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粉煤灰固化淤泥试验段施工工艺探讨

摘要：粉煤灰作为电厂的废渣，性能与水泥相似，目前主要应用于建筑行业。由于粉煤灰良好的吸附性能及活性，近年来也广泛的应用于污染治理，利用粉煤灰固化淤泥来填筑路基，能减少淤泥对环境的有害影响，并具有明显的经济效益。本文对粉煤灰固化水泥施工工艺的可行性进行了试验与研究。

关健词：路基；粉煤灰；淤泥；施工工艺

为保证粉煤灰固化淤泥试验段施工的有效管理土层锚杆施工工艺标准，由项目部总体负责，路基施工处具体组织实施，人员的安排组织如下：

现场施工总负责人：1人

施工员1名（配辅助工6名）：负责施工过程的机械组织，粉煤灰配料、边角处平整、拌和均匀性控制等工作。

质检试验员2名：负责石灰、粉煤灰原材料、灰剂量、含水量、压实度检测、平整度检测等工作。

测量员2名（配辅助工2名）：负责中、边线放样，高程测量控制，划格配灰，碾压后高程、宽度、横坡检测等工作。

安全员1名：负责施工过程中的安全管理工作。

技术员1名：负责技术资料收集和整理工作。

为保证粉煤灰固化淤泥试验段施工的质量和进度，根据需要我们配置的主要机械有：

(1)18J振动压路机1台；

(4)1m3挖掘机2台；

(5)120推土机1台；

(6)东方红推土机（配铧犁）1台；

(1)原材料准备及取样试验

通过试验，现场采集淤泥的物理力学指标列于表1中；进场500吨粉煤灰来自泰州电厂，经取样试验结果分列于表2中，进场40吨生石灰达到Ⅲ级以上标准，其钙镁合量不低于70%。

粉煤灰固化淤泥的重型击实曲线如图1所示。从图1中可以看出，随着粉煤灰含量增加，固化淤泥的击实曲线发生明显的变化。随着粉煤灰掺入量增加，固化淤泥的击实曲线越来越接近粉煤灰的击实曲线，即随着粉煤灰掺入量增加，固化淤泥的最大干密度逐渐减小，最佳含水量逐渐增大。其中，8:2淤泥/粉煤灰最大干密度及最佳含水量分别为1.58g/cm3和21%。

图1不同配比下固化淤泥的击实曲线

在施工应用前，在淤泥中掺加不同含量粉煤灰，并击实制成高80mm、直径39.1mm的圆柱试样，密封放置潮湿环境下养护。如图2所示，在淤泥与粉煤灰按9:1、8:2、7:3（干重比）三种不同配比下，试样在养护28d后强度分别为207kPa、294kPa、378kPa。并且图3显示，随龄期增长，无侧限抗压强度qu增大。从经济与质量角度考虑，确定8:2淤泥/粉煤灰进行现场施工。

图2淤泥/粉煤灰应力应变关系图

在开始施工前，项目经理部由技术负责人准备技术资料，负责向全体施工人员进行全面技术交底。对各种机械操作手和技术工人，进行现场技术交底。交底内容除施工方案、施工工艺、操作规程、技术要求、质量标准、试验检测方法外，同时明确岗位职责，使全体施工人员做到“五个明确”，即岗位职责明确、施工程序明确、操作规程明确、技术要求明确、质量标准明确。从而保证各项工作顺利进行。

经现场取样检测淤泥含水量都在40%以上，表状基本是流动状态，采用普通的运输设备根本无法将淤泥运送至施工断面，而且由于淤泥本身的特性，含水量过大，不易晾晒，加上施工适逢梅雨天气，势必造成施工周期长，施工难度大。指挥部科研小组经室内试验建议采用电渗法对打堆淤泥进行降水，但在实际操作过程中，由于淤泥量较大，电渗电压又必须控制在36V以下（从安全方面考虑），通过约12天的电渗降水，效果不明显。对此，为了保证工程的可操作性和施工进度，经指挥部与科研小组决定先将淤泥从河塘中挖出后即掺入2～3%的生石灰，通过化学反应吸收淤泥中的部分水份，闷料4天后，装车运至作业段，用四铧犁及旋耕机翻拌、凉晒，再进一步降低至适中含水量。

施工前，对原地面已经处理完毕且验收合格的施工段落上，恢复路基中线并加密中桩，测标高，放出处理宽度，为保证路基边部的强度和稳定，施工时路基两侧超宽30cm填土压实。

根据施工配合比计算设计厚度为15cm，掺20%粉煤灰固化淤泥中各种材料用量(单位：吨)：1m3混合料中粉煤灰为1.58×0.2＝0.316≈0.32；掺石灰淤泥为1.58×0.8＝1.264≈1.3。

计算各层松铺厚度掺石灰淤泥用量：根据选用的机械组合，掺石灰淤泥按初压精平后12.2cm摊铺，计算式为：1.3×(1+26%)/1.73×86%×15cm=12.21≈12.2cm，式中1.3为1m3混合料土中掺石灰淤泥的重量；26%为掺石灰淤泥含水量；1.73为掺石灰淤泥最大干密度（按3%石灰土估算）；86％为18T振动压路机轻振压2遍后的压实度；15cm为二灰土的设计厚度。

