南水北调中线一期工程总干渠陶岔～沙河南段（委托建管项目）南阳段第一施工标段
18T、22T振动碾碾压
试验段总结
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南水北调中线一期工程总干渠陶岔～沙河南段（委托建管项目）南阳段第一施工标段
中国水利水电第十三工程局有限公司
南水北调南阳段一标项目部
二〇一一年三月三日
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南水北调中线一期工程总干渠陶岔～沙河南段（委托建管项目）南阳段第一施工标段
目 录
一、工程概括 ...................................................................................... 3 二、试验段施工目的 ............................................................................ 3 三、试验段人员、设备配置 ................................................................. 3 1、现场组织机构及人员 ...................................................................... 3 2、现场投入机械设备 .......................................................................... 4 四、有关施工参数 ............................................................................... 4 五、试验段施工流程 ............................................................................ 5 六、施工前的准备工作 ........................................................................ 5 七、碎土 ............................................................................................. 5 八、水泥改性土拌制 ............................................................................ 6 九、施工与检测 ................................................................................... 6 十、试验数据统计分析 ........................................................................ 6 1、碾压试验段具体实施时间见下表： ................................................. 7 2、水泥改性土试验段各层水泥剂量滴定试验结果 ............................... 7 3、压实度与碾压遍数汇总统计表 ........................................................ 7 4、断面测量检查土料的松铺厚度和压实厚度 .................................... 11 十一、试验参数总结 .......................................................................... 11 十二、施工注意事项 .......................................................................... 12
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18T、22T振动碾碾压试验段施工总结
根据《堤防工程施工规范》（SL260—98）、《碾压式土石坝设计规范》（SL274—2001）、《土工试验规程》（SL/T237—1999）、《南水北调中线一期工程总干渠陶岔～沙河南段南阳段第一施工标段招标—技术条款》和设计图纸要求，2012年2月28日我标段在TS88+600～TS88+650右堤分别进行了18T、22T振动碾弱膨胀土、水泥改性土碾压试验段施工。
