張巖

摘 要：膨脹土是一種特殊土質(zhì)，施工中的膨脹土長期對工程建筑物所能產(chǎn)生不同程度的破壞作用，是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害。根據(jù)國內(nèi)外的膨脹土施工情況，膨脹土渠道邊坡施工若處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生大量的滑坡，問題比較突出，有些滑坡嚴(yán)重影響灌渠的正常使用。因此研究膨脹土渠坡有效的防護(hù)是十分有必要的。本文著重對土工袋處理膨脹土渠道邊皮施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的探討，供參考。

關(guān)健詞：土工袋；膨脹土；渠道邊坡；施工技術(shù)；研究

膨脹土富含蒙脫石、伊利石、高嶺石等礦物成份，具有顯著的干燥收縮、吸水膨脹性、裂隙性和超固結(jié)等特性，這種特殊性質(zhì)的土（巖）在工程中危害極大，素有“逢塹必滑、有堤必坍”的說法，也有人把膨脹土形象的稱為“工程中的癌癥”。土工袋處理膨脹土渠道邊坡的探索應(yīng)用，對于解決這一復(fù)雜的“世界級課題”有著重大意義。

1 工程概況

南水北調(diào)中線一期工程總干渠膨脹土試驗(yàn)段全長2.05km，整個(gè)試驗(yàn)段工程實(shí)施分為兩期進(jìn)行：一期工程為試驗(yàn)期，從開始施工到試驗(yàn)結(jié)束；二期工程為永久建筑物完建期，從試驗(yàn)區(qū)拆除至最終渠道及橋梁施工完畢。根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)方案，將試驗(yàn)段劃分為：填方試驗(yàn)區(qū)、弱膨脹土試驗(yàn)區(qū)和中膨脹土試驗(yàn)區(qū)。中膨脹土試驗(yàn)區(qū)分為7個(gè)亞區(qū)，每區(qū)長80～120m。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牟贾貌煌囼?yàn)方案，不同的方案中布置有不同的填筑處理措施，中膨脹土試驗(yàn)Ⅲ區(qū)布置的是土工袋填筑處理措施。 渠道邊坡的處理措施是采用土工袋+裝填種植土和草籽的土袋，處理厚度為150cm，（土工袋厚度為1.2m，裝填種植土和草籽的土袋為0.3m）。渠底厚度為1m。

2 土工袋的應(yīng)用

土工袋在施工中若是普通的編織袋則容易出現(xiàn)風(fēng)化或者老化的現(xiàn)象。而土工袋技術(shù)處理的原理主要是利用土工袋在外力荷載的作用下能夠產(chǎn)生張力的袋子，袋子張力一方面約束著袋子內(nèi)膨脹土的膨脹變形同時(shí)又可引起了袋內(nèi)土體附加凝聚力，整體上提高了袋裝膨脹土的強(qiáng)度。土工袋技術(shù)是一種環(huán)保型的處理膨脹土地基的技術(shù)，具有約束補(bǔ)強(qiáng)、減少地基沉降、減振及防凍融效果，有著廣泛的應(yīng)用前景。

采用土工袋處理膨脹土的渠道邊坡在試驗(yàn)段的探索應(yīng)用意義比較巨大，在實(shí)施中主要是為了能夠進(jìn)一步的研究膨脹土的實(shí)施處理措施，最大限度節(jié)約土地資源和降低工程成本，同時(shí)為其他的膨脹土渠段設(shè)計(jì)和建設(shè)來提供施工依據(jù)。

3 土工袋的主要施工程序及施工方法

土工袋處理膨脹土渠道邊坡施工技術(shù)主要是將土工袋按照一定的排列形成一個(gè)組合體，堆放于開挖渠道上。土工袋組合體對于渠道邊坡是柔性的壓坡，對于渠道邊坡整體的穩(wěn)定性具有明顯的效果。同時(shí)土工袋組合體對下層的膨脹土能起到保護(hù)作用。這樣不僅有效隔離了大氣降雨或者蒸發(fā)對下層膨脹土的影響效果，這樣可以有效的防止或者減緩下層的膨脹裂縫的發(fā)展，解決邊坡局部破壞的問題。

3.1 土工袋填筑主要施工程序

土料準(zhǔn)備---測量放樣---土工袋裝料----土工袋安放-----填縫----土工袋碾壓。

3.2 土工袋填筑主要施工方法

（1）土料準(zhǔn)備：試驗(yàn)段土工袋所用裝袋土料為從渠道開挖出來的中膨脹土、粒徑≤5cm、含水量為20.5%～26%之間。土工袋袋裝土料的制備亦在作業(yè)面以外的開闊地帶進(jìn)行，試驗(yàn)段土工袋袋裝土料的制備選在用來堆放開挖土料的武莊東棄土場，要得到粒徑大小符合設(shè)計(jì)要求的土料，要對開挖出來的土料進(jìn)行粉碎，試驗(yàn)段采用裝載機(jī)配合YST600A液壓碎土機(jī)進(jìn)行碎土，用裝載機(jī)將含水量符合設(shè)計(jì)要求的中膨脹土料運(yùn)至YST600A液壓碎土機(jī)集料斗內(nèi)，液壓碎土機(jī)開動(dòng)碎土，人工在出料斗處用土工袋接料。YST600A液壓碎土機(jī)自帶有5cm的篩子可以進(jìn)行自動(dòng)篩分，其出料口所出土料均不大于5cm完全滿足設(shè)計(jì)要求，該設(shè)備生產(chǎn)效率較高每小時(shí)出土量為300～600噸。

