竹銀水庫(kù)土料場(chǎng)碾壓試驗(yàn)工藝

1、竹銀水庫(kù)土料場(chǎng)碾壓試驗(yàn)工藝    【摘要】通過(guò)對(duì)竹銀水庫(kù)防滲土料、反濾料、非防滲料開采、裝料、運(yùn)輸、卸料和碾壓試驗(yàn)，以及進(jìn)行含水量調(diào)整及現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)需進(jìn)行鋪土方式、鋪土厚度、碾壓機(jī)械的類型及重量、碾壓遍數(shù)、填筑含水量等各項(xiàng)參數(shù)試驗(yàn)，復(fù)合試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行土料的顆粒級(jí)配、壓實(shí)土的干密度、滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)和抗剪強(qiáng)度等試驗(yàn)。為大壩填筑提供了科學(xué)、真實(shí)的數(shù)據(jù)參數(shù)，并提出了相關(guān)建議，指導(dǎo)竹銀水庫(kù)大壩填筑，為類似工程提供了很好的借鑒經(jīng)驗(yàn)，為大壩填筑的設(shè)計(jì)、施工提供了更加靈活、多樣的解決辦法。 【關(guān)鍵詞】竹銀水庫(kù)，防滲料，非防滲料，反濾料，試驗(yàn)，工藝 1.工程概況 竹銀水庫(kù)

2、工程大壩為土石分區(qū)壩，自上游到下游由防滲體、反濾體、非防滲體（過(guò)渡料）組成，其中防滲體填筑總量為475.09萬(wàn)m3，反濾料填筑總量39.34萬(wàn)m3，非防滲體填筑總量180.78萬(wàn)m3。 2.試驗(yàn)料源及試驗(yàn)場(chǎng)地 2.1試驗(yàn)料源 （1）防滲土料、非防滲土料均從土料場(chǎng)開采； （2）反濾料采用中粗砂，20t自卸汽車從砂料外賣點(diǎn)采購(gòu)； 2.2試驗(yàn)工程量 碾壓試驗(yàn)工程量1、防滲料（壓實(shí)方）150m3；非防滲料（壓實(shí)方）220m3；反濾料（壓實(shí)方）110m3。 3.試驗(yàn)內(nèi)容 （1）對(duì)于防滲土料、反濾料、非防滲料，進(jìn)行開采、裝料、運(yùn)輸、卸料和碾壓試驗(yàn)，以及進(jìn)行含水量調(diào)整試驗(yàn)。 （2）防滲土料、反濾料、非防滲料

3、現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)需進(jìn)行鋪土方式、鋪土厚度、碾壓機(jī)械的類型及重量、碾壓遍數(shù)、填筑含水量等各項(xiàng)參數(shù)試驗(yàn)，復(fù)合試驗(yàn)應(yīng)進(jìn)行土料的顆粒級(jí)配、壓實(shí)土的干密度、滲透系數(shù)、壓縮系數(shù)和抗剪強(qiáng)度等試驗(yàn)。 4.填筑物料技術(shù)要求 4.1防滲土料 大壩壩設(shè)計(jì)干密度d=1.75g/cm3，相應(yīng)的設(shè)計(jì)含水量0=14.6%；防滲土料的滲透系數(shù)應(yīng)不大于3.0×10-5cm/s；防滲土料的填筑標(biāo)準(zhǔn)按壓實(shí)度不小于98控制。 4.2反濾料 反濾料采用中粗砂，要求具有連續(xù)的級(jí)配。反濾料的填筑標(biāo)準(zhǔn)按相對(duì)密度大于0.7控制，滲透系數(shù)K1.0×10-3cm/s，具體控制標(biāo)準(zhǔn)由碾壓試驗(yàn)后確定。 4.3非防滲土料 要求過(guò)渡料可以

4、采用土料也可以用石渣，但必須同料同層，土料的壓實(shí)度以0.98控制，石渣料以相對(duì)密度0.85控制。 5.碾壓試驗(yàn)施工 5.1試驗(yàn)施工程序 施工準(zhǔn)備物料開采物料運(yùn)輸施工放線鋪料、平料及灑水碾壓試驗(yàn)檢測(cè)。 5.2試驗(yàn)施工方法 5.2.1試驗(yàn)施工準(zhǔn)備 （1）試驗(yàn)場(chǎng)地平整 試驗(yàn)場(chǎng)地平整采用推土機(jī)配合人工清理，滿足施工要求。試驗(yàn)場(chǎng)地用TY320推土機(jī)進(jìn)行平整處理，YZ18B-振動(dòng)碾碾壓密實(shí)，以使基礎(chǔ)的密實(shí)度滿足試驗(yàn)要求（0.98），表面不平整度小于10cm。 （2）施工用水布置 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)采用灑水車運(yùn)輸，人工加水。 5.2.2物料開采與運(yùn)輸 防滲土料、非防滲土料采用立采法取料。反濾料外購(gòu)，采用20T自卸汽車