一、工程概括
本标段设计桩号：TS87+925～TS94+365，全长约6.44km；标段内共有各类建筑物11座，其中河渠交叉建筑物1座，左岸排水建筑物4座，渠渠交叉建筑物1座，退水闸1座，公路桥3座，生产桥1座。
涉及工程量：弱膨胀土填筑约249.6万m3，水泥改性土填筑约60.4万m3（不包括合同外增加的水泥改性土19.23万m3）。
二、试验段施工目的
参考水电十三局【2011】技案030号-《渠堤弱膨胀土填筑试验段总结报告》、水电十三局【2011】技案036号-《水泥改性土填筑试验段总结报告》，按照以上总结报告确定的试验参数、工艺流程，使用18T、22T振动碾进行虚铺30cm填筑压实试验确定以下参数，指导和规范渠堤填筑施工。
1、通过碾压试验段的施工，根据现有进场设备，确定碾压机械的类型及重量、机械最佳组合方式、碾压遍数和碾压速度。
2、确定合理的施工压实参数：铺土方式、铺土厚度、压缩系数、填筑土样含水量范围和压实土的干密度。
3、充分收集试验数据，确定合理的工艺流程和质量控制方法。 4、对渠堤碾压试验段施工中出现的问题，及时找出处理方法，采用对策，指导大面积施工。
三、试验段人员、设备配置 1、现场组织机构及人员
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现场负责人：李 季 技术负责人：范传卫 施 工 员：张 强 质 检 员：董志宽 试 验 员：杨 凯 测 量 员：聂奥洋 安 全 员：张 立 现场施工手：15人 2、现场投入机械设备 设备名称 稳定土拌和站 碎土机 推土机 挖掘机 洒水车 装载机 振动碾 振动碾 GPS 水准仪 滴定试验仪器 环刀 烘箱 电子计重称 铝盒 锤子 铁锨 洋镐 削土刀 型号 WBZ400-D TMY220 CX360B 6000L ZL50C YZM18（18t） CA610PD5800 DSZ2 V：200cm3 101FX-2 ACS-30 / / / / / 数量 1套 1台 1台 1台 1台 1台 1台 1台 1套 1套 1套 50个 1台 1台 50个 3把 3把 3把 3把 状况 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 良好 四、有关施工参数
1、土料来自王营取土场，根据河南省水利基本建设工程质量检测中心站《土样击实报告》（报告编号：TG11-003）试验段所用弱膨胀土采用最大干密度为1.77g/cm3、最优含水率为16.0%；（报告编号：NY1-TJ-11-1102）所用4%水泥改性土采用最大干密度为1.75g/cm3、最优含水率为18.0%
2、参考水电十三局【2011】技案030号-《渠堤弱膨胀土填筑试验段总结报告》、水电十三局【2011】技案036号-《水泥改性土填筑试验
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段总结报告》，按照以上总结报告确定的试验参数、工艺流程，在最优含水率下，使用18T、22T振动碾对虚铺30cm验证碾压遍数及压实度。
注：030、036号方案试验段采用的是20T振动碾。
3、本试验段共分为四个区域：试验区域面积均为20m*30m，4%水泥改性土、弱膨胀土各两个。
4、采用环刀法检测压实度，不小于98%。 五、试验段施工流程
施工准备→土料开采运输（→碎土→水泥改性土拌制，这两工序为水泥改性土施工工艺）→运输→摊铺→碾压→取样检测→成果总结。
六、施工前的准备工作
1、机械工程师检修所有参与试验段施工的机械设备，保证机械在施工中正常发挥其工作性能。
2、对参与试验段的管理人员、工程技术人员、机械操作手进行岗前教育，使每个参加人员明确自己的岗位和职责，掌握施工的要领和注意事项。
3、基底处理：由于本试验段在TS88+600～TS88+650右堤正在施工的填筑面上，施工前对已填筑面提前3个小时洒水湿润。
4、水泥检验：采用中联P.O42.5水泥，终凝时间为261min，可以满足施工要求。
5、取土场土料质量复核：在进行料场开挖前，按照“每个料场分区或岩性分层进行复核，每个区域或岩性分层取样试验组数不得低于 12 组”的原则，将土样送有资质的第三方试验室复核，复核内容包括：①土体天然特性试验:复核膨胀性（自由膨胀率）、颗粒组成、天然含水量、天然密度；②击实试验，复核击实后的压缩系数、压缩模量、抗剪强度、渗透性、最优含水量、最大干密度。待第三方试验室完成试验后，工地试验室在监理工程师的见证下，对土料击实数据和自由膨胀率进行试验对比，当试验数据基本一致时，用于指导施工。
七、碎土
