南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀岩处理施工技术要求

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1、 - 1 - 南 水 北 调 中 线 干 线 工 程 南水北调中线一期工程总干渠渠道 膨胀岩处理施工技术要求 （ NSBD-ZXJ-2-02） 南水北调中线中线干线工程建设管理局 印发 二一年十二月 - 2 - 前 言 南水北调中线工程总干渠全长1241.2km，渠线穿越膨胀土（岩）地 层累计长度约340km，其中，膨胀岩渠段长 169.7km。膨胀岩因其特殊的 工程特性，易造成渠坡失稳，对工程的安全运行影响很大，而且其处理 难度、处理的工程量和投资也较大，因此，膨胀岩的处理是南水北调中 线工程的主要技术问题之一。2006年以来，水利部长江水利委员会长江 科学院、长江勘测规划设计研究院、南水北

2、调中线干线工程建设管理局、 河南省水利勘测设计研究有限公司、河海大学、南水北调工程建设监管 中心等单位联合攻关，在南阳和新乡开展了大规模现场原型试验，通过 渠道实体工程的施工，总结了膨胀岩地段渠坡开挖、处理层施工以及渠 坡衬砌施工全过程的关键技术，研究并验证了不同处理方案的效果和适 用性，提出了渠坡防护、渠道开挖以及处理层施工的成套施工工艺和质 量控制标准，为南水北调中线工程膨胀岩渠道建设提供了支撑和依据。 根据上述研究成果，由长江水利委员会长江科学院、河南省水利勘 测设计研究有限公司、 河海大学等课题研究单位编制了本施工技术要求， 目的在于指导和规范膨胀岩渠道的设计和施工过程，并供相关单位在

3、工 程管理中参考应用。 本技术要求由编制单位负责解释。 印发单位： 南水北调中线干线工程建设管理局 编制单位： 长江水利委员会长江科学院 河南省水利勘测设计研究有限公司 - 3 - 河海大学 主要审核人：曹为民 程展林 程德虎 朱太山 庞 敏 饶锡保 曹会彬 主要编写人：龚壁卫 高 英 李 静 刘 鸣 赵廷华 温世亿 刘 军 姚 雄 程永辉 刘斯宏 袁俊平 水 淼 邹荣华 谭峰屹 白福青 苏 霞 冯光亮 邹志悝 杨秋贵 李东森 - 1 - 目 录 1 总则.- 1 - 1.1 编制依据 - 1 - 1.2 适用范围 - 2 - 1.3 一般规定 - 2 - 2 渠段膨胀岩膨胀等级鉴定及处理措施

4、现场调整.- 4 - 2.1 渠道岩性及膨胀等级复核 - 4 - 2.1.1 膨胀岩（土）等级划分依据 . - 4 - 2.1.2 膨胀等级现场快速判别. - 4 - 1）现场膨胀岩膨胀性初判 . - 5 - 2）现场电导率辅助判别 . - 6 - 3）自由膨胀率试验详判 . - 6 - 2.2 渠道处理方案调整 - 6 - 3 换填及开挖利用土料复核- 8 - 3.1 料源规定 - 8 - 3.2 换填土料、开挖利用料复核 - 8 - 3.3 取样 - 8 - 3.4 指标的确定 - 9 - 3.5 参数指标的采用 - 9 - 4 膨胀岩开挖技术要求- 10 - 4.1 排（降）水工程处理措

5、施 . - 10 - 4.2 开挖及防护技术要求 . - 11 - 4.2.1 保护层开挖 - 11 - 4.2.2 开挖边坡及建基面的防护 - 11 - 4.2.3 土方开挖质量检查和验收 - 12 - 5 膨胀岩换填施工技术要求- 14 - 5.1 非膨胀土换填施工 . - 14 - 5.1.1 一般要求 - 14 - 5.1.2 施工机具 - 14 - 5.1.3 施工工序 - 14 - 5.1.4 施工质量控制 - 15 - 5.1.5 施工质量检测方法 - 16 - 5.2 土工格栅加筋换填施工 . - 16 - 5.2.1 一般要求 - 16 - 5.2.2 土工格栅铺设、碾压要求

