Sicomines尾礦庫(kù)填筑壩體試驗(yàn)段淺談

馬鵬程 楊偉波（中鐵七局集團(tuán)有限公司海外公司，河南 鄭州 450016）

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Sicomines尾礦庫(kù)填筑壩體試驗(yàn)段淺談

馬鵬程 楊偉波
（中鐵七局集團(tuán)有限公司海外公司，河南 鄭州 450016）

摘 要：本文通過對(duì)尾礦庫(kù)壩體試驗(yàn)段的填筑，確定壩體填料的運(yùn)輸方法、車輛配置；確定混合料的攤鋪方式、碾壓機(jī)具的組合、碾壓順序、碾壓時(shí)間、碾壓速度、碾壓遍數(shù)以及松鋪系數(shù)；從而制定合理的施工方案。

關(guān)鍵詞：尾礦庫(kù)；壩體；填筑；試驗(yàn)段；總結(jié)

一、工程概況

華剛礦業(yè)公司（Sicomines）的尾礦庫(kù)是其在剛果（金）銅鈷礦項(xiàng)目建設(shè)中的一部分。尾礦庫(kù)是選冶廠尾礦料的堆積壩，位于廠區(qū)西南方向，距離廠區(qū)約4km，壩體自東向西呈U型布置。壩體下游（東側(cè)）是POTOPOTO河，壩體填料距壩體K1+460m處1.7km。尾礦庫(kù)采用上游式堆壩工藝，初期壩標(biāo)高1411.0m，最終堆積壩高程1441m，庫(kù)區(qū)面積187 萬(wàn)m2，庫(kù)容量4430萬(wàn)m3，壩軸線總長(zhǎng)1800m，碾壓均質(zhì)土石壩，采用復(fù)合土工布膜全庫(kù)壩防滲。

二、壩體填筑試驗(yàn)段施工目的

1 確定混合料的運(yùn)輸方法以及運(yùn)輸車輛配置。

2 確定混合料的攤鋪方式以及確定碾壓機(jī)具的組合，碾壓順序，碾壓時(shí)間碾壓速度及碾壓遍數(shù)。

3 施工過程中確定混合料攤鋪的松鋪系數(shù)。

4 制定質(zhì)量保證具體措施。

5 制定合理的施工方案及技術(shù)交底。

三、施工布置

1 施工用水。本工程用水是在選冶廠附件的回水池，距離現(xiàn)場(chǎng)3km，主要是用于路面防塵，壩體取料含水率調(diào)節(jié)及鋪料粘結(jié)層噴灑，靠水泵抽取，灑水車運(yùn)輸。

2 施工道路。尾礦壩道路以原道路為基礎(chǔ)，對(duì)原道路加以改建作為壩區(qū)填筑及排水管涵施工道路。

3 填筑材料來(lái)源。本工程使用的壩體填料-采礦剝離碎石土，距壩體K1+460m處1.7km，此填料料堆距本試驗(yàn)段約2km，有施工便道與本試驗(yàn)段相通，且路況良好。

4 試驗(yàn)段施工時(shí)間。2014年5月15日至5月21日進(jìn)行了試驗(yàn)段的填筑、碾壓。

四、施工資源配置

1 機(jī)械設(shè)備配置。主要機(jī)械設(shè)備配置表見表1。

2 人員配置。根據(jù)本工程施工特點(diǎn)，人員配置見表2。

五、質(zhì)量保證措施

根據(jù)工程地形條件及土石方填筑施工特點(diǎn)，為確保填筑施工質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)采取了以下質(zhì)量保證措施：

1 嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙，變更通知，監(jiān)理工程師指示及相關(guān)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工。