碎土作业参照已批复的水电十三局【2011】技案037号—《稳定土拌合工艺试验总结》，在拌和场内采用YST-600液压碎土机进行，土料
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含水率尽量控制在破碎最优含水率范围内15%～18%，保证土料破碎效率接近理论生产效率。
破碎施工前，剔除膨胀土土料内粒径大于 10cm 的钙质结核或土块，然后通过碎土机液压驱动，经高速旋转的合金破碎头对土壤进行切削、抛甩、拍击、挤压破碎后，使土料粒径满足有关技术要求—10cm～5cm 粒径含量不大于5%，5cm～5mm粒径含量不大于50%。
八、水泥改性土拌制
水泥改性土拌制作业参照已批复的水电十三局【2011】技案037号—《稳定土拌合工艺试验总结》，采用稳定土拌合机集中拌合。该机由集料系统、计量传送系统、拌制系统、水泥存储罐及操作控制操作系统五部分组成。拌合时添加的土料、水泥及水的重量比例，由试验室依据《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTG E51-2009）通过 EDTA 滴定试验确定；拌合出料后，取样进行EDTA滴定检测水泥均匀性，检测合格并经监理确认后批量生产，自卸车运输至填筑工作面。
九、施工与检测
1、自卸车运输的土料采用进占法卸料，“算方上料、定点卸料、随卸随平、定机定人、铺平把关、插钎检查”的方法，以保证铺土厚度均匀。铺土找平采用TMY220推土机摊平，沿轴线或平行轴线进行，人工配合，摊铺土料外坡脚宽出设计边线100cm。
2、推土机整平后，振动碾碾压：18T振动碾碾压方式为先静压两遍，然后弱振两遍再强振两遍～十遍、22T振动碾碾压方式为先静压两遍，然后弱振两遍再强振两遍～六遍，压路机行进速度为先慢后快，由填筑渠堤一边向堤中顺次碾压，前后两次轮迹横向重叠20cm，做到无漏压无漏振，确保碾压均匀、边角到位。碾压时静压速度控制在1.5km/h之内，
弱振和强振速度控制在2km/h之内。
3、检测：采用插钎法和断面高程测量检查土料的松铺厚度和压实厚度。压实度采用环刀法检测：自振动碾静压两遍开始到强振六（或十）遍，每碾压两遍结束后立即检测一次压实度
十、试验数据统计分析
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1、碾压试验段具体实施时间见下表： 试验时间 2012.2.28 2012.2.28 2012.2.28 2012.2.28 土别 素土 素土 水泥改性土 水泥改性土 铺土厚度（cm） 30 30 30 30 碾压遍数 土料含水率（%） 备注 18T振动22T振动18T振动22T振动静压2遍，弱振2遍，强振2-6遍 最优含水静压2遍，弱振2遍，强振2-10最优含水静压2遍，弱振2遍，强振2-6遍 最优含水静压2遍，弱振2遍，强振2-10最优含水2、水泥改性土试验段各层水泥剂量滴定试验结果 试样编号 V1（ml） V2（ml） 1 2 1 2 1 2 1 2 0 14.3 29.1 0 13.6 27.4 0 14.2 14.3 29.0 44.5 13.6 27.3 41.3 14.1 28.1 EDTA二钠标准溶液消耗量（ml） 14.3 14.7 14.4 13.6 13.7 13.9 14.1 13.9 平均EDTA二钠标准溶液消耗量（ml） 14.5 结合料剂量（%） 4.6 14.0 4.3 13.8 4.1 14.0 4.3 3、压实度与碾压遍数汇总统计表
填筑厚度30cm（素土、18T、最优含水率16%）
序号 1 2 3 4 5
碾压遍数 静压两遍 弱振两遍 强振两遍 强振四遍 强振六遍 实测压实度 87.6、88.1、88.7、89.8、91.5、89.3 88.1、90.4、89.8、88.7、89.8、88.1 90.4、92.7、91.0、91.5、91.5、93.2 89.8、92.7、93.8、92.7、91.5、93.2 94.4、94.9、94.4、93.8、97.7、95.5 93.8、95.5、93.8、95.5、94.4、94.45.7 98.3、98.9、97.7、97.2、98.9、98.3 96.0、98.9、97.7、97.7、98.3、97.7 98.9、98.9、97.7、97.7、98.9、99.4 平均值 89.16 92 94.84 97.97 98.48 备注 压实度设计要求不小于98% 7