6、 - 18 - 5.2.3 质量检测 - 19 - - 2 - 5.3 土工袋处理层施工技术要求 . - 22 - 5.3.1 一般要求 - 22 - 5.3.2 土工袋材料技术要求 - 22 - 5.3.3 土工袋填料及装填要求 - 22 - 5.3.4 土工袋处理层施工 - 23 - 5.3.5 质量检测 - 24 - 6 膨胀岩护坡工程施工技术要求- 25 - 6.1 浆砌石工程 . - 25 - 6.1.1 施工材料及技术指标 - 25 - 6.1.2 施工流程 - 25 - 6.2 混凝土框格施工 . - 26 - 6.2.1 施工材料及技术指标 - 26 - 6.2.2 施工机具

7、- 26 - 6.2.3 施工流程 - 26 - 6.3 植草及植喷工程施工 . - 26 - 6. 3.1 施工材料及技术指标 . - 26 - 6. 3. 2 施工机具 - 26 - 6. 3.3 施工工序 . - 27 - 6. 3.4 施工要点 . - 27 - 7 排水沟及路缘石施工技术要求- 28 - 7.1 排水沟施工 . - 28 - 7.2 路缘石施工 . - 28 - 8 施工期滑坡处理技术要求- 30 - 8.1 滑坡预警 . - 30 - 8.2 滑坡体防护 . - 30 - 8.3 滑坡勘探技术要求 . - 31 - 8.4 滑坡治理原则 . - 31 - 9 施工期

8、安全监测技术要求- 33 - - 1 - 1 总则 1.1 编制依据 本施工技术要求依据现行国家、水利水电工程的有关规程、规范， 并结合南水北调中线一期工程总干渠新乡、南阳膨胀岩（土）试验段的 试验成果进行编制。依据的主要规程、规范如下： 膨胀土地区建筑技术规范GBJ112-87 水利水电工程地勘察规范GB50287-99 建筑地基与基础工程施工及验收规范GB 50202-2002 土工合成材料应用技术规范GB50290-98 水利水电建设工程验收规程SL223-2008 水利水电工程施工质量评定规程(试行)SLl76-2007 土工合成材料测试规程SL/T235-1999 渠道防渗工程技术规

9、范SL18-2004 水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范SL47-94 土工试验规程SL/T237-1999 工程建设标准强制性条文(水利工程部分) 水利水电工程边坡设计规范DL/T5353-2006 碾压式土石坝施工规范DL/T5129-2001 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) NSBD-2007 设计、 施工及质量控制过程应遵循上述规程规范及本施工技术要求， 涉及的有关技术问题还应遵循国家现行相关规程规范。 - 2 - 1.2 适用范围 本施工技术要求适用于南水北调中线一期工程总干渠渠道膨胀岩处 理的施工，包括渠道开挖、渠坡防护、渠道处理层等项目的施工。 1.

10、3 一般规定 (1) 渠道施工前，应认真阅读设计文件，根据施工机具、人员条件等 情况，结合施工地域的气象条件，编制严密的施工计划，合理安排施工 进度。 (2) 膨胀岩渠坡开挖应尽量避开雨季施工， 并遵循先施工坡顶排水系 统，后开挖渠坡，自上而下，分层逐级，连续开挖，快速施工，及时防 护的施工原则。 渠坡开挖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和超挖。 (3) 渠坡开挖过程中， 膨胀岩渠段宜分段分级施工。 段与段之间采用 流水作业，做好施工衔接工作，并将临时覆盖边坡、预留保护层、换填 层施工和渠坡衬砌等后续工序及时跟进，使开挖边坡裸露时间尽量控制

11、在最短时间内，且渠坡衬砌与渠底衬砌应同步进行，不得延迟渠底衬砌 时间。 (4) 渠道开挖施工中应选取大小适宜的开挖、 运输设备。 开挖过程中， 应对边坡进行不间断地巡查，密切注意渠坡渗水和变形等现象，发现渗 水、变形或开裂等现象时，应及时向监理及主管单位汇报，及时撤离机 械和人员，设置警示标志，待设计提出处理方案后方可继续施工。 (5) 开挖过程中， 对于前期勘探明确有裂隙面或软弱面的渠坡， 应谨 用爆破开挖工艺，防止因爆破震动导致渠坡整体滑坡；对已出现边坡失 - 3 - 稳或滑移现象的渠段应及时调整设计方案并做好防护工作，防止破坏范 围进一步扩大。 (6) 处理层施工前， 应首先开展填料指标

