水泥土换填试验方案
1.工程概况
南水北调中线一期工程总干渠潮河段第五施工标段，设计桩号SH（3）
158+200～SH（3）164+500，标段长度6.3km，本标段为全明渠段，标段内共有各种建筑物12座。其中左排两座，分别是教场王左排倒虹吸与小老营左排倒虹吸。
教场王沟排水倒虹吸工程位于河南省中牟县教场王村西南约1km 处，沟道
与总干渠交叉断面处桩号为SH(3)159+581.1，建筑物总长213.164m，管身长105.264m，孔数1孔、单孔尺寸为2.5m×2.5m（宽×高）。
小老营沟排水倒虹吸工程位于中牟县张庄镇西南，交叉断面处总干渠桩号
为SH(3)164+017.3，建筑物总长218.660m，其中管身长120.060m，单孔2.0m×2.0m（宽×高）。小老营沟排水倒虹吸由进口段连接段、管身段、出口消能防冲段组成。
本标段教场王沟排水倒虹吸身段第2、8节管身基础采用0.5m 厚15﹪水泥
土换填；小老营沟排水倒虹吸第3、10节管身基础采用0.5m 厚15%水泥土换填，第1、2、4、9、11节管身段和进出口翼墙基础采用0.3m 厚15%水泥土换填。 按设计要求，土方填筑压实度不低于98％，土料含水率的上下限偏差不超
过-2％～+3％，具体施工压实参数应通过现场换填试验确定。
2.试验目的
2.1换填试验的目的是为了确保南水北调中线一期工程工程质量，检验所
选用施工机械的适用性及其性能的可靠性。
2.2核查水泥土压实后是否能够达到设计要求的压实度。
2.3选定合理的施工压实参数，如：铺料厚度、水泥土参拌方法、单位面积
水泥用量、所用土料含水量的适宜范围、压实机具、压实方法和压实遍数等。
2.4优化选取质量好、进度快、成本低的施工方案，确定水泥土换填的质量
控制技术要求和检测方法，为现场施工提供依据
3.试验依据
⑴《土工试验规程》SL237-1999
⑵《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001
⑶《堤防工程施工规范》SL260-98
⑷招标文件《南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）
潮河段第五施工标段技术条款》
⑸图纸名称《南水北调一期工程总干渠潮河段小老营沟排水倒虹吸地基处理
图》NZSⅡ(CH)-P014-1-1、《南水北调一期工程总干渠潮河段教场王沟排水倒虹吸
地基处理图》NZSⅡ(CH)-P013-1-1等相关设计图纸
4.试验设备
表1 试验用机械及仪器设备配置计划表
5. 试验前的准备工作
5.1室内土工试验
试验前由项目部工地试验室人员取可用土料备料区的合格混合土料，按照设
计要求（水泥:土料=15:85，质量比）做水泥土击实试验，检测水泥土的最大干密
度和最优含水率。按照设计要求压实度不低于98％，土料虚铺按20cm计算。
5.2材料准备
本试验块所利用的土料为本标段临时堆料区堆存的可用混合土料；水泥采
用郑州天瑞水泥有限责任公司生产的袋装42.5级复合硅酸水泥。
5.3设备准备
①装运设备：挖掘机装土，自卸汽车拉运至试验场地；
②铺料设备：装载机配合推土机铺土、整平；
③检测试验设备：土工试验设备一套、测量设备1套（全站仪）；
④压实设备：水泥土压实拟采用蛙式打夯机夯击
6.试验方案
6.1试验场地的选择及整理
经现场查看、比较，考虑到本标段水泥土总量较小，所以项目部决定在两座
左排建筑物需进行换填的部位进行水泥换填试验，不在另行选择场地进行试验，
如在试验完毕后，不合格的将立即清除，重新进行试验。
首先有人工将场内建基面清理干净作为本次试验的基层，测量人员用白灰线
放出试验场地，经监理工程师检查验收后开始铺土进行试验。
6.2铺土压实
试验区铺层厚度确定按20cm控制，夯击4、6遍后测沉降量，并用环刀法取
样做干密度检测。
具体施工参数见附表1，操作过程见试验工序图。
附表1：压实试验参数
水泥土换填试验工序图
1、水泥土拌合：现场采用小型机械对混合料进行拌和，以拌合均匀为标准。
2、运料、平料：采用装载机配合推土机铺料，保证填筑层厚度和平整度满
足试验要求。
3、铺料：采用装载机运土、平铺并以人工辅助平整，铺填层厚度由现场质
检人员控制。
4、测量：采用全站仪进行测量。在铺料前、压实到拟定遍数后进行测量。
