□韓 杰 □馬程帥 □秦溫溫（河南水利建筑工程有限公司）

1.工程概況

南水北調(diào)中線干線工程輝縣段第七施工標段，設(shè)計樁號為Ⅳ108+000～Ⅳ115+900，標段長度7.90 km，輝縣段渠道以全挖方斷面為主，約占總長度63%，其中挖深超過15 m的深挖方段約長1.5 km，最大挖深約32 m，半挖半填段約占該段渠道總長的37%。全線有水泥改性土換填約18萬m3。

2.試驗內(nèi)容及試驗目的

通過生產(chǎn)性碾壓試驗為渠堤填筑選擇滿足設(shè)計要求的、合理的技術(shù)參數(shù)（鋪土方式、鋪土厚度、碾壓遍數(shù)、機械類型及重量、填筑含水量、壓實土的干密度、滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)和抗剪強度指標等），以指導渠道施工。

內(nèi)容：物料開采、裝料、運輸、破碎工藝、拌制工藝、拌和方式、鋪料方式、鋪料厚度、碾壓機械的類型及重量、碾壓遍數(shù)等，并提出填筑含水量、壓實層的干密度、改性土的膨脹性、滲透特性、抗剪強度、變形模量等試驗成果。

目的：通過碾壓試驗驗證施工機械及試驗參數(shù)是否能夠達到設(shè)計規(guī)定的壓實度，確定拌制工藝及相關(guān)控制指標，確定施工碾壓參數(shù)以指導渠道大規(guī)模水泥改性土的換填施工。

3.施工準備情況

3.1 材料準備情況

在監(jiān)理見證下對取土場土料、P.O42.5水泥進行了取樣。委托河南省水利基本建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心站豫北監(jiān)測站對4%水泥土進行了擊實試驗，試驗結(jié)果顯示最大干密度1.65～1.73 g/cm3，最優(yōu)含水率16.5%～21.6%，平均最大干密度1.67g/cm3，平均最優(yōu)含水率19.5%。

3.2 試驗區(qū)情況

本次碾壓試驗區(qū)位于南陳馬取土場，該試驗段長30m，寬4.4m。對于自由膨脹率＞20%的粘性土改性換填設(shè)計壓實度≥98%。

分為3個區(qū)（試驗一區(qū)為ωop-2%，試驗二區(qū)為ωop，試驗三區(qū)為ωop+3%），試驗區(qū)的劃分詳見水泥土換填碾壓試驗區(qū)平面布置圖1。

圖1 水泥土換填碾壓實驗區(qū)平面布置圖

3.3 機械準備情況

本標段已經(jīng)在南陳馬取土場組建了WCZ500水泥穩(wěn)定土拌和站，并調(diào)試運行成功。試驗用機械設(shè)備見表1。

表1 改性土試驗所用機械表

4.試驗程序

施工流程：施工準備→取土料、粉碎（基面處理）→拌制→運輸→攤鋪→碾壓→質(zhì)量檢驗→成果總結(jié)→參數(shù)驗證。

4.1 改性土拌和系統(tǒng)

拌和站的水電等設(shè)施已準備工作到位，采用WCZ500型拌制設(shè)備，額定生產(chǎn)能力500t/h。

4.2 基面處理

改性土生產(chǎn)性試驗段建基面處理：土方填筑前，首先用推土機進行清基工作，整平碾壓。試驗段均分3個區(qū)域（試驗一區(qū)為ωop-2%，試驗二區(qū)為ωop，試驗三區(qū)為ωop+3%），每個區(qū)域長10m，寬4.4m。

經(jīng)監(jiān)理工程師驗收認可后用自行式凸塊碾振動碾對原地面進行≥5遍碾壓，經(jīng)環(huán)刀取樣自檢合格并報監(jiān)理驗收后，進行高程測量，每區(qū)測量12點，準備進行土料鋪筑。

4.3 試驗程序

試驗土料采用南陳馬取土場的土料，取土前將取土區(qū)域內(nèi)0.5m厚表層土剝離集中堆放在指定堆放區(qū)域內(nèi)。取土采用挖掘機進行平面開挖，采用自卸汽車運輸土料至改性土拌和場。

