技案土方回填碾压试验方案

　 南水北调中线一期工程陶岔~ ~ 沙河南

　( ( 委托建管项目) ) 方城段第九施工标段

　土方回填碾压试验方案

　编制：

　审核：

　批准：

　葛洲坝集团第五工程有限公司 南水北调中线工程方城段第九标项目部 1 2011 年

　3 3 月

　目 目

　录

　1 工程概况及试验段选取 3 2 试验目的 3 3 试验依据 4 4 碾压试验的设备配置 4 5 碾压试验的人员配置 4 6 质量要求 5 7 试验土料的选取试验 6 8 回填填料施工 6 9 碾压试验 9 10 安全防护措施 13

　土方回填碾压试验方案 1 工程概况 及试验段选取 1.1 工程概况 方城段第九施工标段“方城-9”（合同编号：HNJ-2010/FC/SG-009）桩号179+532～185+545，全长为6.013km梯形明渠。标段内共有各类建筑物10座，其中河渠交叉建筑物1座，左岸排水建筑物3座，节制闸1座，公路桥4座，生产桥1座。主要工程量包括：土石方开挖198万m3 、土石方填筑246万m 3 、砼约12万m 3 、钢筋约0.76万t、金结安装约442t，复合土工膜约42万m2 、机电设备安装、金属结构设备安装、临时工程、水土保持工程及施工期环境保护工程等。

　1.2 土方回填及碾压试验段选取 1.2.1 试验段的设置 根据本标段目前施工图到位情况以及征地拆迁、取土场、现场交通、水电情况等综合分析比较，选定试验段范围为182+400～182+500区段，全长100米。现已完成表土清除，填筑范围内设计无倒虹吸、框架涵等构筑物，具有填筑施工时连续、完整的优势。

　1.2.2 试验段地质情况 地质土层从上而下依次为：地基土为alQ3粉质粘土，厚4～6m，下部为alQ3砾质土；同时填方高程相差很大，可能存在不均匀沉降问题，该段渠道的地质及地表情况能代表本标段土方填筑施工的特点。

　渠道设计基本情况为：渠道底宽25.5m，两侧护堤坡脚宽121.7m，渠道土方填筑试验段设计填筑高度为渠底填筑2.2m，设计渠顶填筑高度10.1m，本次填筑试验高度为2m，该试验段土方填筑工程数量大约2.3万m3 。

　2 试验目的 2.1 通过室内试验确定回填料的性质，用以指导施工； 2.2 核查土料压实后是否能够达到设计压实干密度值； 2.3 检查压实机具的性能是否满足施工要求； 2.4 通过碾压试验取得合理的碾压遍数、铺土厚度、土块限制直径、干密度及土

　料含水率等参数，以达到核实土料设计填筑标准的合理性，确定达到设计填筑标准的压实方法； 2.5 确定有关质量控制的技术要求和检测方法，为施工提供依据。

　3 试验依据 3.1《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001； 3.2《堤防工程施工规范》SL260-98； 3.3《土工试验规程》SL237-1999； 3.4《水利水电工程施工组织设计规范》SL303-2004； 3.5 招标文件，设计图纸； 3.6 南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀土处理施工工法。

　4 碾压试验的设备配置 设备配置见下表 设备名称 单位 数量 1.2 m3 挖掘机 台 1 20t 自卸汽车 辆 2 160HP 推土机 台 1 18t 振动碾 台 1 洒水车 台 1 200cm3 的环刀 个 12 电子天平：量程 1000g、精度 0.01g 台 1 电热恒温鼓风 台 1 水准仪 台 1 5 碾压 试验的人员配置 本项目部将在此区间设立由分部副经理韩吉平任施工管理负责人，并配备技术负责人及若干技术施工人员，物资、设备均配有专人负责。人员配备情况详见“主要管理人员一览表”。