粉煤灰用量：按初压精平后6.0cm摊铺，计算式为：0.32×（1+35%）/0.93×86%×15cm＝5.99≈6.0cm,式中0.32为1m3混合料中粉煤灰的重量，35%为粉煤灰含水量；0.93为粉煤灰的干密度，86％为18T振动压路机轻振压2遍后的压实度；15cm为二灰土的设计厚度。

按计算的厚度，将掺石灰淤泥运输上路摊铺，为控制好松铺厚度，采用石灰线打格后布掺石灰淤泥，若掺石灰淤泥含水量偏大，应用铧犁配合旋耕机进一步晾晒，混合料摊铺完毕后拌和均匀，待含水量适中后可布粉煤灰。

粉煤灰采用人工配合装载机放灰，根据以往经验40装载机每斗装粉煤灰量约2.4吨,考虑施工配比理论略大,每斗配灰50平方；每格横向宽2.5米、纵向长20米。装载机按事先划好格线内布灰，然后采用人工进行找补，应从下风方向沿纵向配灰。布灰完毕应检查粉煤灰松铺厚度，发现问题及时修正。

在现场实际施工发现掺石灰淤泥总量偏少，加之平地机操作偏差，常常会因薄层贴补而产生起皮的现象，后来现场各种材料用量按设计结构层厚＋0.5cm的数量控制。

采用旋耕机配合铧犁进行拌和。为调整路拱和控制拌和深度，翻拌前调好铧犁的入土深度。铧犁翻拌沿外侧向内侧翻土，根据含水量和粉煤灰均匀程度确定翻拌次数。翻耕后立即用旋耕机进行拌和，根据现场实际情况。拌合过程中检查拌和深度、和灰剂量和含水量。拌和完成的标志是混合料色泽一致，无灰条、灰团、花面，土颗粒最大粒径不超过2cm。若含水量大可增加拌和次数，含水量小用洒水车补水。混合料拌和均匀，特别是含水量经检测合格后，立即用振动压路机进行稳压，然后用平地机整平。

按碾压组合方式进行碾压，碾压前的含水量要略大于最佳含水量1—2个百分点。采用先轻后重的方法，由边向中碾压、由低至高碾压（弯道由内向外碾压），直至密实度达到要求（最好当天压完）。压路机在碾压路段禁止调头、换档、转向。

7.检测厚度、压实度、强度等控制指标。

四、确保淤泥加粉煤灰试验段成功的措施

1.1建立质量保证体系：

针对本合同段的工程特点和创优目标，对各管理部门的工作进行分解，建立横向到边，纵向到底的质量保证体系。

1.2工程质量保证措施：

(1)项目部建立强有力的生产指挥系统、完整的质量控制体系和安全保证体系。

(2)贯彻执行项目法施工管理，认真总结施工经验

(3)制订质量体系文件化程序，质量体系处于有效运行中，对各项管理工作和施工技术均按程序文件执行；同时按指挥部要求的工期、质量目标，优化、完善施工计划和施工技术方案，做好相应配套计划，具体落实到各部门及责任人，以确保总体创优目标的实现。

1.3工艺技术、工序自检控制:

(1)实行全过程的质量监控，实行质量否决权。在保证质量的基础上尝试了新工艺。

(2)严格执行技术规范和标准，遵规操作，该试验段分项工程开工前均制订合理、先进的施工方案和施工工艺，并做好上岗前的技术培训和交底工作，使参加施工人员做到五个明确。

(3)认真做好施工中的施工原始记录，做到资料完整，数据准确，内容齐全。

1.4检测、试验设备控制:

(1)为了保证施工质量，我们配备性能优良、精度符合规定要求的检测、试验设备。

(2)对配置的检测试验设备，在使用前送国家认可的检定机构进行检定，合格后方可投入使用；并按规定周期进行检定、标识。当无需送检或不存在国家认可的基准时，项目部可自行校验，并形成记录文件。

(3)将对所有检验、试验人员进行培训，严格按操作规程进行操作；并确保检测设备有适宜的环境，以保证其精密度和准确度。

(4)项目技术科、试验室建立检测、试验设备明细台帐某科技大厦施工组织设计大纲超高层建筑施工组织设计大纲实例，掌握检测、试验设备现状，实行动态管理。

(5)项目技术科、试验室定期或不定期对主要检测、试验设备进行保养和复检，并形成记录文件。

1.5检验、试验控制:

(1)项目技术科、试验室对凡是进场的原材料件，均按招标文件、规范、程序文件的规定，按规定频率和方法进行检验、试验。

(2)对未经检验、试验的原材料和外购件一律不得使用。

(3)施工前对路基或结构物严格按招标文件、规范的验收标准，进行再次检验和测试。

(4)项目技术科、试验室严格按照规范的要求检验各工序质量，严格控制分项工程质量，对不合格的工程坚决返工处理。

(5)施工过程中各工序未得到检验、试验合格前GBT51051-2014+水资源规划规范，不准进行下一道工序。

(6)加强施工期间对已完工程的维护工作。