土料運至拌和場后，用犁子配合旋耕耙進行初步碎土，經(jīng)初步破碎的土料由50裝載機輸送至拌和機料斗內(nèi)，用穩(wěn)定土拌和站配料系統(tǒng)自帶碎土裝置進行再次破碎。在沒有摻入水泥前，經(jīng)破碎后的土在監(jiān)理部門見證下采用篩分法檢測，合格土料級配為：最大粒徑≤10cm，10～5cm粒徑含量≤5%，5cm～5mm粒徑含量≤50%（不計姜石含量），如果不合格采用路拌機進行初步碎土，直至土料級配合格為止。

經(jīng)試驗確定好破碎工藝后，即開始進行碾壓試驗，已破碎好的土料由50裝載機輸送至拌和機料斗內(nèi)，拌和稱量系統(tǒng)根據(jù)土料重量，按確定的比例摻加水泥和水，充分拌和后取樣進行水泥含量、含水率的檢測，合格后方能使用。

拌和好的土料用自卸車運至現(xiàn)場后攤鋪采用進占法全斷面攤鋪施工，采用“算方上料、定點卸料、隨卸隨平、定機定人、鋪平把關(guān)、插扦檢查”的方法，松鋪厚度為30cm。采用TY160推土機進行攤鋪、平整，用圓鋼制作插釬，并在插釬上標出長度標記，檢查鋪土厚度，局部采用人工平整，保證攤鋪厚度均勻。檢查合格后在土料上面定出網(wǎng)格，用石灰做出標記。

合格后進行高程測量，每區(qū)均勻分布12個點，然后采用26t自行式凸塊碾進行碾壓，確定壓實參數(shù)控制碾壓遍數(shù)和速度，碾壓過程中由專人負責記錄碾壓遍數(shù)和行駛速度，自行凸塊碾應平行渠道軸線方向行進，行走速度以不超過2km/h為宜，相鄰碾壓軌跡搭接不低于50 cm，不允許漏壓；先靜壓2遍后，再進行動壓6遍（自行式凸塊碾一來一回各為一遍，保證碾壓均勻，無漏壓、少壓現(xiàn)象），分別進行環(huán)刀取樣、做壓實度檢測試驗和高程測量，每區(qū)均勻分布，不少于12個測點。經(jīng)檢驗滿足設(shè)計和規(guī)范要求后即按照靜壓2遍后，再進行動壓6遍的碾壓遍數(shù)進行施工，如果不滿足要求按照靜壓2遍后，再進行動壓8遍的碾壓遍數(shù)進行碾壓試驗，直至滿足設(shè)計和規(guī)范要求。試驗過程中盡量控制水泥土從拌和站出站口到碾壓完成時間不超過4h。

4.4 質(zhì)量檢查

一是填筑用土料及壓實度必須嚴格按規(guī)范進行，現(xiàn)場壓實度檢測采用環(huán)刀法；二是進行水泥含量和均勻性檢測；三是結(jié)合部位的檢查和觀測；四是土料填筑時，采用自卸車運輸土料，推土機進行鋪土、整平。填筑作業(yè)面鋪改性土料整平后，現(xiàn)場人員對松鋪厚度進行抽樣檢測，測量碾壓前虛鋪土料高程，碾壓完畢后，檢測壓實土層高程以便計算沉降量，并作好記錄；五是碾壓過程及完成后，應檢查有沒有“彈簧土”、受剪切破壞等質(zhì)量問題，發(fā)現(xiàn)應及時處理。

4.5 試驗結(jié)果總結(jié)與參數(shù)驗證

該試驗完成后，及時對試驗資料進行整理分析，繪制出不同含水率、壓實遍數(shù)與干密度值的關(guān)系曲線，檢測填筑土方的滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)、抗剪強度等實驗參數(shù)是否符合設(shè)計要求。根據(jù)碾壓試驗結(jié)果，提出正式開工施工時的碾壓遍數(shù)等參數(shù)和確定最佳含水量，并進行復核驗證試驗。

5.結(jié)束語

根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，確定了水泥改性土生產(chǎn)性碾壓試驗，試驗完成后及時進行總結(jié)，以期能夠確定碎土工藝、拌制工藝以及填筑工藝，制定出質(zhì)量控制措施，同時培養(yǎng)出一批熟練技術(shù)工人和管理人員。