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引江济淮工程（安徽段）江淮沟通段J007-1标水泥改性土换填施工方案编制：复核：审核：中铁五局集团有限公司江淮沟通段J007-1标工程2019年04月目录1、工程概况..............................................32、编制依据..............................................33、水泥改性土换填施工技术工法............................43.1工艺流程............................................43.2施工工法............................................43.2.1原材料选择及工艺试验.........................43.2.2土料开采运输.................................53.2.3碎土.........................................53.2.4改性土水泥掺量及拌制.........................53.2.5水泥土运输...................................63.2.6填筑.........................................74、质量保证措施..........................................85、安全保证措施..........................................96、人员配置.............................................107、机械设备配置.........................................10水泥改性土施工技术方案1、工程概况水泥改性土，是指将一定比例的水泥掺入膨胀土土料之中以改善膨胀土的性质或结构，使膨胀土丧失膨胀潜能，并在一定程度上提高土体强度或承载力。引江济淮工程（安徽段）江淮沟通段施工J007-1标段位于江淮沟通段内，桩号41+681.7~43+600处，该标段总长1.918km。段内分布1座公路桥梁建筑物，两座跌井建筑物。本段河渠均为岗地开挖，开挖深度20～37.5m。从揭露的地质钻探资料分析，该段边坡土质多为上弱或中膨胀土、砂性土，下部软岩结构，本段软岩为全风化、强风化、中等风化粉砂岩或泥岩。该标段全为混合边坡，影响稳定的主要因素除岩体风化程度外，存在边坡高地下水位出溢问题及高边坡稳定问题。本标段河渠工程主要内容为：河道土石方开挖、膨胀土、崩解岩边坡防护、新建管护道路、新建余圩跌水、方大塘跌井、窦小郢跌井及弃渣场水土保持工程等。河道设计标准断面：河道底宽60.0m，底高程13.4m，边坡坡比：岩质边坡1:2，土质边坡1:3，坡面每抬高6m设一阶平台，一级平台宽4.0m，二级平台兼做管护道路，宽8.0m，三级及以上平台宽3.0m。本标段内上层土分布有⑤层重、中粉质壤土，具有弱或中膨胀性，需进行换填处理措施。即表层换填弱膨胀掺入4%水泥的重粉质壤土（改性土）覆盖，对弱膨胀土表面换填垂直于坡面厚度1.0m水泥改性土，对中膨胀土表面换填1.5m厚水泥改性土。2、编制依据1、引江济淮工程（安徽段）江淮沟通段施工J007-1招标、投标文件；2、引江济淮工程（安徽段）江淮沟通段施工J007-1施工合同；3、项目现场勘查、测量资料和项目初步设计报告及设计图册；4、引江济淮工程（安徽段）江淮沟通段J007-1河渠及交叉建筑物工程施工图设计第一册（河道部分）；5、《土工试验规程》SL/T237-1999；6、《堤防工程施工规范》(SL260-2014)7、《土样和试样制备》SL237-002-1999；8、《工程建设标准强制性条文（水利工程部分）》。