12、的相关验证试验， 包括土料 的物理特性、矿化特性试验，判别填料的适用性；此外，还应做好有关 土料的生产性碾压试验，以确定填筑施工的相关参数，具体试验项目在 相关章节中规定。 (7) 对于施工所用钢筋、水泥、土工膜、土工格栅、土工袋、保温板 等材料，应在进货前验明供货厂家生产资质，并提供经国家资质认定的 第三方出具的检验合格报告。 (8) 为了保证施工安全， 施工工作面照明要满足要求; 上方边坡出现 失稳迹象时，下部施工应立即停止。 (9) 为便于换填结合面紧密结合， 建议在换填表层进行台阶状开挖及 回填。 - 4 - 2 渠段膨胀岩膨胀等级鉴定及处理措施现场调整 2.1 渠道岩性及膨胀等级复核

13、 受勘察阶段、勘察精度及勘查手段等因素影响，初步设计阶段对渠 段膨胀性进行的分段，在渠道施工过程中可能会有变化，应根据开挖情 况对渠段膨胀等级复核，并根据复核成果及时调整渠道处理方案。 2.1.1 膨胀岩（土）等级划分依据 南水北调中线工程膨胀岩渠坡膨胀等级划分，仍以自由膨胀率作为 划分膨胀等级的主要指标，同时兼顾其它宏观物理特征和其它指标，主 要划分依据： 自由膨胀率大于 90为具有强膨胀潜势； 自由膨胀率 6590为中等膨胀潜势； 自由膨胀率 4065为弱膨胀潜势； 自由膨胀率小于 40不具膨胀潜势。 当渠段某层土体自由膨胀率大于 90%的试样数大于该层试样总量的 l/3 时，则该层定为强

14、膨胀岩 (土)层，该渠段定为强膨胀岩(土)渠段；当 渠段某层土体自由膨胀率大于65%的试样数大于该层试样总量的1/3时， 则该层定为中等膨胀岩(土)层，该渠段定为中等膨胀岩 (土)渠段；当渠 段某层土体自由膨胀率大于 40%的试样数大于该层试样总量的 1/3 时， 则该层定为弱膨胀岩(土)层，该渠段定为弱膨胀岩(土)渠段。 2.1.2 膨胀等级现场快速判别 渠道在开挖过程中，应进行详细的地质编录和记录。并遵循以下步 骤：首先进行渠段岩土体膨胀等级的初判，在初判与初步设计有差异或 - 5 - 变化较大时，再取样进行有关试验测试详判。 渠段膨胀性详判结果应由现场有关各方确认。 1）现场膨胀岩膨胀性

15、初判 （1）地质地貌初判 膨胀岩的初判主要从岩土矿物成分、地形、地貌以及地层岩性上进 行。对含有大量亲水矿物、湿度变化时有较大体积变化、变形受约束时 产生较大内应力的岩土按照有关规定应判断为膨胀岩土。 此外，按照膨胀土地区建筑技术规范（GBJll2-87）的有关规定， 具有下列工程质特征的场地，且自由膨胀率大于或等于 40的土，可初 判为膨胀岩（土），其主要特征有： 多出露于二级或二级以上阶地、山前和盆地边缘丘陵地带，地形 平缓，无明显自然陡坎。 裂隙发育，方向不规则，常有光滑面和擦痕，有的裂隙中充填灰 白、灰绿色土。在自然条件下呈坚硬或硬塑状态。 常见浅层塑性滑坡、地裂、新开挖坑（槽）壁易发

16、生坍塌等。 建筑物裂缝随气候变化而张开和闭合。 据初步设计阶段勘探成果，南水北调中线工程膨胀性岩土地区的地 形、地貌一般具有典型的岗地特征：分布在岗顶岗坡者一般为中膨胀土。 岗顶表层一般分布弱或中膨胀土，岗凹一般为弱膨胀土，大型河流两侧 平原一般为弱膨胀土，河间地块一般为中膨胀土。从地层岩性上分析， Q1粘性土、粘土一般具强膨胀性，局部具中膨胀性，粉质粘土具中膨胀 性；Q2粘土具中膨胀性，粉质粘土一般具弱中膨胀性。粉质壤土具弱 膨胀性；Q3粘土具弱中膨胀性，粉质粘土具弱膨胀性。不明地质年代 粘性土一般具弱膨胀性，局部具中膨胀性。 此外，还可从土体的颜色、钙质结核特征以及土体裂隙发育程度均 - 6 - 可以进行判别。 2）现场电导率辅助判别 取天然状态代表性土样 500g，将土样分碎成不大于 5mm 颗粒； 将分碎后的拌匀，取 100g 左右，用纯净水配置成液限状土膏， 并