土工袋處理膨脹土渠道邊坡施工技術(shù)研究

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段全長2.05km，整個試驗段工程實(shí)施分為兩期進(jìn)行：一期工程為試驗期，從開始施工到試驗結(jié)束；二期工程為永久建筑物完建期，從試驗區(qū)拆除至最終渠道及橋梁施工完畢。根據(jù)現(xiàn)場試驗方案，將試驗段劃分為：填方試驗區(qū)、弱膨脹土試驗區(qū)和中膨脹土試驗區(qū)。中膨脹土試驗區(qū)分為7個亞區(qū)，每區(qū)長80～120m。根據(jù)試驗?zāi)康牟贾貌煌囼灧桨?，不同的方案中布置有不同的填筑處理措施，中膨脹土試驗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，同時為其他的膨脹土渠段設(shè)計和建設(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)計要求的土料，要對開挖出來的土料進(jìn)行粉碎，試驗段采用裝載機(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)行自動篩分，其出料口所出土料均不大于5cm完全滿足設(shè)計要求，該設(shè)備生產(chǎn)效率較高每小時出土量為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，然后使用電動縫口機(jī)進(jìn)行縫口，縫口不能有漏縫、錯縫現(xiàn)象出現(xiàn)，縫口所用的線強(qiáng)度設(shè)計要求≥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平夯再夯實(shí)一至兩遍。

3.3 土工施工過程中注意事項

（1）鋪設(shè)時，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)方向為袋口方向垂直于碾壓機(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)時要進(jìn)行錯開布置，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，各項技術(shù)指標(biāo)也比較容易控制。

土工袋填筑施工中的各項技術(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)通過對試驗段的應(yīng)用實(shí)踐得出，這種方法較為簡單而且各項施工指標(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。

參考文獻(xiàn)

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