高級(jí)土木工程師職稱論文發(fā)表范文

　　摘要：南水北調(diào)中線工程為解決部分標(biāo)段因膨脹土渠道開(kāi)挖保護(hù)回填缺少合適土料，進(jìn)而采用水泥改性土換填施工;為保證換填面碾壓密實(shí)度和機(jī)械安全作業(yè)寬度，渠坡每層換填需要有一定的超填寬度。在渠坡襯砌施工前，需將坡面削至設(shè)計(jì)邊線，因此就造成了改性土削坡預(yù)料的產(chǎn)生。如不解決好削坡余料的利用，將會(huì)造成大量資源和資金的浪費(fèi)。

　　關(guān)鍵詞：膨脹土,改性土,削坡,余料,利用,部位

　　一. 概述

　　南水北調(diào)中線干線工程在建項(xiàng)目總長(zhǎng)1125km，共53個(gè)土建設(shè)計(jì)單元工程、166個(gè)施工標(biāo)段;有膨脹土(巖)的渠段累計(jì)長(zhǎng)約368km，占在建項(xiàng)目總長(zhǎng)度的33%。其中：弱膨脹土渠段長(zhǎng)213.075km，挖深<15m的中膨脹土渠段長(zhǎng)100.513km，挖深≥15m的中膨脹土渠段長(zhǎng)28.896km，強(qiáng)膨脹土渠段長(zhǎng)25.588km。

　　初步設(shè)計(jì)階段，經(jīng)多方案比選論證，對(duì)膨脹土(巖)渠道采取放緩渠坡和對(duì)膨脹土(巖)渠床換填保護(hù)層的措施處理，后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和分析研究，并針對(duì)膨脹土(巖)的特性以及膨脹土(巖)渠坡失穩(wěn)的機(jī)理和現(xiàn)象，為了進(jìn)一步提高工程的運(yùn)行安全度，對(duì)處理施工進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是對(duì)強(qiáng)膨脹土(巖)渠道和挖深≥15m的中膨脹土(巖)渠道在原換填保護(hù)層的基礎(chǔ)上，根據(jù)開(kāi)挖后的地質(zhì)情況增加了水泥改性土換填、邊坡抗滑樁和部分坡面鋼砼梁系，以加大保護(hù)力度。

　　水泥改性土換填的渠段分布在19個(gè)設(shè)計(jì)單元(占總設(shè)計(jì)單元的35.8%)，54個(gè)土建施工標(biāo)段內(nèi)(占總施工標(biāo)段的32.5%)，需要改性土換填的渠段累計(jì)長(zhǎng)度約300.22 km，占膨脹土渠段的81.6%;水泥改性土填筑量約3225.62萬(wàn)m3。

　　二. 使用改性土的原因

　　膨脹土中含有較多的粘粒和親水性較強(qiáng)的蒙脫石或伊利石等礦物質(zhì)成分，因此膨脹土就具有了這些礦物質(zhì)成分所具備的物理特性，遇水膨脹，強(qiáng)度降低;失水干縮，強(qiáng)度增強(qiáng)。膨脹土的液限、塑限和塑性指數(shù)較大，壓縮性偏低，在天然含水率狀態(tài)下處于較堅(jiān)硬的狀態(tài)，遇到外部環(huán)境變化，膨脹土的物理特性會(huì)使其展現(xiàn)出很強(qiáng)的力學(xué)特性。膨脹土遇水膨脹，其擴(kuò)張力會(huì)使渠道的襯砌版被頂出或拉裂;膨脹土失水收縮，會(huì)使已開(kāi)挖成型的渠道產(chǎn)生滑塌。因此，膨脹土渠坡易產(chǎn)生溜塌和滑坡等嚴(yán)重事故，還會(huì)產(chǎn)生收縮開(kāi)裂、膨脹、松散、剝落等病害，對(duì)工程建設(shè)和后期運(yùn)行潛在嚴(yán)重的破壞性。

　　填筑土料摻加3%~6%的水泥改性是最有效的降低自由膨脹率的方法。水泥的摻入改變了膨脹土的結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分，從而改變了膨脹土的物理力學(xué)特性，進(jìn)而有效的降低了自由膨脹率的方法。

　　水泥改性土用于膨脹土挖方渠道的渠坡填筑和弱膨脹土填筑渠堤的外側(cè)保護(hù)層填筑，隔絕膨脹土，尤其是強(qiáng)膨脹土與大氣環(huán)境接觸，避免因外部環(huán)境變化致使膨脹土體物理性質(zhì)發(fā)生改變，造成工程破壞或無(wú)法正常運(yùn)行。因此水泥改性土的應(yīng)用能夠有效的起到保護(hù)渠床的作用。同時(shí)水泥改性土進(jìn)行的填筑應(yīng)滿足相關(guān)設(shè)計(jì)要求，改性土的抗剪強(qiáng)度應(yīng)滿足自身穩(wěn)定及其與被保護(hù)體結(jié)合面上的抗滑穩(wěn)定要求。