9、《碾压式土石坝施工规范》SL18-2004；10、《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ112-87；3、水泥改性土换填施工工法3.1工艺流程土料开采运输→碎土→水泥土拌制→运输→摊铺→碾压→取样检测3.2施工工法3.2.1原材料选择及工艺试验在施工之前，首先通过室内试验取得弱膨胀土或中膨胀土土料的物理指标参数，包括粘粒含量、塑性指数、膨胀率、水泥掺量等。根据室内试验取得的参数，进行现场碾压施工工艺试验，确定碾压机械及铺土厚度、碾压遍数、压实机械等参数。这些参数在施工中进行验证，并根据实际情况进行调整。原材料选择的技术要求为：（1）本工程所用的水泥改性土的改性材料、水泥土的固化材料选用P.O42.5普通硅酸盐水泥。（2）本工程水泥改性土所用天然土料的自由膨胀率控制在21-65%范围内；自由膨胀率小于21%的天然土料按设计要求直接采用、无需改性，自由膨胀率大于65%的天然土料生产的改性土不允许用于本工程。（3）对于不同取土区域，采用不同开采方式开采的土料，分别通过室内试验取得天然土料的物理力学参数，包括抗剪强度指标，天然含水量，粘粒含量，塑性指数，自由膨胀率，最优含水率，最大干密度等。当天然土料中含有姜石或砾石时应测定其含量。（4）本工程水泥改性土所用天然土料包括：粉细砂、粉砂、粉土以及自由膨胀率小于65%的天然土料。料源满足以下要求序号项目指标1含水率（土料）18％左右（需进行翻晒后进行破碎）2土料粒径（土料破碎后）土块粒径不大于10cm，10cm～5cm粒径含量不大于5%，5cm～1cm粒径含量不大于40%3原土料自由膨胀率（4%水泥掺量）＜65％3、拌合料满足此表要求序号项目指标1设计水泥掺量4%2最优含水率（水泥改性土拌合料）由击实试验确定3含水率（水泥改性土拌合料）最优含水率+1%~+3%4压实度≥96％（轻型压实标准）5最低碾压遍数66水泥掺量均匀性平均值不小于设计掺量，水泥含量标准差不大于0.83.2.2土料开采运输土料的开采根据现场施工组织和施工场地的不同，可分为临时性堆放和直接堆放。临时性堆放，是指从渠道开采的弱（中）膨胀土土料运至指定地点分区堆放，在进行改性土制备前，用挖掘机挖装、自卸汽车运输，将土料转运至拌和场。直接堆放，是指在渠道施工过程中工作面能够做到连续作业，将从渠道开挖出来的土料直接运至拌和场堆放。3.2.3碎土碎土在拌和场内采用液压碎土机进行，剔除膨胀土土料内粒径大于10cm的钙质结核或土块。碎好的土料，粒径含量要满足有关技术要求。采用轮式装载机上料碎土、拢堆，采用塑料布临时覆盖。3.2.4改性土水泥掺量及拌制（1）改性土水泥掺量确定①水泥改性土的水泥掺量根据土料膨胀特性，经室内试验确定，选择改性土水泥掺量时不同自由膨胀率天然土料改性水泥掺量参考下表，水泥掺量按下式计算：式中：Gs─水泥重量；S─水泥掺量百分比，根据被改性土豆粉膨胀特性由下表确定；Gc─被改性土重量；─被改性土改性拌和时含水率。不同自由膨胀率天然土料改性土水泥掺量室内试验控制指标原状土自由膨胀率（%）改性土控制指标28天自由膨胀率（%）最大干密度（kg/m3）28天饱和无侧限抗压强度（kPa）水泥掺量S参考值最小值掺量确定21~35--≥1.67--3%3%直接取3%36~45≤0.70xα≥1.66≥2504%3%室内试验四方确定46~55≤0.65xα≥1.65≥3005%4%56~65≤0.60xα≥1.63≥3506%5%②确定天然土料的自由膨胀率时，应根据实际土料的特性进行分区规划，并根据天然料场分层特性确定开采方式和开采层，确定改性土水泥掺量时取开采层内天然土料的混合料进行试验。（2）改性土拌制我部水泥土的拌制方法采用稳定土拌和机拌制。所使用拌和机型号为：WDB800G。每小时生产能力为：800t。拌和添加的土料、水泥重量比例，由试验室通过EDTA滴定试验确定。通过试验，绘制水泥含量标准曲线，以便检测水泥改性土水泥含量，然后进行稳定土拌和机拌和水泥改性土的试验，以确定拌和机运行控制参数。