5、運(yùn)輸至試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。 5.2.3鋪料、平料及灑水 所有物料均采用進(jìn)占法鋪料。推土機(jī)將物料平鋪，局部采用挖機(jī)或人工鋪筑平料；灑水車進(jìn)行灑水，加水量嚴(yán)格控制。 5.2.4碾壓 防滲土料采用YZ18B-型凸塊振動(dòng)碾碾壓，反濾料及過(guò)渡料采用20T自行式光面振動(dòng)碾碾壓，碾壓方向?yàn)樵囼?yàn)條帶方向。先靜碾2遍，再振動(dòng)碾壓48遍，用進(jìn)退法碾壓，行駛速度控制在23km/h。相鄰兩段交接帶碾跡彼此搭接，順碾壓方向不小于0.5m，垂直碾壓方向的搭接寬度為1.0m。 5.2.5試驗(yàn)檢測(cè) （1）沉降試驗(yàn)檢測(cè) 對(duì)于不同種類的堰體材料，在實(shí)驗(yàn)鋪筑前分別測(cè)量該料區(qū)各測(cè)點(diǎn)的相對(duì)高程，求其平均值，作為鋪料厚度計(jì)算的基點(diǎn)；平料后設(shè)置標(biāo)尺

6、，計(jì)算鋪料后的平均高程，該高程與鋪料前的平均相對(duì)高程既為該層鋪料厚度。鋪料后采用振動(dòng)碾碾壓，首先靜碾兩遍，測(cè)量并計(jì)算平均相對(duì)高程，作為計(jì)算相對(duì)沉降率的基點(diǎn)，然后按同樣方法，分別按設(shè)計(jì)要求振動(dòng)碾壓4、6、8遍，測(cè)其平均相對(duì)高程，靜碾兩遍后的平均相對(duì)高程與振動(dòng)碾壓各遍后的平均相對(duì)高程差，即為各碾壓遍數(shù)的沉降值，各沉降值與該鋪筑層厚的比率即為各碾壓遍數(shù)的相對(duì)沉降率。 （2）填筑料復(fù)合試驗(yàn) 按照已選定的施工參數(shù)（層厚、灑水量、碾壓遍數(shù)）進(jìn)行各參數(shù)的復(fù)合試驗(yàn)，并按照相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行檢測(cè)。 （3）檢測(cè)點(diǎn)數(shù) 根據(jù)規(guī)范要求，每組試驗(yàn)共布置檢測(cè)點(diǎn)9個(gè)，復(fù)核試驗(yàn)則增加到12個(gè)，并在現(xiàn)場(chǎng)取樣，在試驗(yàn)室測(cè)定其滲透系數(shù)

7、。 5.2.6成果整理 整理含水率、干密度的關(guān)系，計(jì)算壓實(shí)度。繪制不同鋪土厚度，不同碾壓遍數(shù)時(shí)的干密度與含水率的關(guān)系。 6.數(shù)據(jù)分析 6.1防滲土料 防滲土料共進(jìn)行了三種含水率、不同鋪土厚度、不同碾壓遍數(shù)的碾壓試驗(yàn)。含水率分別是天然含水率（19.7%21.7%）、降低含水率（18.5%18.75%）、增加含水率（22.1%23.25%）；三種松鋪厚度分別為31cm、37cm、43cm；三種碾壓遍數(shù)分別為靜碾2遍+動(dòng)碾4、6、8遍。碾壓結(jié)果分析如下： （1）在不同含水率下進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，壓實(shí)結(jié)果不同。以天然含水率下（19.7%21.7%）碾壓效果最優(yōu)，降低含水率（18.5%18.75%）次之，增加

8、含水率（22.1%23.25%）最差，且現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)彈簧土現(xiàn)象；土料厚度增大，土料壓實(shí)效果變差。壓實(shí)遍數(shù)增加，土料壓實(shí)效果明顯，但以靜碾2遍+動(dòng)碾8遍為最佳，繼續(xù)碾壓則容易出現(xiàn)彈簧土或過(guò)壓導(dǎo)致土體表面出現(xiàn)裂縫。 土料在天然含水率（19.7%21.7%）、31cm32cm的鋪土厚度（壓實(shí)厚度25cm）、碾壓遍數(shù)為靜碾2遍+動(dòng)碾8遍條件下，壓實(shí)干密度在1.629g/cm31.701g/cm3之間，平均值為1.667g/cm3，相應(yīng)最優(yōu)含水率為18.4%。則碾壓試驗(yàn)土料壓實(shí)度在0.98以上，滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。 6.2反濾料 防滲土料共進(jìn)行了三種鋪料厚度、同碾壓遍數(shù)的碾壓試驗(yàn)。松鋪厚度分別為40cm、50