　　由于黃河以南的大部分地區(qū)及黃河以北的部分標(biāo)段所在區(qū)域無(wú)法獲得自由膨脹率<20%的土料進(jìn)行挖方渠道渠坡或渠堤保護(hù)層的填筑，或由于運(yùn)距較遠(yuǎn)，施工成本很大等原因，所以選用自由膨脹率<65%中、弱膨脹土摻和3%～6%的水泥，降低其自由膨脹率至35%以下，才能用于膨脹土(巖)渠床保護(hù)的換填材料和采用弱膨脹土填筑渠堤的外層保護(hù)材料。

　　三. 削坡余料的產(chǎn)生

　　在渠道改性土填筑的過(guò)程中，為確保外坡角壓實(shí)度，并適當(dāng)考慮到碾壓機(jī)械的工作面要求，改性土鋪料時(shí)需超填。超填土料宜按照渠道設(shè)計(jì)坡比放坡，鋪土厚度(松鋪)一般為35cm～40cm，垂直換填厚度一般在100～250cm。根據(jù)不同的換填厚度，同一層以設(shè)計(jì)外坡腳為基準(zhǔn)，頂部超填寬度不小于30cm(參見(jiàn)圖1)。超填部分可作為換填層的保護(hù)層，在渠道襯砌施工前削坡修整到設(shè)計(jì)邊坡輪廓。

　　設(shè)計(jì)邊坡一般為1:2.0～1:3.0，換填厚度為30cm，超填寬度一般為90～120cm。一般的運(yùn)輸、碾壓和推土機(jī)等設(shè)備的作業(yè)寬度都在3.0m左右，為保證設(shè)備的安全工作面，因此超填寬度一般在150cm以上。按此計(jì)算一般填筑的超填量在25～30%。以目前施工單位改性土的單方平均報(bào)價(jià)100元/ m3計(jì)算，換填總量在3225.62萬(wàn)m3, 超填余料約為806萬(wàn)m3, 如果此部分的余料不加以利用，造成的損失約為8.06億元，數(shù)目相當(dāng)可觀。為減少不必要的損失、節(jié)約成本，施工單位有責(zé)任將其綜合利用。

　　四.削坡余料的利用

　　在中線局印發(fā)的《南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道水泥改性土施工技術(shù)規(guī)定》(試 行)中有明確的規(guī)定改性土削坡余料可以用在渠道斷面經(jīng)設(shè)計(jì)同意的次要部位，即過(guò)水?dāng)嗝嬉酝獾牡胤娇衫孟髌掠嗔稀Ｏ髌掠嗔峡蓱?yīng)用的范圍

　　改性土在填筑上層時(shí)，宜將下層削至設(shè)計(jì)邊線，并預(yù)留10cm～15cm的保護(hù)層。削坡余料要及時(shí)運(yùn)輸至渠道施工作業(yè)面以外的堆存場(chǎng)地。削坡余料要每平鋪20cm，撒一遍水，堆存一定方量后，需用塑料布將其覆蓋，悶蓋至少3天以上。目的是為了將削坡余料充分浸透，使土料完全松散，因?yàn)楦男酝猎诎韬贤瓿刹⒃诳諝庵斜┞兑欢螘r(shí)間以后，由于水泥水化的作用，土料會(huì)結(jié)塊并出現(xiàn)砂化的顯現(xiàn)，如不加水悶蓋將其充分浸透，改性土土料再次利用時(shí)很難達(dá)到壓實(shí)度要求。

　　經(jīng)悶蓋后的削坡余料要按設(shè)計(jì)要求新進(jìn)行最大干密度、最優(yōu)含水率、自由膨脹率等檢測(cè)(檢測(cè)方法同改性土)，并進(jìn)行碾壓試驗(yàn)確定合適的壓實(shí)方法和參數(shù)，才可用于次要部位的填筑。對(duì)于削坡余料可不再進(jìn)行水泥含量的檢測(cè)，因?yàn)橄髌掠嗔辖?jīng)水泥改性后自由膨脹率滿足要求。應(yīng)重視的問(wèn)題是削坡余料經(jīng)加水悶蓋后是否已經(jīng)完全松散可重塑、不再有結(jié)塊，填筑時(shí)壓實(shí)度能否達(dá)到填筑要求。

　　五、結(jié)束語(yǔ)

　　南水北調(diào)中線工程全線改性土填筑施工因工程本身和安全作業(yè)的需要，會(huì)產(chǎn)生數(shù)量相當(dāng)可觀的削坡余料。如果削坡余料不加以合理利用不僅會(huì)造成資金的浪費(fèi)，更會(huì)造成資源的浪費(fèi)。如何利用好改性土削坡余料，需要南水北調(diào)的每一名參建者出謀劃策，也是每一個(gè)施工單位應(yīng)盡的義務(wù)，節(jié)省工程投資，合理利用資源。將國(guó)家的資金用于更需要的地方，土地資源也能得到更有效的保護(hù)和利用。

　　參考書(shū)籍：

　　[1] 南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹土處理施工工法(NSBD—ZXJ—4—01)

　　[2] 南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹土處理施工技術(shù)要求(NSBD—ZXJ—2—01)

　　[3] 南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹土處理施工監(jiān)理實(shí)施細(xì)則(NSBD—ZXJ—4—02)

　　[4] 南水北調(diào)中線一期工程總干渠渠道膨脹巖處理施工技術(shù)要求(NSBD—ZXJ—2—02)

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