南水北调高地下水位膨胀土地段施工技术研究.pdf

施工技术 口E E 玉】团 2 0 1 3 年1 月 【文章编号】1 6 7 3 0 0 3 8 ( 2 0 1 3 ) 0 3 - 0 0 7 4 0 4 南水北调高地下水位膨胀土地段施工技术研究 朱卫杜世林 ( 中国水利水电第三工程局有限公司陕西省西安市7 1 0 0 0 0 ) 摘要：本文主要针对施工降水及改性土换填，提出各期降水要求和方式，以及改性土填筑施工技术，以确保工程质 关键词：施工降水；改性土填筑 1 工程地质 本标段西起严陵河左岸，沿伏牛山脉南麓山前岗 丘地带及山前倾斜平原，总体上地势北高南低，沿渠工 程地质条件主要为粉质粘土、粘土及钙质结核层，具中 强膨胀性；地下水依赋存埋藏条件可划分为第四系孔 隙裂隙水、承压水和砂砾岩裂隙。孔隙承压水三种类 型。不同地带含水层厚度变化较大，地下水位及埋深均 不同，一般地下水位低于地表3 S m ，年水位变幅约1 。 3 m 。局部地段具承压性，承压水头约2 0 。3 0 m 。 2 膨胀土性质 膨胀土是一种含一定数量亲水矿物质且随着环境 的干湿循环变化而具有显著的干燥收缩、吸水膨胀和 强度衰减的粘性土，有的裂隙很发育，且液限和塑性指 数较大，压缩性偏低，在天然含水量状态下较坚硬，一 般具有超固结性。在地层分布上一般属于上第三系河 湖相砂砾岩、砂岩和第四系中更新统冲洪积分支粘土， 在结构上夹层多，上层滞水明显，开挖后易产生卸荷失 稳。 3 土方开挖 3 1 降水 3 1 1 施工前排水 土方开挖作业之前，需先在坡顶开口线外侧永临 结合布置截流沟，截流沟断面根据工程水文气象资料 进行设计，一般为梯形断面，同时考虑汇集截流沟与坡 顶开口线之间以及截流沟外侧耕地汇水面积以确定截 流沟深度，截流沟与坡顶开口线之间原地表修整为倾 向于截流沟的3 的缓坡，以免坡顶积水；由于地表土 一般比较松软，渗透系数大，易对膨胀土造成侵蚀，截 流沟除采用低标号水泥砂浆护面外，为防止渗漏在砂 浆底部铺设一层防渗土工膜；截流沟两端与就近沟渠 相连，将汇集水排出。 3 1 2 开挖过程排水 土方开挖过程中，应根据地下水揭露情况确定具 体的降水方式。对于膨胀土地段富含的裂隙水、孔隙水 和上层滞水，在土方开挖时，先在开挖断面中心线位置 抽先锋槽和设置集水井，槽底低于拟开挖深度1 2 m ， 并在开挖断面两侧保护层之间开挖小型导水沟，以便 于排除边坡层间滞水和雨水。 3 1 3 建基面排水处理 土方开挖至设计建基面时，应针对不同的地层条 件布置永久排水系统，其目的是保证施工期干地作业 施工条件和运行期渠道面板满足抗浮稳定要求，针对 本标段地质情况共分为四类工况，具体处理方式如下： 工况一：渠坡富含砂层，渠底为相对不透水层 崮2 渠坡水半减压管排水布置图 施工事项：渠坡建基面验收前，先人工在砂土分界 线位置开挖齿槽埋设透水软管，齿槽临土侧基础铺设 土工膜防渗，临砂侧基础铺设土工布反滤，三通管直接 按照间距安装完成；验收后，先将水泥改性土填筑至水 平减压管项部，再人工刻槽将水平减压管与三通管联 通，为便于现场施工，防止减压管周围空隙土方强夯时 对减压管产生破坏，采用C 1 0 混凝土对管周空隙进行 回填，然后继续回填上部土地方。 