（2）袋裝土制作：袋裝土裝填量為100%裝填量，即在滿足縫口的要求下，盡量裝滿，裝滿土后的土工袋用專用小型手推車就近拉運(yùn)至開闊地帶排放整齊，然后使用電動(dòng)縫口機(jī)進(jìn)行縫口，縫口不能有漏縫、錯(cuò)縫現(xiàn)象出現(xiàn)，縫口所用的線強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求≥15kN/m。

（3）袋裝土的運(yùn)輸：制作好的袋裝土首先用人工裝入裝載機(jī)的料斗內(nèi)，再開動(dòng)裝載機(jī)將袋裝土運(yùn)送至自卸車車斗上方，再使用人工將袋裝土搬入自卸車車斗內(nèi)碼放整齊，最后用自卸氣車運(yùn)自現(xiàn)場。

（4）袋裝土鋪設(shè)：袋裝土運(yùn)至現(xiàn)場后，袋裝土鋪設(shè)要先從坡腳開始人工分層鋪設(shè)，鋪設(shè)后的土工袋袋口垂直于渠道走向，土工袋袋底朝向渠內(nèi)，層與層之間錯(cuò)位擺放。

（5）相鄰?fù)凉ごg空隙回填：在土工袋鋪設(shè)過程中相鄰兩土工袋之間要預(yù)留4～6cm的間距，以滿足土工袋碾壓過程中產(chǎn)生的側(cè)向變形，土工袋之間的空隙用與袋中相同的中膨脹土鋪填，鋪填厚度可適當(dāng)高出人工初平后的土工袋3～5cm。

（6）土工袋初平：土工袋人工鋪設(shè)完成后，可先用人工踩踏使土工袋形成扁平狀，也可用小型平夯進(jìn)行整平，實(shí)踐證明人工踩踏相對較為簡單易行，效率也相對較高。

（7）土工袋碾壓：膨脹土試驗(yàn)段土工袋的壓實(shí)指標(biāo)為0.9～0.95之間，土料含水量控制在20.5%～26%之間。在袋裝土初平后及兩袋裝土之間的空隙用中膨脹土鋪設(shè)完成后，即可以開始對土工袋進(jìn)行碾壓，土工袋的碾壓采用20t的平碾進(jìn)行靜碾較為理想，在試驗(yàn)段施工過程中使用20t平碾進(jìn)行碾壓一般情況下靜碾兩遍即可達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度，靠近渠坡的部分土工袋，如有欠壓可采用小型振動(dòng)平夯再夯實(shí)一至兩遍。

3.3 土工施工過程中注意事項(xiàng)

（1）鋪設(shè)時(shí)，相鄰?fù)凉ごg要預(yù)留4～6cm的間距，使碾壓成型后的土工袋之間貼緊，并且能發(fā)揮一定的張力（現(xiàn)場可以根據(jù)土工袋碾壓變形情況適當(dāng)調(diào)整，如果是基于界面尺寸大小要求，可以放寬袋子的間距）。

（2）土工袋的鋪設(shè)方向?yàn)榇诜较虼怪庇谀雺簷C(jī)械行進(jìn)方向（局部土工袋視情況可以適當(dāng)調(diào)整）。

（3）上、下層間的土工袋鋪設(shè)時(shí)要進(jìn)行錯(cuò)開布置，嚴(yán)禁進(jìn)行垂直疊加鋪設(shè)。

（4）土工袋袋與袋之間的空隙要用裝袋土料進(jìn)行回填，回填虛鋪厚度要高于人工初平后的土工袋3～5cm。

（5）裝填完成的土工袋要盡快上料施工，避免水分過分散失；施工期間如降雨天氣，應(yīng)對土工袋施工層面，以及裝填完成的土工袋采取蓋膜防雨措施。

3.4 土工袋施工效果

針對試驗(yàn)段實(shí)施的換填膨脹土的處理措施主要表現(xiàn)在三種情況：即水泥改性土措施、土工格柵處理措施、土工袋處理措施。綜合試驗(yàn)段處理膨脹土的施工情況來看，土工袋處理措施與其它處理措施相比施工方法相對較為簡單，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)也比較容易控制。

土工袋填筑施工中的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都比較容易控制，如土料粒徑大小的制備、土工袋填筑的壓實(shí)度等。此外其主要施工工序操作也相對較為簡單，普通農(nóng)民工即可完成其大部分施工工序，如碎土、裝袋、鋪設(shè)等。

4 結(jié)語

總之，土工袋處理膨脹土渠道邊坡技術(shù)通過對試驗(yàn)段的應(yīng)用實(shí)踐得出，這種方法較為簡單而且各項(xiàng)施工指標(biāo)比較容易控制，對周邊的環(huán)境影響小，能夠最大限度的減低施工成本，節(jié)約土地資源、降低工程成本等都有著積極意義。

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