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99.4、98.9、98.9、97.7、97.7、97.7 6 7 强振八遍 强振十遍 99.4、99.4、102.3、99.4、101.1、99.4、99.4、101.7、100.6、99.4、100.6、104.0 98.9、98.3、97.7、98.9、94.4、98.3 98.3、98.3、99.4、100.6、100、99.4 100.56 98.96
压实度与碾压遍数关系曲线（填筑厚度30cm素土、18T、最优含水率16%）见下图：
经实际检测强振8遍时，压实度最佳。
填筑厚度30cm（4%水泥改性土、18T、最优含水率18%）
序号 1 2 3 4 5 6 碾压遍数 静压两遍 弱振两遍 强振两遍 强振四遍 强振六遍 强振八遍 实测压实度 87.4、88.6、88.0、88.0、86.9、88.0 88.6、88.0、87.4、88.6、87.4、89.1 90.3、89.7、90.3、90.9、92.0、91.4 91.4、90.3、91.4、92.0、90.9、90.3 93.1、92.6、94.3、93.1、93.7、92.6 93.7、94.3、92.0、92.6、93.1、93.7 95.4、96.0、94.9、94.3、95.4、94.9 95.4、95.4、94.3、94.9、94.3、94.9 95.4、97.1、94.9、95.4、96.6、95.4、94.9、96.6、97.1、96.6、94.9、98.9 100.6、98.9、99.4、100.0、99.4、98.9 98.3、100.6、99.4、99.4、100.6、98.9 平均值 88.0 90.91 备注 压实度93.23 95.01 96.15 99.53 设计要求不小于98% 8
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7 强振十遍 98.3、98.9、99.4、100.6、100.0、99.4 98.3、98.3、97.7、98.9、99.4、98.3 98.96 压实度与碾压遍数关系曲线（4%水泥改性土、18T、最优含水率18%）见下图：
经实际检测强振8遍时，压实度最佳。
填筑厚度30cm（素土、22T、最优含水率16%）
序号 碾压遍数 1 2 3 4 5 静压两遍 弱振两遍 强振两遍 强振四遍 强振六遍 实测压实度 88.7、92.7、90.4、88.1、89.8、88.1 87.6、89.8、91.5、89.3、88.1、89.8 93.2、92.7、93.8、94.4、91.5、93.3 95.0、91.5、94.4、93.3、95.5、91.0 99.4、97.7、99.4、98.9、98.9、97.7、 99.4、97.7、98.9、98.9、98.9、99.4 100.6、99.4、102.3、99.4、101.1、99.4、100.6、101.7、100.6、99.4、100.6、103.4、 98.9、98.9、99.4、100.0、99.4、99.4 100.6、98.3、91.0、98.9、99.4、98.3、 平均值 89.49 93.3 98.77 100.71 98.54 备注 压实度设计要求不小于98% 压实度与碾压遍数关系曲线（素土、22T、最优含水率16%）见下图：
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经实际检测强振4遍时，压实度最佳。
填筑厚度30cm（4%水泥改性土、22T、18%）
序号 1 2 3 4 5 碾压遍数 静压两遍 弱振两遍 强振两遍 强振四遍 强振六遍 实测压实度 87.4、88.6、92.6、88.0、86.9、88.0 90.3、88.6、87.4、89.7、88.0、89.1 93.7、94.3、93.1、93.1、94.53.1、94.3 93.1、93.1、93.7、92.6、94.3、92.6 94.3、96.0、94.9、96.0、94.3、95.14.9、95.4、97.1、94.3、95.4、96.0、94.9 99.4、98.9、102.3、99.4、100.6、99.4 100.0、98.9、99.4、99.4、100.6、100.0 98.9、98.3、97.7、98.9、99.4、98.9 99.4、98.9、99.4、100.6、100.0、99.4 平均值 87.72 93.33 95.29 99.86 99.15 备注 压实度设计要求不小于98% 压实度与碾压遍数关系曲线（4%水泥改性土、22T、18%）见下图：
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经实际检测强振4遍时，压实度最佳。 4、断面测量检查土料的松铺厚度和压实厚度
