南水北調(diào)中線工程京石段S3標砂土筑堤試驗研究

王志波

（河北省南水北調(diào)工程建設(shè)管理局，石家莊 050021）

工程施工

南水北調(diào)中線工程京石段S3標砂土筑堤試驗研究

王志波

（河北省南水北調(diào)工程建設(shè)管理局，石家莊 050021）

為解決京石段S3標段筑堤缺少粘性土的難題，將筑堤方案變更為中細砂加筋（土工格柵）筑堤方案。由于加筋土筑堤技術(shù)沒有成熟的施工工藝參數(shù)和施工方法可供參考，為確保設(shè)計方案在技術(shù)、經(jīng)濟上的合理性，通過現(xiàn)場試驗和研究為S3標砂土筑堤提供了施工工藝方法和施工技術(shù)參數(shù)。

砂土；筑堤；試驗

京石段S3標段位于河北省石家莊市西北，包括4845.12m渠道和6座交叉公路橋，工程等別為I等。渠道全部為土渠，半挖半填型式，挖深4.0～5.0m，填筑高度為3.0～5.4m。原設(shè)計外借粘性土35萬m3，外棄砂土100萬m3。工程實施過程中，因取土場征地困難等原因?qū)е驴捎糜谔钪恼承酝链蟠鬁p少，工程因缺少粘性土而停工。為確保工程進度及質(zhì)量，將筑堤方案變更為中細砂加筋（土工格柵）筑堤方案。

由于土和加筋材料間相互作用所產(chǎn)生的極其復(fù)雜的力學(xué)特性，作為“三新”方案（新技術(shù)、新材料、新工藝）的加筋土筑堤方案，目前并沒有成熟的設(shè)計方法，也沒有成熟的施工工藝參數(shù)和施工方法可供參考，為確保設(shè)計方案的可行性及其在技術(shù)、經(jīng)濟上的合理性，進行了試驗研究。

1 試驗時間、場地與材料

為確保工程進度和減少臨時占地的征占，本次加筋土筑堤現(xiàn)場試驗地點選擇在S3標渠段范圍內(nèi)總干渠左堤，設(shè)計樁號243+350～243+470范圍內(nèi)。試驗渠段典型設(shè)計橫斷面圖如圖1。

圖1 中細砂加筋筑堤典型設(shè)計斷面圖

現(xiàn)場試驗開始于2007年9月1日，2007年10月8日完成。主要投入資源如表1。

表1 現(xiàn)場試驗主要資源投入

續(xù)表

2 試驗過程

根據(jù)加筋土筑堤現(xiàn)場試驗段施工布置及要求，加筋土筑堤現(xiàn)場試驗工藝流程如圖2。

圖2 加筋土筑堤現(xiàn)場試驗工藝流程

2.1 建基面

（1）清理雜草，用推土機平整堤基，修整平順均勻，局部高差不大于5cm。

（2）灑水車灑水至表層徹底濕潤，且表面無積水。

（3）用20t振動碾靜壓1遍。

（4）用壤土按1∶10的坡度在碾壓試驗區(qū)域的兩端鋪筑上下堤的坡道，并用20t振動碾分層壓實。

（5）試驗區(qū)域放出中心線，測量確定填筑基面的高程，按照設(shè)計圖紙和現(xiàn)狀高程確定渠堤兩側(cè)的設(shè)計邊界線及土工格柵的鋪設(shè)邊界。

管福彩“高?！?，管交通“高?！保艿V產(chǎn)“高?！薄瓕嶋H上，當官都高危?！度嗣裾搲丰槍賵鰨徫蛔鲞^一項調(diào)查發(fā)現(xiàn)，44%的受調(diào)查者認同“做官也是一種高風(fēng)險職業(yè)”，并認為官場十大高風(fēng)險崗位分別為國土局長、交通廳長、縣委書記、公安局長、組織部長、建委主任、安監(jiān)局長、市委書記、國企老總、房管局長。而在一地當“一把手”接連落馬的情況，這幾年來在云南昆明、安徽淮南、廣東茂名、山西太原、河南三門峽等地都曾出現(xiàn)過。山西太原就曾經(jīng)有過三任市委書記和三任市公安局長相繼出問題。云南昆明前后4任市委書記落馬，前后歷時12年。安徽淮南市則有4任市委書記落馬。

2.2 土工格柵材料準備及鋪設(shè)要求2.2.1材料準備

由自卸汽車將試驗需用的土工格柵運至施工現(xiàn)場，拆卷、拉伸，用大剪刀裁減出設(shè)計規(guī)定的長度，人工鋪設(shè)。

2.2.2 鋪設(shè)要求

鋪設(shè)土工格柵時，人工拉伸、順直、繃緊，以U型釘釘于基面，U型釘可采用準6的光圓鋼筋加工，長50cm，釘入堤面20cm。U型釘?shù)牟贾貌捎?m間隔的梅花型，用量統(tǒng)計約為6個/m2。相鄰?fù)凉じ駯挪捎媚猃埨K帶綁扎，綁扎間距為30cm。土工格柵縱向盡量不拼接，若需要拼接時搭接1格。