2 采用先進(jìn)的GPS測(cè)量?jī)x放線，嚴(yán)格控制填筑邊線和壩體輪廓尺寸。

3 嚴(yán)格按照業(yè)主及監(jiān)理批準(zhǔn)的碾壓工藝參數(shù)進(jìn)行填筑施工。

4 配備足夠的專業(yè)人員及先進(jìn)的設(shè)備，嚴(yán)格控制壩體填料的分層厚度，含水率及碾壓遍數(shù)和施工工序進(jìn)行施工。

5 碾壓施工過程中嚴(yán)格按照規(guī)范或監(jiān)理的指示進(jìn)行，分組取樣試驗(yàn)分析，做到不合格材料不上壩，下層料不合格不進(jìn)行上層料的施工。

6 各料場(chǎng)及各裝載車輛應(yīng)掛設(shè)醒目的標(biāo)牌，并專人指揮并防止不同種類的物料混雜和污染。

7 施工后壩體邊坡應(yīng)平整，順直，潔凈，均勻，美觀，不得有反坡、陡坎、尖角等，坡面雜物及松動(dòng)石塊必須清除或處理。

8 對(duì)填筑的全過程實(shí)行全面管理，杜絕質(zhì)量事故發(fā)生，確保施工質(zhì)量。

六、安全保證措施

根據(jù)本工程實(shí)際情況及土石方填筑施工特點(diǎn)，為保證施工安全順利進(jìn)行，

現(xiàn)場(chǎng)采取以下安全保證措施。

表1　

表2　

1 嚴(yán)格按照有關(guān)操作規(guī)程、技術(shù)規(guī)范、通知及監(jiān)理工程師指示組織施工。

2 對(duì)從事機(jī)械駕駛的操作手進(jìn)行培訓(xùn)，經(jīng)考核合格后方可持證上崗。

3 填筑工序的施工，嚴(yán)格遵守安全操作規(guī)程和技術(shù)規(guī)范，嚴(yán)禁違章違規(guī)施工。

4 在整個(gè)施工過程中，由經(jīng)驗(yàn)豐富的安全檢查人員隨時(shí)對(duì)各施工機(jī)械車輛狀況進(jìn)行檢查監(jiān)督，嚴(yán)禁機(jī)械帶病作業(yè)，對(duì)各種事故隱患提前消除，防患于未然，將各種施工隱患消除在萌芽狀態(tài)中。

5 對(duì)施工全過程嚴(yán)格安全管理，杜絕安全事故發(fā)生，確保施工安全。

七、試驗(yàn)段填筑

1 壩體填筑要求

壩體填料含水率控制在最佳含水率的±2%以內(nèi)，碾壓時(shí)填料含水率控制在最佳含水率的±2%以內(nèi)。壩體填筑料最佳含水率9.7%，最大干密度2.044g/cm3，壓實(shí)度≥96%或者用K30檢測(cè)地基系數(shù)≥180MPa/m。

表3　

表4　

2 壩體填筑試驗(yàn)段里程

本試驗(yàn)段里程為K1+660-K1+760，試驗(yàn)段壩基基槽清理完畢后，按照碾壓方案進(jìn)行基礎(chǔ)回填碾壓試驗(yàn)。

3 試驗(yàn)段填筑施工方案

3.1場(chǎng)地清理：清理進(jìn)入角礫層內(nèi)0.5m以上。清基完畢后，平地機(jī)平整基底，壓路機(jī)碾壓2遍，基底承載力大于設(shè)計(jì)140MPa。

3.2基面驗(yàn)收：會(huì)同甲方，監(jiān)理工程師對(duì)壩體基面進(jìn)行驗(yàn)收，并做好相關(guān)記錄。

3.3填料含水率檢測(cè)：根據(jù)試驗(yàn)室對(duì)填料的試驗(yàn)結(jié)果，填料的含水率普遍較高，個(gè)別填料含水率超過15%，現(xiàn)場(chǎng)需采取晾曬的方式調(diào)整填料含水率，使其接近最佳含水率。

