(中国水电建设集团十五工程局有限公司，陕西西安710016)
【摘要】粉土质砂作为当地填筑材料越来越多的用于水利工程。但由于粉土质砂的物理性质和粘性土的物理性质存在较大差异。粉土质砂粘粒含量低粘聚性差，极易失水，遇风扬尘等特性造成制备方式、压实机理与常规的粘性土有所不同。本文以新疆XX引水渠道工程的施工特点及技术要领，阐述了复杂地形及高寒干燥气候条件下渠道填筑土料制备的技术要点。通过实践及渠道运行证明本施工技术安全、稳定、可靠，其在高寒地区大型水利水电工程施工中具有十分重要的意义。
【关键词】高寒地区粉土质砂土料制备技术研究
1工程概况
新疆某引水工程总长度为110.5km，为Ⅰ等大（1）型工程。渠道设计横断面为梯形，设计底宽为4.0m，渠底纵坡1/10000，渠深4.7m。渠道的左侧堤顶宽度为6.5m，右侧提顶宽度为3.5m。渠道内坡为1:2，外坡为1:1.75，外坡每8m设一级马道，马道宽度为2m。渠道最大填高27m，底部最大宽度127m，填筑工程量为490万m3，填筑土料全部为渠道附近北山坡1#至4#土土料场制备土料。
2施工难点及特点
（1）土料场及土料制备难点具有以下几点：
一是，料场面积大场地形西北高，东南低，呈斜坡状，坡度在20°以上。不易于道路的修筑；
二是，有用层薄，平均3m左右，为多年沉积土层，土料特性为粉土质砂，渗透系数1×10-5（m/s）,土料的粘聚性差，土料天然含水平在3.5%左右，开采时出现大量的扬沙现象。土料的最优含水13.5%，加水量大（见表2-1）。
表2-1土料复查主要试验成果表
（2）土料场及土料制备的特点
经过和传统的堆土牛土料制备方法对比畦田法土料制备有以下特点：
一是，土料制备过程耗时短且制备方量大；
二是，减少土料的二次倒运可以有效的节约工程投资成本；
三是，有利于环保、减少扬沙扬尘，从根本上消除了对果园的大面积污染，防范了果农经济损失；
四是，畦田法土料制备适用于料场面积大，地势坡度大、有用层薄、土料含水率和最优含水率相差较大的粉土质砂的制备。
3适用范围
畦田法土料制备适用于料场面积大，地势坡度大、有用层薄、土料含水率和最优含水率相差较大的粉土质砂的制备。
4工艺原理
利用粉土质砂的渗透系数大垂直方向渗透快、黏粒含量低保水性差及制备时不易形成泥块、料场西北高东南低、有用层厚度薄等特点，采用挖掘机修筑畦田加水泡土，过程检测含水率，开采前适当补水以达到最优含水要求。
5施工工艺流程及技术方案
5.1施工工艺流程
粉土质砂土料制备工艺流程见图5-1
图5-1粉土质砂土料制备工艺流程图
5.2施工技术方案
5.2.1料场表层清理
根据料场不同部位不同地形，采取分区分段由料场进口向内，自下而上进行剥离。剥离时注意充分的利用现场地形如沟壑等使机械的效益发挥最大。
5.2.2畦田修筑
根据现场的地形地势平坦时采用推土机和反铲修筑15m×15m的畦田，缓坡地形采用推土机沿等高线方向推出一刀宽的平台，反铲修筑6m×6m畦田。畦田修筑时确保畦田的质量，埂子高度根据加水量进行计算，埂子不易过大，防止夹生料出现，一般埂子底宽1m,顶宽0.5m为宜，有利于畦田的稳定。修筑时畦底应尽量平整，有利于加水量的控制。当土料含水量较低、不利于修筑埂子时，可采取下挖成畦或及时根据土料的性质调整作业面。充分利用降水后土料的含水突击进行畦田的修筑。
5.2.3天然含水检测
含水检测时结合土料制备施工的先后顺序进行，取样时布点应具有代表性。每个探坑检测含水时取有用层的全料充分混合进行含水检测。土样应密封储存防止含水的蒸发。样品及时处理，样品信息完整，记录齐全。特别是编号样品所代表的区域应在平面图上标注清楚，实验记录结果应一一对应。
5.2.4土料加水
加水采用人工移动两寸水管向畦田里注水。加水量经计算后按向畦田里注水深度进行控制。加水量计算时应充分考虑不同季节的蒸发量，运输时土料的含水损失，防止加水量计算不准。加水量计算公式为：泡土水量（m3）=泡土方量（m3）×天然干密度×（最优含水量%－天然含水量%）＋损耗量（m3）（渗漏量m3＋蒸发量m3）。
土料加水过程应注意，一是土料在加水的过程中遵循由低处向高处退进；二是加水控制好流速防止畦田冲涮漏水；三是在加水时应设专人进行巡逻，但巡逻面积不易过大造成不能收尾呼应；四是在遇到降水较大时应重新计算加水量。
5.2.5土料的含水检测
土料含水检测结果的代表性及准确性直接影响下一道工序的施工，因此土料含水检测应结合前期料场复查资料及土料制备试验资料等。合理规划检测点的布孔位置。
（1）检测孔的布置
检测点的布置应结合准备开采区域的地形，沿等高线方向采用梅花布孔的方式进行布孔。平缓地段间排距50m×50m，特殊地形时应加密布点。对所有孔进行编号，做好记录。
（2）含水检测的时间
含水检测时间根据制备实验结果进行检测，对待不同性质的土料检测时间应结合土料的渗透系数和气温情况。新疆伊犁河北岸干渠六标工程在检测土料的含水时，根据土料的渗透系数确定，粘性土7天、14天、28天进行检测。粉土7天、14天，砂土3天、7天。
（3）取样及实验结果
取样时对所有样品做好记录、样品及时处理，以及时指导现场施工。烧含水若采用烘箱需6-8小时才能得出结果，很不利于施工，而采用微波炉烘干仅需要4分钟。在微波炉使用前先通过对烘箱、酒精、微波炉进行对比，调整微波炉的火力时间。试验记录结果准确无误及时反馈确定确定结果。
6结语
高寒地区粉土质砂土料采用畦田法技术进行土料制备，工程实例证明尤其是在大中型线性工程中特别适合土料制备工程量大、土场面积大，地形复杂，土场有用层薄的土料制备环境。具有施工安全、质量可靠、造价适宜、制备速度快、方法简单的特点，制备土料参数满足工程填筑施工标准。
近年来国家对西北地区特别是新疆水利工程投资巨大，新疆地区幅员辽阔，但是河流水系分布不均匀，水利调节工程尤其是输水明渠、水库工程较多，土料作为水利工程中最常用的当地建筑材料之一，取材方便，价格低廉，应用优势较为明显，应用范围非常广泛。本文着重研究寒冷干燥地区土料制备及渠道填筑技术工艺，选择科学合理的土料制备工艺及填筑施工方案，将对新疆高原地区的土方填筑工程的设计和施工都具有借鉴和指导意义，其成果将对新疆乃至整个大西北地区的水利行业都有很大的推广价值，应用前景十分广泛。
参考文献：
[1]《水利水电工程施工组织设计规范》（SL303—2004）；
[2]《土工试验规程》SL237-1999；
[3]引额济乌渠道工程（土料制备与填筑施工方法）；
[5]南水北调中线一期工程总干渠陶岔渠首～沙河南；
作者：周建军（1984～），男，陕西西安，工程师，本科，从事水利水电工程11年，