西湯水庫堆石料填筑碾壓試驗成果報告

1、沁縣西湯水庫工程施工標沁縣堆石料填筑碾壓試驗成果報告西湯水庫堆石料碾壓試驗成果報告批準：審核：編制：山西省水利建筑工程局西湯水庫工程項目部 二O一六年九月八日1、概述沁縣西湯水庫大壩為瀝青砼心墻堆石壩，壩頂高程1075.3m，壩體填筑工程量：堆石料170000余m3。壩料來源溢洪道爆破料，壩體計劃2016年10月開始填筑。為核實壩料設計填筑標準的合理性，通過現(xiàn)場碾壓試驗，從而確定滿足設計要求的施工碾壓機具、碾壓參數和填筑施工工藝。依據合同文件、設計圖紙和國家有關規(guī)程規(guī)范，以及參照國內外已建及在建堆石壩壩料碾壓參數和工程類比，并結合本工程的實際情況，擬定了壩料碾壓試驗實施細則。報請設計和監(jiān)理工程

2、師審批后實施。碾壓試驗于9月5日開始至9月8日結束，此次碾壓試驗僅進行4場壩料碾壓試驗，現(xiàn)就已獲試驗成果整理分析報請業(yè)主、監(jiān)理、設計部門審閱。2、試驗目的通過碾壓試驗，達到如下目的：1) 核實壩料設計填筑標準的合理性。2) 研究填筑工藝。3) 確定達到設計填筑標準的碾壓遍數及行車速度等施工參數。3、堆石料設計指標及現(xiàn)場質控指標堆石料料源、設計指標及現(xiàn)場質控指標如表1所示。 堆石主料源及設計指標 表1壩體分區(qū)設計指標現(xiàn)場質控指標材料及料源孔隙率V0最大粒徑<5mm含量<0.075mm含量干密度d%mm%kg/m3主料溢洪道爆破料206002052090備注表中干密度值由巖石表觀密度和

3、孔隙率換算得出，計算公式為：V0=(1-d/)×100，為巖石表觀密度4、堆石料性質4.1溢洪道爆破料實測物理力學性質試驗成果如表2所示。 溢洪道爆破石料物理力學性質試驗成果 表2試驗項目表觀密度(kg/m3)強度（MPa）軟化系數干燥飽和1260047.033.40.71據表2，表觀密度為2600kg/m3，飽和抗壓強度為33.4Pa干燥抗壓強度為47.0MPa，軟化系數0.71。一般認為，巖石飽和抗壓強度低于30Mpa為軟巖。4.2 現(xiàn)場檢測堆石料級配見表3堆石料級配試驗成果表 表3試驗項目最大粒徑800（%）<5mm含量（%）<0.075mm含量（%）第一場試驗04

4、.61.3第二場試驗05.42.4第三場試驗06.22.6第四場試驗05.82.06、碾壓試驗設備、機械、儀器碾壓試驗過程中使用的碾壓設備及配套機械、儀器如表4 碾壓試驗設備及配套機械、儀器 表4設備名稱規(guī)格或型號單位數量備注振動碾20t臺1自卸汽車15t臺4挖掘機1.2m3臺1裝載機2L-50臺1推土機TY220臺1磅稱400kg臺1水準儀-臺17、試驗參數組合堆石料碾壓試驗參數組合及場地布置如表5 堆石料碾壓試驗參數組合（碾型：20t振動平碾） 表5場次填筑料填筑厚度（cm）碾壓遍數第一場溢洪道爆破石料808第二場8010第三場8012第四場80108、碾壓試驗場地規(guī)劃及時間安排8.1 碾

5、壓試驗場地及要求堆石料試驗擬布置在大壩上游場地，進行碾壓試驗。試驗前先用推土機將試驗區(qū)域整平，用振動碾壓實，在上面鋪一層試驗料，用振動碾壓實到設計標準，將這一層作為基層，然后在其上進行碾壓試驗。8.2試驗場地面積、鋪料要求堆石料試驗場地組合為4m×10m，為防止碾壓時產生側向擠壓，鋪料時每個試驗區(qū)的兩側（垂直行車方向）均留出一個碾寬，順碾壓方向的兩端留出4m為非試驗區(qū)，以滿足停車和錯車需要。8.3 試驗料準備在料場選擇經監(jiān)理工程師認可、具有代表性的壩料，并在試驗前一次性備足。 8.4 碾壓試驗時間堆石料碾壓試驗時間為2016年9月5日2016年9月8日。9、碾壓試驗工作量顆粒級配 4