将碎好的土料用装载机送至稳定土拌和机集料斗。为保证土料质量，集料斗上口一般加工成带坡度的型式，并在上口设置筛网，每个小网格边长不宜大于10cm，以过滤掉粒径不合格的土料。拌和称量系统按试验参数控制土料、水泥和水的重量。充分拌和，时间一般不少于2min。出料后，取样进行均匀性检测。均匀性可采用水泥含量标准差控制，用EDTA滴定法测定水泥含量，平均值不得小于设计掺量。水泥改性土水泥含量标准差不得大于有关技术要求。检测合格的水泥改性土，由装载运输。3.2.5水泥改性土运输采用轮式装载机装料、自卸车运输至填筑工作面，采用“进占法”卸料。:23.2.6填筑填筑前进行基面清理及验收，检测基面的坡度，清除松土。（1）改性土料摊铺采用推土机铺料和平土。为保证碾压机械的工作面、确保边角压实度，铺土边线在水平距离上要进行超填。在摊铺的同时，采用推土机在坡面上推出台阶以保证土体的结合，台阶高度与铺土层厚相同。在铺料过程中，严格按照碾压试验的参数控制铺料厚度，用插钎检测。（2）碾压采用凸块振动碾进行碾压，碾压结束后，环刀法取样检测压实度，合格后进行下一层的填筑。（3）削坡在换填完成后，人工配合挖掘机进行削坡。由有经验的挖掘机操作人员按样槽进行削坡，削坡方向垂直于渠道轴线，由上至下顺坡进行。土料拢集于坡下后，装车运至拌和场进行再次拌和，用于设计或有关技术要求允许使用的部位，使削坡余料得到最大限度的利用。削坡时应预留5～10cm的薄土层。预留的薄土层削坡时，将挖掘机斗齿前焊接一块厚约20mm的钢板作为“刮板”，长度同挖掘机斗宽，宽度约为15cm，前缘与斗齿齐平，开挖方向垂直于渠道轴线，沿坡长自上而下的将预留的薄土层刮除，人工用平头铁锹将坡面遗留的松土清至挖掘机附近，随“刮板”拢堆。在坡面上钉木桩，每5m作为一个断面，按坡度放样，在桩位上固定尼龙线，挂线后进行钉桩加密，人工进行坡面整理，直至坡面平整度和坡度符合规范要求。填筑程序图示超填部位尺寸图示3.3水泥土施工方法建筑物基础水泥土换填施工方法参照水泥改性土换填施工工法。4、质量保证措施（1）对于稳定土拌和机，为保证拌和的均匀性，除严格控制土料粒径外，拌和时间对均匀性的影响很大。拌和时间要通过试验确定。（2）填筑时采用进占法施工，由于换填的厚度小，填土时运输车辆在同一工作面反复碾压，造成土料剪切破坏及弹簧土。在边坡换填时，为减少运输车辆对填筑面的反复碾压，采用推土机推送。（3）在碾压时，由于受天气影响，填筑层表面风干很快。为保证层间结合，在进行上一层铺土施工之前，需要对结合面进行洒水。填筑前在原渠坡上逐层进行开蹬处理，台阶高为每一层铺土的厚度（虚铺）。（4）水泥掺量、拌和均匀度、土料含水量、粒径、拌和用水量、拌和遍数直接影响水泥改性土的质量。在制备水泥土时必须严格按照试验参数进行拌制，严格进行检测。（5）水泥改性土拌制完成后，需要在现场取样检测拌和质量，检测时主要检测拌和均匀度以及水泥含量、含水量是否满足要求。（6）摊铺时水泥改性土的含水率宜高于最佳含水率的1.0﹪～2.0﹪，以补偿在摊铺及碾压过程中的水分损失。（7）雨季施工应特别注意天气变化，避免使水泥和混合料受到雨淋。降雨时应停止施工，已经摊铺的水泥土应快速碾压、封面并覆盖。（8）超填的余料经试验论证其作为填筑再利用料的可行性后方可再次利用作为填筑料源。超填的余料在削坡后运输至指定位置堆存，采用防雨布等进行覆盖保护，防止其水分变化，以便再次填筑利用。再次利用填筑前需重新加水回拌，检测合格后再次利用。5、安全保证措施（1）现场道路平整、坚实、保持畅通，弯道、危险地点、分叉点埋设安全标志，现场道路符合相关规定；（2）施工现场实施机械安全管理验收制度，机械安装要按照规定的安全技术标准进行检测，所有操作人员要持证上岗，使用期间定机定人，保证设备完好率；（3）施工现场的临时用电严格按照相关规范执行；（4）各工区、道路及生活区设置足够的照明系统，在凡可能漏电伤人或易受雷击的电器设备及建筑物均设置接地或避雷装置，并定期派专业