土工袋處理膨脹土渠道邊坡施工技術研究

張巖

摘 要：膨脹土是一種特殊土質，施工中的膨脹土長期對工程建筑物所能產生不同程度的破壞作用，是一種嚴重的自然災害。根據國內外的膨脹土施工情況，膨脹土渠道邊坡施工若處理不當會產生大量的滑坡，問題比較突出，有些滑坡嚴重影響灌渠的正常使用。因此研究膨脹土渠坡有效的防護是十分有必要的。本文著重對土工袋處理膨脹土渠道邊皮施工技術進行詳細的探討，供參考。

關健詞：土工袋；膨脹土；渠道邊坡；施工技術；研究

膨脹土富含蒙脫石、伊利石、高嶺石等礦物成份，具有顯著的干燥收縮、吸水膨脹性、裂隙性和超固結等特性，這種特殊性質的土（巖）在工程中危害極大，素有“逢塹必滑、有堤必坍”的說法，也有人把膨脹土形象的稱為“工程中的癌癥”。土工袋處理膨脹土渠道邊坡的探索應用，對于解決這一復雜的“世界級課題”有著重大意義。

1 工程概況

南水北調中線一期工程總干渠膨脹土試驗段全長2.05km，整個試驗段工程實施分為兩期進行：一期工程為試驗期，從開始施工到試驗結束；二期工程為永久建筑物完建期，從試驗區拆除至最終渠道及橋梁施工完畢。根據現場試驗方案，將試驗段劃分為：填方試驗區、弱膨脹土試驗區和中膨脹土試驗區。中膨脹土試驗區分為7個亞區，每區長80～120m。根據試驗目的布置不同試驗方案，不同的方案中布置有不同的填筑處理措施，中膨脹土試驗Ⅲ區布置的是土工袋填筑處理措施。 渠道邊坡的處理措施是采用土工袋+裝填種植土和草籽的土袋，處理厚度為150cm，（土工袋厚度為1.2m，裝填種植土和草籽的土袋為0.3m）。渠底厚度為1m。

2 土工袋的應用

土工袋在施工中若是普通的編織袋則容易出現風化或者老化的現象。而土工袋技術處理的原理主要是利用土工袋在外力荷載的作用下能夠產生張力的袋子，袋子張力一方面約束著袋子內膨脹土的膨脹變形同時又可引起了袋內土體附加凝聚力，整體上提高了袋裝膨脹土的強度。土工袋技術是一種環保型的處理膨脹土地基的技術，具有約束補強、減少地基沉降、減振及防凍融效果，有著廣泛的應用前景。

采用土工袋處理膨脹土的渠道邊坡在試驗段的探索應用意義比較巨大，在實施中主要是為了能夠進一步的研究膨脹土的實施處理措施，最大限度節約土地資源和降低工程成本，同時為其他的膨脹土渠段設計和建設來提供施工依據。

3 土工袋的主要施工程序及施工方法

土工袋處理膨脹土渠道邊坡施工技術主要是將土工袋按照一定的排列形成一個組合體，堆放于開挖渠道上。土工袋組合體對于渠道邊坡是柔性的壓坡，對于渠道邊坡整體的穩定性具有明顯的效果。同時土工袋組合體對下層的膨脹土能起到保護作用。這樣不僅有效隔離了大氣降雨或者蒸發對下層膨脹土的影響效果，這樣可以有效的防止或者減緩下層的膨脹裂縫的發展，解決邊坡局部破壞的問題。

3.1 土工袋填筑主要施工程序

土料準備---測量放樣---土工袋裝料----土工袋安放-----填縫----土工袋碾壓。

3.2 土工袋填筑主要施工方法

（1）土料準備：試驗段土工袋所用裝袋土料為從渠道開挖出來的中膨脹土、粒徑≤5cm、含水量為20.5%～26%之間。土工袋袋裝土料的制備亦在作業面以外的開闊地帶進行，試驗段土工袋袋裝土料的制備選在用來堆放開挖土料的武莊東棄土場，要得到粒徑大小符合設計要求的土料，要對開挖出來的土料進行粉碎，試驗段采用裝載機配合YST600A液壓碎土機進行碎土，用裝載機將含水量符合設計要求的中膨脹土料運至YST600A液壓碎土機集料斗內，液壓碎土機開動碎土，人工在出料斗處用土工袋接料。YST600A液壓碎土機自帶有5cm的篩子可以進行自動篩分，其出料口所出土料均不大于5cm完全滿足設計要求，該設備生產效率較高每小時出土量為300～600噸。