现场检测松铺厚度以水准测量结合插钎法进行检测，土料填筑后通过定点算料计算预定松铺厚度所需要的土料方量，然后人工进行整平；首先用插钎法快速进行松铺厚度的检测，以弥补松铺不均的情况，待整个作业面松铺完成后对固定的断面进行水准高程测量。具体数据详见下表。
夯实遍数 断类别 面测点 弱振压两遍 基础面高程m 铺土后高程m 高程 m 沉降量mm 素土18T 4%改性土18T 素土22T 4%改性土22T 1 2 1 135.523 135.516 135.524 135.531 135.509 135.526 135.516 135.528 135.803 135.776 135.794 135.821 135.779 135.786 135.806 135.798 135.776 135.748 135.768 27 28 26 135.762 135.735 135.754 135.781 135.74 135.747 135.768 135.758 强振两遍 沉高程 m 降量mm 14 13 14 强振四遍 沉高程 m 降量mm 135.754 135.728 135.746 135.772 135.733 135.741 135.76 135.751 8 7 8 强振六遍 沉高程 m 降量mm 135.75 135.722 135.742 135.767 135.729 135.736 135.756 135.748 4 6 4 强振八遍 沉高程 m 降量mm 135.749 135.719 135.741 135.765 135.727 135.732 135.755 135.745 1 3 1 强振十遍 沉高程 m 降量mm 135.749 135.718 135.74 135.763 135.726 135.731 135.754 135.744 0 1 1 2 135.793 28 12 9 5 2 0 1 2 1 135.748 135.756 135.777 31 30 29 8 9 9 7 6 8 4 5 4 2 4 1 1 1 1 2 135.766 32 8 7 3 3 1 经分析：18T振动碾压缩系数—素土0.81、水泥改性土0.82；22T振动碾压缩系数—素土0.82、水泥改性土0.82。
十一、试验参数总结
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经过试验段的施工，使所有参加人员明确了渠堤填筑施工的基本流程，检验达到规定压实度要求的配套机具、碾压遍数和压缩系数，确定了人员组织，达到了试验段的目的。
试验段的填筑压实试验确定以下参数: 1、施工铺土厚度：30cm。
2、含水率控制范围：弱膨胀土为最优含水率±2%，水泥改性土最优含水率+1%～3%。
3、铺土方式：挖掘机取土，自卸车运输土料采用进占法卸料，使用推土机或装载机摊平铺土找平，洒水车配合施工，技术人员现场指挥施工以保证铺土厚度均匀。
4、环刀法检测压实度。
5、碾压遍数及速度: 碾压遍数: 采用18t振动碾进行碾压，共需静压两遍、弱振两遍、强振八遍；采用22t振动碾进行碾压，共需静压两遍、弱振两遍、强振四遍。碾压速度：静压1.3km/h，弱振碾压1.5km/h，强振碾压1.8km/h。
6、压缩系数: 18T振动碾压缩系数—素土0.81、水泥改性土0.82；22T振动碾压缩系数—素土0.82、水泥改性土0.82。
7、机械组合最佳方式：挖掘机一台、装载机一台、推土机一台、自卸车5辆、振动碾1台、洒水车一台、破碎设备及水稳设备各一套。
8、合理的工艺流程:施工准备→土料开采运输→原土破碎→水泥土拌制→混合料运输→摊铺整平→机械碾压→质量检验→养护→进行一下层填筑。
9、拌制后水泥改性土的技术参数： 原土自由膨胀率（%） 37-46 拌制后水泥改性土的水泥剂量 （%） 4.1-4.6 拌制后水泥改性土的自由膨胀率（%） 17、18、21、23 十二、施工注意事项
1、碎土机破碎的土料宜随破随用，否则采取措施覆盖保护，避免土料中水份过多蒸发，给水泥改性土的拌制带来影响。
2、采用水稳拌合站进行水泥改性土拌制时，应对照水泥改性土拌制技术参数统计表，按照土料不同的含水率、最大干密度设定拌和站操作
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平台相对应的技术参数，以保证拌制的水泥改性土的稳定性、均匀性。
3、水泥改性土碾压过程中，含水率是控制重点，应严格控制拌制好水泥改性土的含水率，保证压实度满足设计要求。
4、针对水泥改性土的特点，要进行必要的洒水养护及保护措施。
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