积根据当时土料填筑的强度来确定，以基本满足土料填筑强度为原则，翻晒一般分两个区，使摊铺、翻晒、集料、装车可轮流作业。土料翻晒时铺土厚度一般为2030cm,相应在摊铺后翻松23遍的情况下，含水量每小时降低0.25%0.8%。翻晒周期13d。（4）破碎一般情况下，对晾晒合格的土料需要
9、进行破碎，破碎土宜在拌和场内采用旋耕机等碎土设备进行破碎。破碎土时，应剔除膨胀土料内粒径大于IOCm的钙质结核或土块；将破碎好的土料采用装载机拢堆，拢好后用塑料布与彩条布临时覆盖保水、防水待用。碎土施工前，需在现场进行碎土工艺试验，采用筛分法检测碎土的级配，施工时根据试验结果调整碎土的控制参数。土块粒径不大于IOCm,其中5IOCm粒径土的含量不大于5%,5ICm粒径土的含量不大于40%（不计姜石含量）。当所需破碎的土料破碎完成后且含水率能满足要求时，将拌和好的水泥改性土直接使用。2.4 土方平衡计算土方平衡的主要目的在于根据本工程施工总进度计划的要求和合同文件选定的填筑材料料源对开挖和填筑进
10、行时间、空间上的分析，提出土方填筑料物的开采和填筑的平衡计划，以确保土石方填筑工程供料的可靠性和均衡性。本工程土石方开挖约2099万m3,土方填筑约311万m3,其中水泥土换填工程量为182.9万m本标段的开挖土料为一般黏性土及弱膨胀土，层中粉质壤土（非膨胀土）和1层轻、中粉质壤土（非膨胀土）可直接用于土方填筑。对于层重粉质壤土（弱膨胀土）可作为边坡表土改性土料使用。其中层中粉质壤土（非膨胀土）储量约80万rA1层轻、中粉质壤土（非膨胀土）储量约370万11以及层重粉质壤土（弱膨胀土）储量约590万r水泥改性土尽量采用层中粉质壤土（非膨胀土）和1层轻、中粉质壤土（非膨胀土），不足时采用层重粉质
11、壤土（弱膨胀土）。土石方平衡计算表项目开挖自名称然方（万m3）换算系数回填自然方（万m3）设计回填压实方（万m3）弃渣量（万m3）备注河渠1720工程0.85286.58243.61433.42回填量含水泥土换填渠系193建筑物0.8550.7843.17142.22回填量含水泥土换填弃渣186场0.8528.8724.54157.13说明：本工程土石方开挖约2099万m3,土方填筑约311万m3,其中水泥土换填工程量为182.9万11其中层中粉质壤土（非膨胀土）储量约80万111层轻、中粉质壤土（非膨胀土）储量约370万m3,以及层重粉质壤土（弱膨胀土）储量约590万11因此，开挖土料能够满
12、足水泥改性土换填土料量要求。2.5 改性土填筑工艺试验选择一203Om的试验场地。试验场地经碾压、洒水处理，检验合格后进行水泥改性土现场填筑碾压试验。水泥改性土工艺试验流程：土料开采运输好碎土玲水泥土拌制好运输好摊铺好碾压玲取样检测。水泥改性土工艺试验中主要控制指标为原土料自由膨胀率、碎土后土料粒径、含水率、压实度、碾压遍数、水泥掺量及其均匀性等；此外，工艺试验中应对水泥改性土防渗性能和改性效果进行控制，以取得最为合理的施工工艺参数（水泥改性土渗透系数应不大于IXIo5cms,水泥改性土的自由膨胀率应小于35%）o检测频率及数量视工程规模而定，施工初期每拌和批次不大于600m，水泥改性土抽测不
13、少于510个样（每个样品重量不少于30Og）,用EDTA滴定法测定水泥含量，平均值不得小于设计掺量，水泥改性土水泥含量标准差不大于0.8。施工中、后期可适当减少检测频次。填土前应进行工艺试验，工艺试验主要目的如下：（1）核查土料压实后是否能达到设计压实干密度值和设计压实度；（2）检查压实机具的性能是否满足施工要求；（3）确定合理的施工碾压参数：铺土厚度、土块限制直径、含水量的适宜范围、压实方法和压实遍数；（4）检验稳定土拌和机工作性能，如：生产能力、拌和后混合料灰剂量及含水率；（5）研究和完善水泥土换填施工工艺和措施；（6）确定有关质量控制的技术要求和检测方法，为现场施工提供依据。水泥土8%回
14、填的土工试验跟水泥土4%的相似，根据水泥土4%的试验要求做水泥土8%的土工试验，以获取最佳干密度、含水量、铺土厚度等参数，用于指导换填施工。3盲沟施工方法盲沟开挖采用反铲进行开挖,开挖时段主要为保护层开挖时，采用反铲进行开挖,预留20Cm保护层，采用人工开挖，开挖时严格按照设计断面尺寸进行控制。4盲管安装盲管为人工安装，吊车或卷扬机进行配合吊运至施工面附近，先在盲沟底部垫粗砂，回填至设计高度后，将200g11f土工布包裹的盲管安装至固定的位置，接缝位置采用钾钉锚固，并将钾钉与盲管采用铅丝扎牢，完成后采用粗砂回填至设计高程，此部位盲管、盲沟施工完成并经验收合格后方可进行顶层下一步的施工。5改性土
15、换填施工方法因膨胀土具有遇水膨胀、失水干缩的特性，采用稳定土拌和机等掺拌设备，在弱膨胀土料、无膨胀性土料中掺入适量的水泥，使二者充分拌和并发生物理及化学反应，改变土的力学性质，使其强度和水稳定性大大提高，膨胀性得到控制。碾压后形成的换填层，一方面可隔离大气与膨胀土基础的直接作用，另一方面吸收基面的膨胀潜能，降低原膨胀土的胀缩应力，防止膨胀土边坡产生滑坡。5.1材料要求（1）土料本工程水泥改性土换填所用原土料应为无膨胀性土或弱膨胀土，弱膨胀土其自由膨胀率应小于65%（优先采用40%的非膨胀土）。最大粒径不大于IOCm,10Cm5cm粒径含量不大于5%,5cmICm粒径含量不大于40%。（2）水泥1）要求采用P.O42.5的普通硅酸盐水泥2）水泥品种不选用早强水泥；尽量选购的水泥的初凝时间较长的水泥，以便于拌和及压实。3）发货：每批水泥出厂前，施工单位均对制造厂水泥的品质进行检查复验，每批水泥发货
