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土处理施工技术要求(NSBD-ZXJ-2-01 )南水北调中线干线工程建设管理局 印发二一年十二月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。印发单位：南水北调中线干线工程建设管理局编制单位：长江勘测规划设计研究有限责任公司主要审核人:谢向荣蔡耀军吴德绪曹为民程德虎庞敏倪锦初倪晖李静主要编写人:赵峰阳云华陈尚法张春燕温世亿姚雄郝长江周习军熊新宇1 总 则 11.1 编制依据 11.2 适用范围 11.3 一般规定 22 渠段膨胀土膨胀等级鉴定及处理措施现场调整 42.1 渠段膨胀等级划分依据 42.2 膨胀土等级现场判别 42.3 施工期膨胀土渠道处理的现场调整 53 换填土料质量复核与质量要求 73.1 换填土料质量复核 73.2 换填土土料质量要求 84 膨胀土渠道地表及地下水处理 94.1 地下水特征 94.2 地表水处理 94.3 施工期间基坑排水 105 膨胀土开挖技术要求 125.1 膨胀土渠道土方开挖 125.2 保护层开挖与削坡 135.3 建基面的防护 145.4 地质编录与施工记录 155.5 土方开挖质量检查和验收 176 膨胀土渠道填筑施工技术要求 206.1 换填层填筑材料 206.2 水泥改性土生产工艺 206.3 非膨胀土换填施工 216.4 水泥改性土换填施工 246.5 填方渠道土方填筑 267 施工期滑坡处理技术要求 278 施工期安全监测技术要求 288.1 一般要求 288.2 监测设施埋设要求 298.3 现场观测要求 308.4 人工巡视检查要求 318.5 资料整理与初步分析 321.1 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 土体进行判别。当开挖现场判别结果与设计勘察成果发生较大差异，或现场判别有困难时，应进行详细地质编录和记录，及时取样进行室内试验, 并将判别结果报监理人。表2.1膨胀土现场判别标准裂隙密度条/m2弱中强小 裂 隙2731 4940仝45大裂隙.0.450.800.700.992.601.65仝2.5长 大 裂 隙0.0057 0.0350.0150.031 0.0750.056仝 0.070时 代土体颜色，裂隙、孔隙发育，结核分布特征Q褐黄、褐色粉质粘土，粉质 壤土孔隙发育，微裂隙发育， 分布在河流二级阶地黄色、黑褐色粉质粘土、粘土，裂隙发育，裂隙 充填灰白色粘土，含钙质结核、 孔隙较发育。多分布在河间平原Q黄褐色、棕褐色粉质壤土、 粉质粘土，孔隙较发育，多 分布在岗顶表层、岗坡洼地棕黄色、桔黄色、褐黄色粉质粘土、粘土，长大 裂隙较发育，裂隙面光滑，裂隙面常充填青灰色 粘土或黑色铁锰质薄膜，夹大小不一的钙质结核 或富集层、多分布在岗顶下部棕黄色、灰白色粘土、粉质 粘土，裂隙中充填较多灰 白灰绿色粘土，长大裂隙 发育。Q棕红黄色粉质壤土，裂隙、 孔隙较发育棕红色粉质粘土、粘土，长大裂隙发育，充填灰 白色粘土条带，夹钙质结核或成层分布紫红色粘土夹灰白色粘土， 长大裂隙发育，含钙质结核Q坡积，灰褐色粉质粘土、多 分布在岗坡洼地黄色粉质粘土、粘土，长大裂隙发育，充填灰白 色粘土条带、多分布在岗顶低凹处（2） 渠查项目质量标准检查（测）方法检查（测）数量2.2.3 建设管理、监理人、勘察设计、施工各单位对现场膨胀等级判别成 果进行确认。2.2.4 渠道幵挖过程中，针对幵挖揭露的土体膨胀性，分析预测可能存在的工程地质问题。2.3施工期膨胀土渠道处理的现场调整2.3.1 由于膨胀土地层随机性强，施工阶段实际揭露的膨胀土分布情况或土体膨胀特性可能与设计勘察结果存在一定的差别。差别较大时，应根据 渠道幵挖揭露的实际情况对膨胀土处理方案进行必要调整。调整原则如下：（1）当膨胀土分布区域界线发生变化时，膨胀土处理边界应根据实际情况进行调整；（ 2） 当渠段膨胀土等级发生变化时，应调整处理方案，并相应调整 开挖断面；（ 3） 当地层中存在连通性较好的缓倾坡角软弱结构面时，应分析开 挖期间可能的失稳区域和滑坡规模，并根据分析结果研究处理方案；（ 4） 当开挖过程中揭露局部区域膨胀性发生变化时，应针对局部区 域进行处理方案；局部开挖轮廓应考虑边坡稳定需要确定；换填厚度可参 考同类膨胀土处理厚度，当膨胀性较强的夹层厚度较小时，一般可不增加 整个边坡的处理厚度；3 换填土料质量复核与质量要求3.1 换填土料质量复核3.1.1 对于设计选择的土料场、渠道开挖利用料、由于某种原因施工期间 新增料场等料源，在进行料场开挖前，应对料场土料质量指标进行复核， 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。3.1.2 取样试验对选用料场土料质量进行复核时，不同料场取样数量应满 足以下要求：（ 1） 设计规划的土