每个试验区测量三个断面，每个断面测两个点。为了测量铺料厚度和沉降量，预
先在场外设置临时水准点。
5、压实：用蛙式打夯机夯击4遍和6遍。
6、土工试验：试验区压实到拟定遍数后由试验人员采用环刀法取样，取样
6个，取样部位在压实层下部1/3处(数据整理时，根据干密度试验结果，去掉
干密度最大值和最小值)。通过室内土工试验测定土体的含水率并计算干密度。
测定完成后根据测定结果绘制干密度ρd与压实遍数Ni关系曲线。
6.3施工技术要求
1、水泥土应配比准确，混合料拌和均匀。
2、试验区应统一铺土、统一夯击，并配备人员和装载机参与整平作业，确
保试验区土料表面平整。
3、夯击过程中若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切
破坏等质量问题时，应及时进行处理。
4、已铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水润湿。
5、低温时施工：负温施工时应取正温土料；装土、铺土、压实、取样等工
序，都应采取快速连续作业；土料压实时的气温必须在-1℃以上。
6、从拌合到压实成型的时间控制在1.5个小时之内。
6.4确定最优压实组合
试验完成后对不同压实遍数所测得的含水率和干密度进行整理，计算出对
应的压实度，并绘出压实遍数和压实度的关系曲线，最后根据设计要求，并结合
上述曲线计算出最优压实组合（铺土厚度、压实遍数）。
6.5复核试验
用所选定压实遍数、铺土厚度再进行一次复核试验，如果压实结果满足设计、
施工要求，即可确定为施工压实参数。
7.试验记录与检查
1、测量人员在试验场地内不同压实遍数的取样点上测量高程，包括铺料前
高程、铺料后高程和压实后的高程，并将测得的数据进行统计。
2、实验室取样人员在试验区实遍数之后取样6组，并用环刀法一一测定其
含水率和干密度，计算出对应的压实度，并做好试验数据的统计。
3、观察压实土层底部有无虚无土层、上下层面结合是否良好、有无光面及
剪力破坏现象。
干密度最大值和最小值)。通过室内土工试验测定土体的含水率并计算干密度。
测定完成后根据测定结果绘制干密度ρd与压实遍数Ni关系曲线。
6.3施工技术要求
1、水泥土应配比准确，混合料拌和均匀。
2、试验区应统一铺土、统一夯击，并配备人员和装载机参与整平作业，确
保试验区土料表面平整。
3、夯击过程中若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切
破坏等质量问题时，应及时进行处理。
4、已铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水润湿。
5、低温时施工：负温施工时应取正温土料；装土、铺土、压实、取样等工
序，都应采取快速连续作业；土料压实时的气温必须在-1℃以上。
6、从拌合到压实成型的时间控制在1.5个小时之内。
6.4确定最优压实组合
试验完成后对不同压实遍数所测得的含水率和干密度进行整理，计算出对
应的压实度，并绘出压实遍数和压实度的关系曲线，最后根据设计要求，并结合
上述曲线计算出最优压实组合（铺土厚度、压实遍数）。
6.5复核试验
用所选定压实遍数、铺土厚度再进行一次复核试验，如果压实结果满足设计、
施工要求，即可确定为施工压实参数。
7.试验记录与检查
1、测量人员在试验场地内不同压实遍数的取样点上测量高程，包括铺料前
高程、铺料后高程和压实后的高程，并将测得的数据进行统计。
2、实验室取样人员在试验区实遍数之后取样6组，并用环刀法一一测定其
含水率和干密度，计算出对应的压实度，并做好试验数据的统计。
3、观察压实土层底部有无虚无土层、上下层面结合是否良好、有无光面及
剪力破坏现象。
8.成果整理
试验完成后，将试验资料进行系统整理分析，绘制成果图表，编写试验成果报告。根据试验成果，结合工程的具体情况，确定符合设计填筑标准的压实参数报监理工程师批准。
9.安全防护措施
1、试验现场设立安全警示牌，并拉警戒线隔离封闭。
2、进入施工现场必须佩戴安全帽。
3、施工现场必须有专职安全员负责机械设备、人员的安全调度。
4、机械运行压实区域内非施工人员不得逗留。
5、机械操作人员严格按照操作规程施工，保证各种机械设备的运行良好。
6、自卸汽车应有专人指挥。
7、施工现场要注意文明施工，不准乱扔杂物、机械加油时尽量避免油料污染地面。