万方数据 2 0 1 3 年1 月 村目麓窿施工技术 工况二：渠底基础揭露砂层，渠坡为相对不透水层 施工事项：布置竖向减压管时，应先人工开挖齿槽 并安装透水软管和竖向减压管，改性土回填时在竖向 减压管周5 0 e m 范围内禁止采用重型振动碾进行压实， 应采用轻型振动夯或人工夯实，并及时扶正竖向减压 管，逆止阀在衬砌板施工完成后再安装。 工况三：渠底有水，渠底以下1 5 m 范围内为相对 不透水层，下部为强透水层 图3 渠底下部富含砂层地质断面图 囊一土H 嘲饭 围4 渠厩下部竖向减压罾排水布置 施工事项：本工况为渠底相对不透水层盖重厚 度1 5 m ，下部即为强透水层，为降低其承压性，为地 下承压水提供减压通道，应在渠道底板布置齿槽，顺渠 道轴线方向布置两排，各距中心线6 m ，采用挖掘机结 除相对不透水层，人工开挖下部透水层内齿槽，快速铺 设土工布和碎石后，放入已连接好的透水软管和竖向 减压管，上部采用碎石回填至换填面底部。 工况四：渠底有水，渠底以下相对不透水层大于 1 5 m 该类工况下，地下水处理分渠道改性土填筑施工 前和渠道衬砌板施工前两道工序，在改性土施工前应 先设置排水盲沟，渠道衬砌板施工前应完成减压井的 施工。( 图5 - 6 ) 在渠道施工时，以上四种工况可能会以单一形式 出现，也可能几种工况同时出现，当几种工况同时出现 时，处理方式应进行组合，同时，各减压方式布置后，由 于地下水位偏高或深部承压水作用，地基渗漏影响渠 囊 - -U 图5 渠底下部相对不透水层 i5 m 断面图 8 c - 涅凝土村研板 图6 渠底齿糟下部排水盲淘排水布置圈 底换填施工时，在换填层建基面下部开挖施工期临时 排水盲沟，盲沟布置如上图“渠底齿槽下部排水盲沟排 水布置”，同时在适当位置布置集水井，采用水泵及时 抽排换填期间地下水，在渠底改性土换填完成后，在集 水井处埋设竖向排水减压管，与衬砌板下的排水软管 联通，通过逆止阀排水减压。 3 2 开挖 土方开挖主要采用挖掘机挖装、自卸车运输至指 定弃渣场，鉴于膨胀土地质的特殊性，在开挖过程中， 除采用常规开挖方法外，为做好对边坡的保护，在开挖 前，应根据整体施工进度安排分段进行土方开挖，开挖 时边坡预留5 0 e m 保护层，待即将换填至该作业面时， 采用挖掘机快速削坡，尽早完成外露坡面覆盖，在后期 回填土覆盖之前，尚应采用防雨布进行覆盖保护；渠底 开挖时，应在底部先预留2 m x 2 m 的土墩，以保证边坡 稳定，后期与保护层一并挖除。 4 土方填筑 4 1 水泥改性土技术要求 水泥改性土的水泥掺量按被改性土和水泥重量比 的百分数计，含水率为t I ) ，重量为E 的被改性土在改性 时掺入水泥重量Q 按下式计算： G 。= S x G , , ( 1 + t O 一1 ) 0 ) 、 式中：G - 掺入水泥重量； G _ 被改性土重量； S 一水泥掺量百分数，根据室内试验结果 选定： ( I ) 广一在室内改性试验确定水泥掺量时，被 改性土试样在改性拌和前含水率； 万方数据 施工技术 村固舞商 2 0 1 3 年1 月 被改性土在改性拌和前含水率。 水泥改性土的水泥掺量根据天然土料膨胀特性， 经室内试验最终确定。 4 2 各项参数确定 4 2 1 土料粒径 按照要求，土块粒径需不大于1 0 e r a ，其中1 0 5 c m 粒径含量不大于5 ，5 e m 。5 m m 粒径含量不大于5 0 ( 不计姜石含量) 。根据对天然土料进行粒径分析，其大 部分粒径均大于1 0 c m ，需进行碎土，由于天然含水量 高，采用五华犁进行翻晒，旋耕机进行初步破碎，碎土 机进行最终破碎，经试验表明，采用旋耕机进行破碎 时，土料的含水率控制在2 3 最为合适。 