膨胀土施工技术要求

南水北调中线一期工程总干渠渠道

膨胀土处理施工技术要求

前 言

膨胀土是一种具有特殊性质的土，其处理技术难度、处理工程量和投 资都比较大，是南水北调中线工程面临的关键技术问题之一。南水北调中 线一期工程总干渠沿线涉及到膨胀土问题的渠段较长，涉及范围广、条件 复杂，任何局部的边坡失稳、衬砌结构的破坏都将可能影响渠道正常输水。 为了确保膨胀土渠段的施工安全、施工质量及施工进度，特制定本技术要 求。

本技术要求依托“南水北调中线一期工程总干渠膨胀土试验段（河南 南阳段）试验研究”项目，对膨胀土现场鉴别方法、施工技术、施工控制 指标、质量检测方法、安全监测等提出了较为具体的要求，可供渠道膨胀 土处理设计和施工参考。

本技术要求由编制单位负责解释。

目 录

1 总 则...............................................................................................................1 1.1 编制依据..................................................................................................1 1.2 适用范围..................................................................................................1 1.3 一般规定..................................................................................................2 2 渠段膨胀土膨胀等级鉴定及处理措施现场调整.........................................4 2.1 渠段膨胀等级划分依据..........................................................................4 2.2 膨胀土等级现场判别..............................................................................4 2.3 施工期膨胀土渠道处理的现场调整......................................................5 3 换填土料质量复核与质量要求.....................................................................7 3.1 换填土料质量复核..................................................................................7 3.2 换填土土料质量要求..............................................................................8 4 膨胀土渠道地表及地下水处理.....................................................................9

4.1 地下水特征..............................................................................................9 4.2 地表水处理..............................................................................................9 4.3 施工期间基坑排水................................................................................10 5 膨胀土开挖技术要求...................................................................................12 5.1 膨胀土渠道土方开挖............................................................................12 5.2 保护层开挖与削坡................................................................................13 5.3 建基面的防护........................................................................................14 5.4 地质编录与施工记录............................................................................15 5.5 土方开挖质量检查和验收....................................................................17 6 膨胀土渠道填筑施工技术要求...................................................................20 6.1 换填层填筑材料....................................................................................20 6.2 水泥改性土生产工艺............................................................................20 6.3 非膨胀土换填施工................................................................................21 6.4 水泥改性土换填施工............................................................................24 6.5 填方渠道土方填筑................................................................................26 7 施工期滑坡处理技术要求...........................................................................27 8 施工期安全监测技术要求...........................................................................28 8.1 一般要求................................................................................................28 8.2 监测设施埋设要求................................................................................29 8.3 现场观测要求........................................................................................30 8.4 人工巡视检查要求................................................................................31 8.5 资料整理与初步分析............................................................................32

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1 总 则 1.1 编制依据

本施工技术要求主要依据现行水利水电工程的有关规程、规范，参考 南水北调中线一期工程总干渠南阳膨胀土试验段的试验成果进行编制。依

据的主要规程规范如下：

《土工合成材料测试规程》SL/T235-1999 《土工试验规程》SL/T237-1999 《堤防工程施工规范》SL260-98 《渠道防渗工程技术规范》SL18-2004 《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001 《水利水电工程岩体观测规程》DL5006-2007 《工程建设标准强制性条文(水利工程部分)》 《岩土勘察规范》GB 50021-2001

《建筑地基与基础工程施工及验收规范》GB 50202-2002 《膨胀土地区建筑技术规范》GBJ 112-87

《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》JTG E51-2009

《南水北调中线一期工程渠道工程施工质量评定验收标准（试行）》 NSBD7-2007

施工过程中还应遵循其它相关规程、规范。

1.2 适用范围

1.2.1 本施工技术要求适用于南水北调中线一期工程总干渠膨胀土渠段内 涉及的膨胀土渠道开挖、膨胀土料填筑、膨胀土渠道保护处理等项目的施 工。

1.2.2 非膨胀土渠道开挖工程、非膨胀土填筑工程，一般渠道设计及施工 均涉及到的护坡、砂砾垫层和复合土工膜铺筑、混凝土衬砌等项目施工按 照招标文件相关技术标准或设计单位提出的施工技术要求进行。

1.3 一般规定

1.3.1 膨胀土挖方渠道施工作业程序一般为：开挖前准备、渠道开挖、地 质编录及地质复核、地层膨胀土类别鉴定、保护层开挖、局部滑坡处理、 开挖面临时保护、一级马道以上渠坡防护（包括换填层填筑）、一级马道以 下衬砌结构（包括排水措施施工、换填层填筑、防渗土工膜敷设、混凝土