　 主要管理人员一览表

　序号 姓名 性别 职务 备注 1 韩吉平 男 项目副经理

　2 王毅飞 男 总质检师

　3 张延军 男 工程技术部部长

　4 盛平青 男 安全质量环保部部长

　5 刘贤友 男 试验室主任

　6 余晓兵 男 试验室副主任

　7 高金良 男 测量队长

　8 李伟哲 男 机电物资部部长

　9 朱啓昌 男 安全员

　10 张智 男 施工员

　 6 质量要求 6.1 碾压质量标准 依据招标文件要求梁提填筑压实度不小于 0.98；如膨胀土掺水泥进行改良，压实度不小于 0.95。本试验段采用普通土进行填筑，压实度应不小于 0.98。

　6.2 质量 保证措施 （1）工程质量的检测采用质量动态管理办法，随时将检测结果、取样地点、试验项目、试验方法、试验结果，及合格与否的评定意见输入计算机，建立工程质量数据库，并将各试验结构逐日绘制工程质量指标管理图，同时随施工的进展分阶段绘制施工质量直方图和正态分布曲线。

　（2）通过过程控制，实现对影响工程质量的主要因素进行有效控制，确保工程质量。

　（3）一般工序控制，由操作人员按作业指导书操作，并进行自检、互检、做好记录。

　（4）重点工序控制，由操作人员按作业指导书操作，经质检工程师验证、记录、评定后由监理人签字认可。

　（5）关键工序控制，操作人员必须严格按照工艺流程和作业指导书操作，将操作过程、使用的检验工具和仪器进行记录。完成工序后申请检查，由质检工程师和监理人到场共同检查，认可签字后方可转入下道工序施工。

　7 试验土料的选取试验 7.1 土料制备 本试验料为渠道开挖范围内的可利用土料，现场碾压试验之前，对渠道开挖的土料，现场取样，进行土的物理性质检验，确定土的可利用性。在土料满足要规范要求的情况下，在通过试验确定该类填筑土料的最大干密度和最优含水率，用以指导施工 。

　7.2 试验用料试验 按《土工试验规程》SL237-1999 的方法进行击实试验，界限含水率试验、级配试验等相关试验，依据击实试验方法确定填料的最佳含水量和最大干密度；分析土质液塑限，根据设计及相关技术要求确定土的性质；通过级配试验及液塑限试可以对土进行分类。当满足试验及相关规范要求时，可以作为回填料使用；对不满足要求的土应考虑改良，并进行相关的改良试验，确保是否可用作回填料。

　8 回填填料施工 土方填筑从最低洼部位开始，水平分层填筑，分层厚度根据填筑料岩性通过碾压试验确定，施工程序为：基础清理、验收→测量放样→进料、摊铺、平整→机械碾压→填筑层验收→转入上一填筑层面。

　土方填筑工艺流程见图

　 8.1 施工准备 （1）在填筑前，进行填筑控制点、线的测量放样，放出或校核已有的控制点、填筑的渠坡轴线、边线等。

　（2）填筑场地原地面地表过分潮湿时，应在场地范围内开挖纵横向排水沟或盲沟，以排除积水。当场地范围内有大片低洼积水地段时，先做土埂，然后用 2.2KW小型潜水泵排除积水，并将杂草、淤泥以及不适宜的材料清除出场。所有填筑面均填成略向一个方向倾斜的平面，并控制好填筑平整度。

　（3）填筑前将填筑区域内的树根、杂草、垃圾及废渣清理干净，对腐植土进行表土清挖，清理范围距最大填筑边线（坡脚线）外侧至少 5m 范围。在护坡道外侧的排水沟，应在沟的外侧填筑土埂，防止水流入。