8、废料选择适当方式处理，不得污染环境。
水泥土换填试验方案
1.工程概况
南水北调中线一期工程总干渠潮河段第五施工标段，设计桩号SH（3）
158+200～SH（3）164+500，标段长度6.3km，本标段为全明渠段，标段内共有各种建筑物12座。其中左排两座，分别是教场王左排倒虹吸与小老营左排倒虹吸。
教场王沟排水倒虹吸工程位于河南省中牟县教场王村西南约1km 处，沟道
与总干渠交叉断面处桩号为SH(3)159+581.1，建筑物总长213.164m，管身长105.264m，孔数1孔、单孔尺寸为2.5m×2.5m（宽×高）。
小老营沟排水倒虹吸工程位于中牟县张庄镇西南，交叉断面处总干渠桩号
为SH(3)164+017.3，建筑物总长218.660m，其中管身长120.060m，单孔2.0m×2.0m（宽×高）。小老营沟排水倒虹吸由进口段连接段、管身段、出口消能防冲段组成。
本标段教场王沟排水倒虹吸身段第2、8节管身基础采用0.5m 厚15﹪水泥
土换填；小老营沟排水倒虹吸第3、10节管身基础采用0.5m 厚15%水泥土换填，第1、2、4、9、11节管身段和进出口翼墙基础采用0.3m 厚15%水泥土换填。 按设计要求，土方填筑压实度不低于98％，土料含水率的上下限偏差不超
过-2％～+3％，具体施工压实参数应通过现场换填试验确定。
2.试验目的
2.1换填试验的目的是为了确保南水北调中线一期工程工程质量，检验所
选用施工机械的适用性及其性能的可靠性。
2.2核查水泥土压实后是否能够达到设计要求的压实度。
2.3选定合理的施工压实参数，如：铺料厚度、水泥土参拌方法、单位面积
水泥用量、所用土料含水量的适宜范围、压实机具、压实方法和压实遍数等。
2.4优化选取质量好、进度快、成本低的施工方案，确定水泥土换填的质量
控制技术要求和检测方法，为现场施工提供依据
3.试验依据
⑴《土工试验规程》SL237-1999
⑵《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001
⑶《堤防工程施工规范》SL260-98
⑷招标文件《南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南（委托建管项目）
潮河段第五施工标段技术条款》
⑸图纸名称《南水北调一期工程总干渠潮河段小老营沟排水倒虹吸地基处理
图》NZSⅡ(CH)-P014-1-1、《南水北调一期工程总干渠潮河段教场王沟排水倒虹吸
地基处理图》NZSⅡ(CH)-P013-1-1等相关设计图纸
4.试验设备
表1 试验用机械及仪器设备配置计划表
5. 试验前的准备工作
5.1室内土工试验
试验前由项目部工地试验室人员取可用土料备料区的合格混合土料，按照设
计要求（水泥:土料=15:85，质量比）做水泥土击实试验，检测水泥土的最大干密
度和最优含水率。按照设计要求压实度不低于98％，土料虚铺按20cm计算。
5.2材料准备
本试验块所利用的土料为本标段临时堆料区堆存的可用混合土料；水泥采
用郑州天瑞水泥有限责任公司生产的袋装42.5级复合硅酸水泥。
5.3设备准备
①装运设备：挖掘机装土，自卸汽车拉运至试验场地；
②铺料设备：装载机配合推土机铺土、整平；
③检测试验设备：土工试验设备一套、测量设备1套（全站仪）；
④压实设备：水泥土压实拟采用蛙式打夯机夯击
6.试验方案
6.1试验场地的选择及整理
经现场查看、比较，考虑到本标段水泥土总量较小，所以项目部决定在两座
左排建筑物需进行换填的部位进行水泥换填试验，不在另行选择场地进行试验，
如在试验完毕后，不合格的将立即清除，重新进行试验。
首先有人工将场内建基面清理干净作为本次试验的基层，测量人员用白灰线
放出试验场地，经监理工程师检查验收后开始铺土进行试验。
6.2铺土压实
试验区铺层厚度确定按20cm控制，夯击4、6遍后测沉降量，并用环刀法取
样做干密度检测。
具体施工参数见附表1，操作过程见试验工序图。
附表1：压实试验参数
水泥土换填试验工序图
1、水泥土拌合：现场采用小型机械对混合料进行拌和，以拌合均匀为标准。
2、运料、平料：采用装载机配合推土机铺料，保证填筑层厚度和平整度满
足试验要求。
3、铺料：采用装载机运土、平铺并以人工辅助平整，铺填层厚度由现场质
检人员控制。