9、cm、60cm；碾壓遍數(shù)分別為靜碾1遍+動(dòng)碾6、8、10遍。碾壓結(jié)果分析如下： 在不同鋪料厚度的碾壓試驗(yàn)結(jié)果中，砂料厚度增大，砂料壓實(shí)效果變差；壓實(shí)遍數(shù)增加，砂料壓實(shí)效果明顯，但以靜碾1遍+動(dòng)碾10遍為最佳，滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。 砂料在50cm52cm的鋪料厚度（壓實(shí)厚度50cm）、碾壓遍數(shù)為靜碾1遍+動(dòng)碾10遍條件下，壓實(shí)干密度在1.755g/cm31.763g/cm3之間，平均值為1.761g/cm3；則碾壓試驗(yàn)相對(duì)密度在0.72以上，滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。 6.3非防滲土料 非防滲土料共進(jìn)行了三種鋪料厚度、碾壓遍數(shù)的碾壓試驗(yàn)。松鋪厚度分別為33cm、38cm、44cm；碾壓遍數(shù)分別為靜碾2遍+

10、動(dòng)碾4、6、8遍。碾壓結(jié)果分析如下： 在不同鋪料厚度的碾壓試驗(yàn)結(jié)果中，土料厚度增大，土砂料壓實(shí)效果變差；壓實(shí)遍數(shù)增加，砂料壓實(shí)效果明顯，但以靜碾2遍+動(dòng)碾8遍為最佳，滿足設(shè)計(jì)技術(shù)要求。 土料在3843cm的鋪料厚度（壓實(shí)厚度3035cm）、碾壓遍數(shù)為靜碾2遍+動(dòng)碾8遍條件下，壓實(shí)干密度在1.702g/cm31.725g/cm3之間，平均值為1.714g/cm3；以壓實(shí)度0.98控制。但不排除在以后工程施工過(guò)程中，料場(chǎng)有石渣料填筑。 7.施工參數(shù)確定 通過(guò)土料場(chǎng)的土工、砂料的碾壓工藝試驗(yàn)，確定壩體施工工藝參數(shù)及質(zhì)量控制指標(biāo)，見表 表7.1-1現(xiàn)場(chǎng)碾壓參數(shù)及控制指標(biāo)   

11、60; 8.試驗(yàn)總結(jié) 8.1.1試驗(yàn)總結(jié) 通過(guò)本次現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)大致了解了本工程土料場(chǎng)的土料特性，確定了壩體防滲料、反濾料、非防滲土料的鋪土厚度、碾壓遍數(shù)及含水率的控制范圍，對(duì)下一步的實(shí)際填筑施工有著非常重要的指導(dǎo)意義。 8.1.2設(shè)計(jì)填筑標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核意見 （1）防滲土料 根據(jù)土料場(chǎng)前期室內(nèi)土工試驗(yàn)可知，土樣擊實(shí)最大干密度在1.636g/cm31.734g/cm3之間，相應(yīng)最優(yōu)含水率在17.2%20%之間；而碾壓試驗(yàn)結(jié)果也表明在20t振動(dòng)碾碾壓遍數(shù)8遍后，檢測(cè)干密度在1.629g/cm31.701g/cm3之間，含水率在18%20%，相應(yīng)壓實(shí)度在0.98以上。滲透系數(shù)完全滿足設(shè)計(jì)要求。 （2）反濾料 反濾料為中粗砂，相對(duì)密度大于0.7，滲透系數(shù)大于1.0×10-3。根據(jù)反濾料室內(nèi)試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)可知，鋪料厚度52cm，在碾壓靜1+動(dòng)10遍的碾壓遍數(shù)下，相對(duì)密度0.72，滲透系數(shù)3.5×10-2。 （3）非防滲土料 非防滲料為土料，則要達(dá)到0.98的壓實(shí)度，鋪料厚度與防滲土料一致；若為石渣料，則填筑厚度需要調(diào)整，相應(yīng)控制指標(biāo)以相對(duì)密度0.85控制。 9.施工建議 （1）在壩體填筑施工過(guò)程中，由于填筑物料會(huì)發(fā)生變化，相應(yīng)的含水率及干密度控制范圍也相應(yīng)發(fā)生變化，根據(jù)室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，變化范圍還相對(duì)較大，如