4 2 2 含水率控制 根据室内击实确定的最优含水率，确定改性土拌 制时所需含水量，根据试验结果，改性土最优含水率在 1 9 左右，考虑掺入水泥后土料的吸水性，现场原土料 含水率控制时以加大4 - 5 为宜，大于碎土机破碎时的 最优含水条件，因此在破碎前，应采用旋、耕、犁、耙等 工艺翻晒原土降低其含水，在改性土拌制时需配置水 箱向搅拌仓内注水以达到改性土的最优含水，注水时 以喷雾状为宜。 4 2 3 水泥掺量确定 原土料掺入水泥的目的是降低土料的自由膨胀 率，并降至4 0 以下。水泥选用P 0 4 2 5 普通水泥。水 泥改性土水泥掺量按被改性土和水泥重量比的百分数 计，其中水泥掺量百分比根据土料的自由膨胀率确定， 当自由膨胀率在4 5 以下时，水泥掺量百分比为4 ， 当自由膨胀率为4 5 5 5 时，水泥掺量百分比为5 ，当 自由膨胀率为5 5 - - 6 5 时，水泥掺量百分比为6 ，拌制 前应根据开采土料的自由膨胀率进行区分，分别堆存， 并竖牌标识。通过对本标段两个土料场土料进行室内 水泥掺量试验，按上述要求掺加水泥，均能将自由膨胀 率降至4 0 以下。 表1 土料改性前后变化对比表 改性前改性后 序 土料来源 最大干最优含 自由膨胀水泥掺 最大干 最优含2 8 d 自由膨 号 密度 水率率( )量( )密度水率胀率( ) l1 ，土料场1 6 72 0 44 951 6 81 9 ，O3 0 2土料场1 7 5 1 7 74 541 7 51 8 92 5 改性土均采用厂拌进行拌制，水泥与土、水在搅拌 仓内混合，搅拌时间不小于2 m i n ，出料后，在受料车内 取样进行水泥均匀性检测，其检测主要进行E D T A 滴 定试验，其水泥掺量平均值不小于设计掺量，且标准差 不超过0 7 为合格。根据试验显示，随着水泥掺量的增 加，其E D T A 消耗量与其成正比关系，同时，随着时间 的推移，相同水泥掺量改性土的E D T A 消耗量呈递减 趋势。 4 2 4 碾压参数确定 现场碾压前，应设置试验段确定最大干密度、铺土 厚度、碾压遍数等，根据室内击实试验及设计要求的压 实度，确定现场碾压最大干密度。当水泥掺量为4 时， 设计要求压实度为9 8 ，当水泥掺量为5 时，设计压 实度为9 7 。 确定现场最大干密度后，开始进行土料摊铺和碾 压，土料摊铺厚度为3 0 2 c m ，自卸车后退法卸料，推土 机推平，2 0 t 凸块振动碾静碾2 遍初步压平，然后按照 强振4 遍、6 遍、8 遍以及最优含水、最优含水+ 2 的组合 进行试验，经试验确定参数如下： 表2 碾压参数统计表 序号水泥掺量压实度含水率铺土厚度松铺系数碾压遍数 l5 9 7 1 9 o 2 1 O 3 0 21 2 9静2 + 强6 24 9 8 1 8 9 以O 9 抛1 2 9静2 + 强6 4 ，3 现场填筑施工 4 3 1 土料制备 土料根据复查结果分区开采后，采用自卸车运输 至各个改性土拌和站临时堆土场，采用旋耕机对土料 进行翻晒破碎，碎土机进行最终破碎，并将破碎好的土 料拢堆覆盖或直接皮带输送迸受料斗。 4 3 2 拌制 改性土拌制采用稳定土拌和机拌合，开始生产前， 先由试验室对拟用土料的含水率进行测定，据此计算 出当天拌制土料的水泥掺加量。