　8.2 土料填筑 施工方法 土料填筑施工分段进行，分段长度按填筑宽度情况一般为 100～150m，各段填筑试验

　试验报告送监理工程师批准

　测量放样

　基础处理

　填料试验

　试验报告送监理工程师批准

　基础验收

　铺料、平整、压实

　处

　 理

　填料开采运输

　填料质量控制

　质量检测

　进入上一层施工

　填至设计高程

　验

　 收

　不合格

　合格

　之间的填筑工序可安排流水作业，以充分利用施工机械的生产能力，提高施工效率。

　8.2.1 原地面处理 所有填筑基面和接触面均按设计要求作好相应清理，清除基础表面腐植土、杂物，填平压实沟、槽坑，确保基础表面平整。地面横坡陡于 1：5 时，原地面应挖成台阶后填筑，地面横坡陡于 1：2.5 时，应作特殊处理，防止渠堤沿基底滑动。

　8.2.2 测量放样 基础清理完毕后，测量组应及时进行测量放样，测量放样采用全站仪的极坐标形式放样定点，确定填筑边线、桩号、高程等样点。测量放样执行《水利水电工程施工测量规范》（SL52-93）。

　8.2.3 土料铺填 土料由自卸汽车运输进入填筑部位，采用后退法直接卸料。填筑部位底部开始几层填料采用人工薄层摊铺，填筑至基础以上 0.5m 后，采用推土机摊铺，并辅以人工整平，层厚均按照相关规范及现场试验确定。

　在筑堤填筑时，为保证渠坡碾压质量，每层铺料至坡边时，在设计边线外侧超填 50cm，纵向也同时超填 50cm。相邻的分段作业面均衡上升，减少施工接缝，如段与段之间不可避免出现高差时，采用 1:3～1:5 的斜坡相接，并按有关技术要求进行处理。

　8.2.4 洒水 在土料铺筑完成后，如果土料含水量低，则所配洒水汽车在填筑表面直接洒水湿润，要求洒水均匀。

　8.2.5 土料压实 填筑部位底部开始几层人工摊铺的填料，以及与砼结构物接合的部位，采用轻型机具（振动平板夯、蛙夯机等）压实；推土机摊铺的填料层，采用压路机振动碾压实。压实方法采用进退错距法，碾压 4～8 遍，碾压行车速度不大于 2km/h。

　土料的铺料与压实工序应连续进行，以防止土料被晒干，影响填土质量。对表面已风干的土层，应再作洒水湿润处理。如填土出现“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切破坏等现象时，则根据具体情况进行处理，并经检查合

　格后才能进行下道工序施工。

　8.2.6 刨毛作业 在压实检验合格后，下一层填筑前对上一层填筑表面进行刨毛处理，刨毛采用推土机履带在填筑层面上反复行走进行刨毛。对填筑面进料运输线路上散落的松土、杂物以及车辆行驶、人工践踏、内平台形成的干硬光面，应于铺土前彻底清除，并洒水湿润。

　8.2.7 整平削坡 在筑堤填筑完毕后，采用反铲辅以人工削坡处理，并进行整坡压实。对其表面严格按照设计坡度进行整平压实。

　9 碾压试验 9.1 碾压试验 参照《堤防工程施工规范》SL260-98 上所规定的土料填筑厚度及类似工程经验，本次试验土料松铺厚度选择 35cm、 40cm、45cm 三个不同铺土厚度，土块限制直径不大于 15cm，铺料至堤边时应大于设计线两侧各 30cm，为保证推土机能以最佳方式进行推平，参照以往工程经验，拟根据 1.2 的松方对松铺比值系数进行松方卸料控制,推土机推平误差控制在±5cm 以内。

　9.2 碾压要求 9.2.1 碾压机械行走方向应平行于渠堤轴线方向。

　9.2.2 振动碾压作业时宜采用进退错距法，碾迹搭压宽度为 1/3 轮宽。

　9.3 碾压遍数 利用振动碾全场静压 2 遍，以达到稳压的目的，以 2km/h 的行进速度在平行于铺料方向上，以进退法在设定的区域内分别碾压 4、6、8、10 遍，确定最终碾压遍数。

　工艺流程图如下

　 9.4 试验场地 本次碾压试验选在地基处理并检验合格的填筑面上，首先用推土机推平整理，再用振动碾将试验场地的基层碾压密实，以试验场地的长边为轴线方向，60度分为四段，每段长 15m，划分为 4 个试验块，场地选择在渠路堤的一侧及渠底的一部分。