4、测量：采用全站仪进行测量。在铺料前、压实到拟定遍数后进行测量。
每个试验区测量三个断面，每个断面测两个点。为了测量铺料厚度和沉降量，预
先在场外设置临时水准点。
5、压实：用蛙式打夯机夯击4遍和6遍。
6、土工试验：试验区压实到拟定遍数后由试验人员采用环刀法取样，取样
6个，取样部位在压实层下部1/3处(数据整理时，根据干密度试验结果，去掉
干密度最大值和最小值)。通过室内土工试验测定土体的含水率并计算干密度。
测定完成后根据测定结果绘制干密度ρd与压实遍数Ni关系曲线。
6.3施工技术要求
1、水泥土应配比准确，混合料拌和均匀。
2、试验区应统一铺土、统一夯击，并配备人员和装载机参与整平作业，确
保试验区土料表面平整。
3、夯击过程中若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切
破坏等质量问题时，应及时进行处理。
4、已铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水润湿。
5、低温时施工：负温施工时应取正温土料；装土、铺土、压实、取样等工
序，都应采取快速连续作业；土料压实时的气温必须在-1℃以上。
6、从拌合到压实成型的时间控制在1.5个小时之内。
6.4确定最优压实组合
试验完成后对不同压实遍数所测得的含水率和干密度进行整理，计算出对
应的压实度，并绘出压实遍数和压实度的关系曲线，最后根据设计要求，并结合
上述曲线计算出最优压实组合（铺土厚度、压实遍数）。
6.5复核试验
用所选定压实遍数、铺土厚度再进行一次复核试验，如果压实结果满足设计、
施工要求，即可确定为施工压实参数。
7.试验记录与检查
1、测量人员在试验场地内不同压实遍数的取样点上测量高程，包括铺料前
高程、铺料后高程和压实后的高程，并将测得的数据进行统计。
2、实验室取样人员在试验区实遍数之后取样6组，并用环刀法一一测定其
含水率和干密度，计算出对应的压实度，并做好试验数据的统计。
3、观察压实土层底部有无虚无土层、上下层面结合是否良好、有无光面及
剪力破坏现象。
干密度最大值和最小值)。通过室内土工试验测定土体的含水率并计算干密度。
测定完成后根据测定结果绘制干密度ρd与压实遍数Ni关系曲线。
6.3施工技术要求
1、水泥土应配比准确，混合料拌和均匀。
2、试验区应统一铺土、统一夯击，并配备人员和装载机参与整平作业，确
保试验区土料表面平整。
3、夯击过程中若发现局部“弹簧土”、层间光面、层间中空、松土层或剪切
破坏等质量问题时，应及时进行处理。
4、已铺土料表面在压实前被晒干时，应洒水润湿。
5、低温时施工：负温施工时应取正温土料；装土、铺土、压实、取样等工
序，都应采取快速连续作业；土料压实时的气温必须在-1℃以上。
6、从拌合到压实成型的时间控制在1.5个小时之内。
6.4确定最优压实组合
试验完成后对不同压实遍数所测得的含水率和干密度进行整理，计算出对
应的压实度，并绘出压实遍数和压实度的关系曲线，最后根据设计要求，并结合
上述曲线计算出最优压实组合（铺土厚度、压实遍数）。
6.5复核试验
用所选定压实遍数、铺土厚度再进行一次复核试验，如果压实结果满足设计、
施工要求，即可确定为施工压实参数。
7.试验记录与检查
1、测量人员在试验场地内不同压实遍数的取样点上测量高程，包括铺料前
高程、铺料后高程和压实后的高程，并将测得的数据进行统计。
2、实验室取样人员在试验区实遍数之后取样6组，并用环刀法一一测定其
含水率和干密度，计算出对应的压实度，并做好试验数据的统计。
3、观察压实土层底部有无虚无土层、上下层面结合是否良好、有无光面及
剪力破坏现象。
8.成果整理
试验完成后，将试验资料进行系统整理分析，绘制成果图表，编写试验成果报告。根据试验成果，结合工程的具体情况，确定符合设计填筑标准的压实参数报监理工程师批准。
9.安全防护措施
1、试验现场设立安全警示牌，并拉警戒线隔离封闭。
2、进入施工现场必须佩戴安全帽。
3、施工现场必须有专职安全员负责机械设备、人员的安全调度。
4、机械运行压实区域内非施工人员不得逗留。
5、机械操作人员严格按照操作规程施工，保证各种机械设备的运行良好。
6、自卸汽车应有专人指挥。
7、施工现场要注意文明施工，不准乱扔杂物、机械加油时尽量避免油料污染地面。
8、废料选择适当方式处理，不得污染环境。