6、組干密度 12個10、碾壓試驗流程、填鋪方法、碾壓方法10.1碾壓試驗流程場地平整碾壓基面測量進料推平（控制鋪填厚度）碾壓（8、10、12遍）沉降測量密度、級配檢測回填試坑碾壓下一場試驗。10.2鋪填方法碾壓試驗填筑模擬實際施工采用進占法填筑，堆土機平整，鋪填厚度誤差為松鋪厚度的±10%。10.3碾壓方法振動碾采用最大激振力430KN，行車速度2.0Km/小時。碾壓遍數采用前進、后退為二遍計，輪壓重疊1625cm。10.4壓實沉降量測量每個試驗組合均按1.5m×1.5m布置網格測點，每個試驗組合布置10個測點，用水準儀測量基面、鋪填層面及不同壓實遍數后，同一測點的高程以計算

7、松鋪厚度和不同碾壓遍數時的沉降量。10.5壓實干密度檢測 （包括粗、細料含水量）壓實干密度按土工試驗規(guī)程（SL273-1999）用灌水法進行，試坑直徑為填筑料最大粒徑的23倍，灌水法塑料布厚度為0.1mm，體積校正系數參考相關資料取用校正系數為1.003。每個試驗組合測干密度3個。11、碾壓試驗成果碾壓試驗干密度檢測成果及沉降量測量成果如表6表7所示 堆石料干密度檢測結果 表6試驗場次碾壓遍數干 密 度 (kg/m3)孔 隙 率 (%)備注123平均123平均第一場8202020602060204722.320.820.821.3鋪80cm第二場10209020902100209319.619

8、.619.219.5第三場12210020902120210319.219.618.519.1復核試驗10209021102100209719.618.819.219.3鋪80cm最佳遍數10遍最佳鋪料厚度80cm堆料壓實沉降量測量結果 (80cm) 表7基礎高程(m)層頂高程 (m)沉降值 (cm)壓 前壓 后虛鋪厚度壓后沉降量(cm)8遍10遍12遍8遍10遍12遍1057.808 1058.5781058.5511058.5311058.527772.74.75.11057.8051058.6051058.5781058.5571058.555802.74.85.01057.796105

9、8.5861058.5521058.5411058.536793.44.55.01057.8001058.6001058.5671058.5541058.560803.34.64.01057.7961058.6061058.5731058.5591058.556813.34.75.01057.7891058.6091058.5791058.5571058.550823.05.25.91057.7941058.5841058.5531058.5321058.528793.15.25.61057.7981058.5781058.5411058.5381058.519783.7 4.05.91057

10、.8031058.6131058.5801058.5721058.563813.34.15.01057.8001058.6001058.5651058.5491058.545803.55.15.5平均值803.24.75.2最優(yōu)參數組合時的松鋪系數 1.041.061.07 12、碾壓試驗成果分析 12.1顆粒級配的影響堆石料顆粒級配，一般用最大粒徑、小于某顆粒粒徑含量（這里我們用小于0.075mm和小于5mm顆粒含量）來衡量級配的優(yōu)劣。通常認為，最大粒徑愈大，壓實干密度愈高，材料不均勻系數愈大，壓實性能愈好，也愈易獲得最大的壓實密度。但壩料最大粒徑決定于鋪填厚度，一般最大粒徑為鋪填厚度的2/

11、3，若最大粒徑接近于鋪填厚度則大粒徑料周圍的細料得不到有效壓實。只有控制好顆粒級配才會得到有效壓實，所以在今后的施工過程中，控制好進場的料源是非常重要的。12.2碾壓遍數的影響壓實干密度隨碾壓遍數增加而提高，總體看，8遍10遍壓實干密度增長較大，12遍密度增長率則較小。13、結論綜合上述成果分析，現(xiàn)就達到設計指標的碾壓參數和施工工藝以及今后施工提出以下幾點：13.1設計提出的壩料控制指標是合理的，也是可行的，施工中必須給予保證，并盡最大努力提高壓實密度。施工選定的碾壓設備，也能夠滿足施工需要。13.2建議堆石料碾壓參數如下表施工碾壓參數表壩料名稱碾壓機具松鋪厚度（cm）碾壓遍數壓實厚度（cm）松鋪系數碾壓機行車速度（Km/h）堆石料20t振動碾801075.31.062壩料級配及壓實質量指標表壩料顆粒組成壓實指標最大粒徑（mm）5mm含量（mm）0.075mm%干密度 Kg/m3孔隙率（%）參透系數（cm/s）堆石料60020<52090<2013.3壩料級配是提高壓實密度、降低壩體沉降變形的關健，施工中應盡最大努力給予保證。同時應盡力做好上壩材料的均勻性和施工的均勻性。13.4施工時，為減小顆粒分離宜采用混合鋪筑法（進占法和退鋪法相結合）填筑，并加強現(xiàn)場施