拌制时由碎土机通过 皮带输送或装载机直接上料至受料斗，受料斗下部皮 带输送土料至拌和机，在拌和机内土料和水泥以及水 充分拌和2 m i n ，然后出料，试验室进行E D T A 滴定检测 水泥含量，平均值不得小于设计掺量。 4 3 3 运输 改性土填筑工作面主要为渠道底板及渠坡。除渠 底面积较大外，渠坡换填厚度仅为1 2 m ( 垂直坡面) ，因 此，选用1 0 t 自卸车进行运输，可以有效的减少超填余 料。“进占法，卸料。 4 3 4 填筑 ( 1 ) 铺土 自卸车根据划定的卸料点卸料后，由S D l 4 1 6 推 土机及时推平，采用钢卷尺检测铺土厚度，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。 ( 2 ) 碾压 采用2 0 t 凸块振动碾进行碾压，碾压遍数参照试验 结果执行，碾压轮迹重叠、进退错距等按照规范执行， 碾压至规定遍数后，环刀法取样检测压实度，合格后方 可进行下一层施工。 ( 3 ) 结合面处理 万方数据 2 0 1 3 年1 月司目襄商 施工技术 【文套编号 1 6 7 3 - 0 0 3 8 2 0 1 3 ) 0 3 - 0 0 7 7 - 0 2 钢结构厂房建设中施工与质量控制问题的研究 刘绿军 ( 白银有色集团股份公司选矿公司甘肃省白银市7 3 0 9 0 0 ) 摘要：柔性化管理的方式所针对的对象主要是人的思想，与刚性管理的方式有着本质上的区别，刚性管理所强调的 是制度和权力在管理中的作用，但是在柔性管理中，它强调的是以人为本，不仅有助于激发员工的创造性，满足员工个性 化发展的需要，同时它还有助于企业不断适应瞬息万变的外在市场环境，提高企业解决问题的效率，在企业的经济管理中 具有重要的作用，将成为企业未来经济管理模式的主流，是新时代背景下管理学值得研究中的重要课题。 关键词：柔性化管理；刚性管理；经济管理模式 l 前言 随着经济的快速发展以及建材行业的不断成熟， 建筑行业所面临的竞争是越来越大。面对日益竞争激 烈的市场，除特殊需要外，很多企业都选择搭建以钢材 为主要构件的钢结构厂房，因为钢结构在厂房建设中 有其独特的优点，主要有结构性能好、旌工速度快、钢 结构的材料强度高符合力学计算的设定、塑性和韧性 较好，抗震性能优越等优点。但是当前我国钢材生产厂 家和施工团队的水平参差不齐，我国钢结构厂房工程 的建设事业还处于初级阶段，经验比较缺乏。出现的问 题也是层出不穷，因此，要保证厂房建设的质量，我们 必须做好钢结构厂房工程施工质量的控制工作，确保 工程质量。本文将主要对钢结构厂房建设中容易出现 质量问题的原因进行探讨，并对相关的施工质量控制 方法进行归纳，希望能为相关的研究提供部分参考价 值。 2 钢结构厂房建设中施工质量控制容易出现问题的原 因探析 目前，我国钢结构在工程中应用逐步推广，钢结构 生产质量管理逐渐完善，工程质量也越来越好，但有些 钢结构企业，尤其是一些资质较低的企业在承建中小 填筑时结合面分为层间结合面和相邻渠段结合 面。层间结合时，当上一层填筑完成后，采用推土机在 填筑面上行走，利用履带进行刨毛，消除光面，避免层 问结合缝渗水；同时洒水湿润，水分被表面土料吸收 后，再铺料进行碾压。 ( 4 ) 削坡 改性土填筑完成后，需为后续施工工序提供工作 面，主要任务是削除超填余料，在渠顶及渠底测放处超 填边界线，挖掘机初削至设计面6 g e m ，然后采用专用 型的一般工