（2）袋裝土制作：袋裝土裝填量為100%裝填量，即在滿足縫口的要求下，盡量裝滿，裝滿土后的土工袋用專用小型手推車就近拉運至開闊地帶排放整齊，然后使用電動縫口機進行縫口，縫口不能有漏縫、錯縫現象出現，縫口所用的線強度設計要求≥15kN/m。

（3）袋裝土的運輸：制作好的袋裝土首先用人工裝入裝載機的料斗內，再開動裝載機將袋裝土運送至自卸車車斗上方，再使用人工將袋裝土搬入自卸車車斗內碼放整齊，最后用自卸氣車運自現場。

（4）袋裝土鋪設：袋裝土運至現場后，袋裝土鋪設要先從坡腳開始人工分層鋪設，鋪設后的土工袋袋口垂直于渠道走向，土工袋袋底朝向渠內，層與層之間錯位擺放。

（5）相鄰土工袋之間空隙回填：在土工袋鋪設過程中相鄰兩土工袋之間要預留4～6cm的間距，以滿足土工袋碾壓過程中產生的側向變形，土工袋之間的空隙用與袋中相同的中膨脹土鋪填，鋪填厚度可適當高出人工初平后的土工袋3～5cm。

（6）土工袋初平：土工袋人工鋪設完成后，可先用人工踩踏使土工袋形成扁平狀，也可用小型平夯進行整平，實踐證明人工踩踏相對較為簡單易行，效率也相對較高。

（7）土工袋碾壓：膨脹土試驗段土工袋的壓實指標為0.9～0.95之間，土料含水量控制在20.5%～26%之間。在袋裝土初平后及兩袋裝土之間的空隙用中膨脹土鋪設完成后，即可以開始對土工袋進行碾壓，土工袋的碾壓采用20t的平碾進行靜碾較為理想，在試驗段施工過程中使用20t平碾進行碾壓一般情況下靜碾兩遍即可達到設計壓實度，靠近渠坡的部分土工袋，如有欠壓可采用小型振動平夯再夯實一至兩遍。

3.3 土工施工過程中注意事項

（1）鋪設時，相鄰土工袋之間要預留4～6cm的間距，使碾壓成型后的土工袋之間貼緊，并且能發揮一定的張力（現場可以根據土工袋碾壓變形情況適當調整，如果是基于界面尺寸大小要求，可以放寬袋子的間距）。

（2）土工袋的鋪設方向為袋口方向垂直于碾壓機械行進方向（局部土工袋視情況可以適當調整）。

（3）上、下層間的土工袋鋪設時要進行錯開布置，嚴禁進行垂直疊加鋪設。

（4）土工袋袋與袋之間的空隙要用裝袋土料進行回填，回填虛鋪厚度要高于人工初平后的土工袋3～5cm。

（5）裝填完成的土工袋要盡快上料施工，避免水分過分散失；施工期間如降雨天氣，應對土工袋施工層面，以及裝填完成的土工袋采取蓋膜防雨措施。

3.4 土工袋施工效果

針對試驗段實施的換填膨脹土的處理措施主要表現在三種情況：即水泥改性土措施、土工格柵處理措施、土工袋處理措施。綜合試驗段處理膨脹土的施工情況來看，土工袋處理措施與其它處理措施相比施工方法相對較為簡單，各項技術指標也比較容易控制。

土工袋填筑施工中的各項技術指標都比較容易控制，如土料粒徑大小的制備、土工袋填筑的壓實度等。此外其主要施工工序操作也相對較為簡單，普通農民工即可完成其大部分施工工序，如碎土、裝袋、鋪設等。

4 結語

總之，土工袋處理膨脹土渠道邊坡技術通過對試驗段的應用實踐得出，這種方法較為簡單而且各項施工指標比較容易控制，對周邊的環境影響小，能夠最大限度的減低施工成本，節約土地資源、降低工程成本等都有著積極意義。

參考文獻

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[2]杜新亮.土工袋處理膨脹土渠道邊坡在南水北調南陽試驗段的應用[J].城市建設理論研究（電子版），2011，（17）.