　9.5 试验组合 每块为一个碾压试验区，每个试验区为 100m×15m，对应不同的碾压遍数（共自卸汽车运输 、 进占法卸料

　推土机平料

　测量松铺厚度

　静压 2 遍 振压 4、6、8、10 测量振压后的沉降量 环刀法取样、检测干密度、压实度 Y N Y Y Y Y Y Y 场地平整压实 N Y 取样检测场地压实度 Y Y 挖掘机立面取土 Y—合格 N—不合格

　4 种：N4、N6、N8、N10）不同范围的含水率（共 3 种：W1、W2、W3）和不同的铺土厚度（30cm、35cm、40cm），4 个不同碾压遍数、同一铺土厚度、同一含水率的试验组作为一个试验组合。

　在试验区场地中线一侧的相连两个试验小块，铺设土质、天然含水量、厚度均相同的土料；中线另侧的两个试验小块，土质和厚度均相同、含水量较天然含水量分别增加和减少幅度约 2%。填筑施工场地图如下：

　A1

　A2

　A3

　A4 61m 现根据击实试验结果最优含水率，土料控制含水率范围为最优含水率上下 3各百分点，设为 a1%-a2%，现场制备三种范围的土料进行碾压试验分别为: a1%～（a1+2）%、（a1+2）%～（a1+4）%、（a1+2）%～a2%，每种含水率误差不大于1%。

　9.6 铺土碾压 在第一段碾压试验区先上一层含水率约 a1%～（a1+2）%的土料 25cm 厚，先静压 2遍，然后振动碾压 2、4、6、8 遍。在累计碾压 4、6、8、10 遍后每组分别取样12 个，采用环刀法取样，测定干密度值。然后在同一区域铺同一含水率土料 30cm、35cm 厚，累计碾压 4、6、8、10 遍后，再分别进行取样。第一段碾压结束后，分别在第二段、第三段碾压试验区，按上述方法分别进行含水率范围在（a1+2）%～（a1+4）%和（a1+2）%～a2%的土料碾压。

　自卸车运料上堤，推土机推平，振动凸块碾碾压。行车速度根据土料情况控制在慢速档，碾压采用进退错距法碾压，为避免漏压，严格控制错距宽度，错距在前进时控制，后退时按原路返回。

　错距宽度可按下式控制：

　100m

　b=B/n

　式中：b 错距宽度 m；

　B 碾滚净宽 m；

　n 设计碾压遍数 进退错距法碾压示意图如下：

　9.7 确定最优碾压组合 将每个试验组碾压 4、6、8、10 遍的块各取 6 个试样组成相应的组，然后分别测定其含水率和干密度。

　试验过程中对不同压实遍数所测得的含水率和干密度进行整理，做出不同压实遍数土料含水量和干密度的关系曲线，经整理并绘出铺土厚度，压实遍数和最优含水率、最大干密度关系曲线，最后根据设计干密度，并结合上述曲线计算出最优碾压组合（铺土厚度、碾压遍数、最优含水率）。

　根据所选择的压实遍数和铺土厚度及所对应的最优含水率，确定填筑土料的最佳含水率控制范围。

　9.8 复核试验及现场描述 9.8.1 试验复核 用所选定压实遍数、铺土厚度及对应含水率，再进行一次复核试验，如果碾压结果满足设计、施工要求，即可确定为施工碾压参数。

　9.8.2 现场描述 现场记录：使用的运输设备、卸料方式、铺料方法及碾压机具，观察碾压工作状况；有无黏碾、弹簧、涌土、表面龟裂及压实后有无剪切破坏现象。

　9.9 取样试验成果整理

　9.9.1 取样试验 对每一层土料取样做铺土厚度、碾压遍数、干容重与含水率试验；压实后测

　量表层翻松土层的厚度与有效压实土层的厚...