2.3 填筑料（中細砂）上堤攤鋪與整平

2.3.1 上堤方式

在試驗的最初階段，考慮由自卸汽車將土料直接上堤攤鋪。但隨著試驗時堤層的增加，在對砂土層進行加筋時，自卸汽車在第二層時即無法上堤。通過研究，將開挖、運輸來的土料堆集在試驗現(xiàn)場旁，用裝載機端運輸上堤。

由于加筋材料不允許施工機械直接在其上行走。因此，裝載機在進行粗平、攤鋪時，需要采用進占法粗平、攤鋪。在裝載機粗平完畢后，可用大功率推土機精平。最后由平地機來控制表面的平整程度。

2.4 灑水、碾壓與取樣檢測

鑒于砂土在灑水過程中因水體的沖擊可獲得較好的密實作用及便于試驗過程中較為準確地控制和測算出灑水量等，本次試驗灑水采用灑水車直接上堤灑水。本次試驗?zāi)雺悍绞讲捎眠M退錯距法，碾壓時，先進行靜壓，在靜壓1～2遍后，再進行弱振，避免直接進行振動碾壓導(dǎo)致出現(xiàn)陷車的現(xiàn)象發(fā)生。取樣檢測采用環(huán)刀法、酒精燃燒法等來檢測壓實后的壓實系數(shù)。

2.5 碾壓設(shè)備的選擇

采用目前最普遍使用的20t級振動平碾，行駛速度控制在2.0km/h以內(nèi)。

2.6 質(zhì)量控制與質(zhì)量檢測

為了消除取樣操作的誤差，確保加筋土筑堤現(xiàn)場試驗的質(zhì)量，在評定是否合格時采用所有檢測數(shù)據(jù)的合格值來代表檢測結(jié)果，包括采用全部檢測點來檢查是否合格來判定等具體的措施，用環(huán)刀法測定砂土壓實后的相對密度，為筑堤碾壓結(jié)果的檢測、控制提供依據(jù)等。

3 試驗獲得的技術(shù)參數(shù)

試驗取得的加筋土筑堤施工技術(shù)參數(shù)如表2。

表2 相關(guān)技術(shù)參數(shù)及其說明

續(xù)表

4 技術(shù)參數(shù)驗證

針對南水北調(diào)中線S3標加筋土筑堤現(xiàn)場試驗段的試驗結(jié)果，2007年10月8日，由河北省南水北調(diào)工程建設(shè)管理局組織、監(jiān)理單位主持在S3標項目部召開了“南水北調(diào)中線京石段S3標渠道中細砂加筋筑堤試驗專家論證會”，經(jīng)充分討論，形成一致意見：試驗方案合理，工藝和方案可行，結(jié)果滿足設(shè)計要求，至此，南水北調(diào)中線S3標加筋土筑堤試驗獲得成功。為保證工程進度，S3標于2007年10月9日展開了大范圍的加筋土筑堤施工，截止2007年12月底加筋土筑堤施工完畢，S3標共完成加筋土筑堤16萬m3，施工時段主要處于秋冬季節(jié)，通過大范圍的加筋土筑堤施工，再次驗證了現(xiàn)場試驗段關(guān)于施工技術(shù)參數(shù)等指標的合理性。

5 結(jié)語

（1）通過加筋土現(xiàn)場筑堤試驗，從技術(shù)角度驗證了合理的加筋土設(shè)計方案在無約束高填方狀態(tài)下，相對密度或壓實指標能夠達到設(shè)計要求的Dr≥0.75，實際施工中現(xiàn)實可行；同時通過試驗得出了加筋土筑堤合理的工藝流程和主要施工技術(shù)參數(shù)的選取和控制。

（2）從經(jīng)濟角度分析，對比粘性土筑堤，當粘性土不足，砂土富裕時，將粘性土填筑不足的部位采用砂土（加筋土）填筑時，可以節(jié)省相應(yīng)的取土費用和棄土費用，極大地保護了寶貴的土地資源，有利于社會的可持續(xù)發(fā)展。

（3）加筋土筑堤具有良好的工程效益、經(jīng)濟效益和環(huán)境效益，并且展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。

［1］GB 50290—98，土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］GB/T 17689—1999，土工合成材料-塑料格柵規(guī)范［S］.

［3］SL237—1999，土工試驗規(guī)程［S］.

［4］SL260—98，堤防工程施工規(guī)范［S］.

［5］SL/T225—98，水利水電工程土工合成材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范［S］.

Test study on sand in embankment construction of S3 bid section in Beijing-shijiazhuang section

WANG Zhi-bo
（Hebei Province Construction and Administration Bureau of South-to-North Water Transfer Project,Shijiazhang 050021,China）

In order to solve the problem of lack of cohesive soil in embankment construction of S3 bid section in Beijing-Shijiazhuang section,the embankment construction scheme will change tomedium-fine sand reinforced.Because ofwithout mature construction technical and technical parameters of reinforced soil in embankment construction for reference,in order to ensure the rationality of the design on the technology and economy,through field experimental and research,this paper provides construction technical and technical parameters for sand in embankment construction of S3 bid section.

sand；embankment construction；test

TV52

B

1672-9900（2015）01-0079-04

2014-11-17

王志波（1976-），男（漢族），河北承德人，高級工程師，主要從事南水北調(diào)工程建設(shè)管理工作，（Tel）13831176834。