衬砌施工）施工。

1.3.2 渠道开挖前,完成地表水系导引措施，并按设计要求完成挖方渠道两 侧坡顶防渗层、截流沟、截水堤施工。

1.3.3 在上一级边坡处理完成之前，严禁下一级边坡开挖。

1.3.4 渠道开挖断面轮廓线应符合施工详图所示的开口线、边坡和高程要 求，一般情况下建基面和边坡均不应欠挖。

1.3.5 在实施处理措施前，应首先在室内进行所需换填土料源（包括改性 土）分类指标的相关试验，包括土的液限、塑限、天然含水量及最大干密 度等，并经监理人确认。

1.3.6 当填方渠段采用膨胀土填筑时，施工作业程序大体上概括为：填筑 前准备、建基面清理、堤身膨胀土填筑及外包非膨胀土保护层填筑、填筑 面临时保湿措施，渠堤外坡防护和渠道衬砌结构施工。

1.3.7 堤身采用膨胀土填筑施工时应根据设计材料分区要求，堤身膨胀土 与外层非膨胀土保护层同时上升，堤身填筑应连续作业，填筑期间应采取 临时措施防止填筑体失水。

1.3.8 采用改性方法对膨胀土进行保护时，应首先进行破碎及拌和设备选 型及试验、水泥改性试验，确定水泥掺量、拌制工艺及相关控制指标。 1.3.9 施工中应选取适宜的开挖、运输和碾压设备，应结合所选施工设备 复核换填作业面的稳定。

1.3.10 进行换填施工前，应结合换填作业面的施工条件，对换填土料进行 碾压试验，选择碾压设备、碾压施工工艺、碾压控制指标。

1.3.11 膨胀土渠道应尽量避开雨天施工，渠道开挖施工前，应协商有关方 面对穿越工程场地的地表水系、地下水管等采取导引或迁建处理，并根据 作业面周边的地形条件采取地表水截排措施，避免施工期间各类地表水进 入工作面。

1.3.12 开挖和填筑施工过程中，应对设计开挖面、渠道填筑面进行保护， 防止雨淋冲刷或坡面土体失水。

1.3.13 开挖过程中，应对开挖边坡进行连续安全监测，并安排专人巡查， 发现边坡出现变形、裂缝等坡体失稳迹象时，撤离附近及滑坡体下方机械 和人员，并设置警示标志，并及时报告监理人及主管部门，研究确定处理 方案，并组织实施。待处理后方可继续开挖施工。

1.3.14 按设计要求形成渠道开挖面或换填处理层后，应立即开展后续项目 施工作业，避免开挖面或换填处理层长期暴露。

2 渠段膨胀土膨胀等级鉴定及处理措施现场调整 2.1 渠段膨胀等级划分依据

2.1.1 膨胀土主要根据自由膨胀率大小划分为弱、中、强三个等级，初步 设计阶段渠段膨胀土膨胀等级划分依据为：

（1） 渠段有超过1/3土体试样的自由膨胀率大于90%时，该渠段定为 强膨胀土渠段；

（2） 渠段有超过1/3土体试样的自由膨胀率大于65%时，该渠段定为 中膨胀土渠段；

（3） 渠段有超过1/3土体试样的自由膨胀率大于40%时，该渠段定为 弱膨胀土渠段；

2.1.2 土体膨胀性与地层时代、地貌特征、岩性、颜色、钙质结核分布、 裂隙特征等具有较好的相关性，各勘察设计单位应根据各渠段设计勘察成 果进行膨胀等级分段，并分析研究各类膨胀土的地质地貌特征及宏观物理 特征，建立相应的标准，供渠道开挖时鉴别之用。 2.2 膨胀土等级现场判别

2.2.1 在渠道开挖施工前，勘察设计单位应根据设计勘察成果分析归纳施 工渠段可能出现的各类土（包括非膨胀土）的地质、地貌和宏观物理特征， 膨胀土的现场判别标准见表2.1，并在施工开挖过程中不断完善。 2.2.2 在渠道保护层开挖前，各施工段应根据开挖面揭露的地层土情况， 进行地质编录，并对照判别标准，从地层岩性、地形地貌、土体颜色、钙 质结核含量及分布部位、裂隙发育程度等5个方面对开挖面揭露的地层或

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