3.4裝料：采用挖掘機(jī)或裝載機(jī)裝料，自卸車進(jìn)行運(yùn)輸，嚴(yán)格控制不合格料進(jìn)入。

3.5卸料：采用后退法卸料，根據(jù)試驗(yàn)層厚劃定卸料方格，保證卸料均勻。

3.6鋪料：采用推土機(jī)/平地機(jī)平料，人工配合找平，保證填筑層厚度符合各試驗(yàn)層厚度要求。

3.7松鋪厚度控制方法

（1）沿軸線方向每20m取一斷面，每斷面布設(shè)4個(gè)控制點(diǎn)。（2）鋪料前，利用GPS定控制點(diǎn)位置并用白灰標(biāo)記，水準(zhǔn)儀進(jìn)行控制點(diǎn)高程測(cè)量。（3）推土機(jī)粗平后，再次用GPS定出控制點(diǎn)位置，按照試驗(yàn)松鋪厚度計(jì)算控制點(diǎn)高程，水準(zhǔn)儀抄平，白灰標(biāo)記，平地機(jī)精平至標(biāo)記高程，復(fù)測(cè)松鋪層厚無(wú)誤后進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度（96%）后，對(duì)控制點(diǎn)高程測(cè)量，計(jì)算壓實(shí)后厚度及松鋪系數(shù)。

3.8碾壓方案：根據(jù)風(fēng)化料的物理特性，本試驗(yàn)段按松鋪厚度40cm/層、45cm/層、50cm/層；設(shè)置3種不同層厚方案進(jìn)行碾壓試驗(yàn)。（1）厚度為40cm層風(fēng)化料填筑試驗(yàn)?zāi)雺海褥o壓1遍，弱震碾壓1遍；再?gòu)?qiáng)震碾壓2遍；最后弱震碾壓1遍，靜壓1遍找平（碾壓來(lái)回為一遍）。振動(dòng)碾壓在專人指揮下進(jìn)行碾壓，擬采用前進(jìn)、后退全振動(dòng)的方式，采用進(jìn)退錯(cuò)距法碾壓，碾跡搭壓寬度應(yīng)大于1/3輪寬，要求振動(dòng)碾壓平直，穩(wěn)定，行車速度控制在2.0km/h內(nèi)，靜壓一遍后，應(yīng)即時(shí)對(duì)缺料部位，人工補(bǔ)料找平。碾壓結(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)采用灌沙法檢測(cè)壓實(shí)度和K30檢測(cè)地基系數(shù)，達(dá)到壓實(shí)度的設(shè)計(jì)要求（壓實(shí)度要求不小于96%），K30檢測(cè)地基系數(shù)要求不小于180MPa/m，則結(jié)束本方案碾壓試驗(yàn)。（2）厚度為45cm第一層試驗(yàn)?zāi)雺骸Ｈ魴z測(cè)結(jié)果達(dá)不到壓實(shí)度設(shè)計(jì)要求，再重復(fù)強(qiáng)震碾壓1遍，直到壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求，厚度為45cm風(fēng)化料填筑試驗(yàn)?zāi)雺号c厚度為40cm層風(fēng)化料填筑試驗(yàn)?zāi)雺撼绦蛳嗤雺航Y(jié)束后，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)壓實(shí)度，若可達(dá)到壓實(shí)度的設(shè)計(jì)要求，轉(zhuǎn)入下一方案。（3）厚度為50cm第一層試驗(yàn)?zāi)雺海魤簩?shí)度不能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，再重復(fù)以上程序。若某層在靜壓1遍，弱震碾壓1遍；強(qiáng)震碾壓4遍；弱震碾壓1遍，靜壓1遍找平后仍達(dá)不到設(shè)計(jì)規(guī)定的壓實(shí)度，則說(shuō)明該層的松鋪厚度過厚，需減少松鋪厚度再壓實(shí)，并放棄該層厚填筑碾壓試驗(yàn)。取其在靜壓1遍，弱震碾壓1遍；強(qiáng)震碾壓不超過4遍；弱震碾壓1遍，靜壓1遍找平后達(dá)到設(shè)計(jì)壓實(shí)度的最大層厚為最佳松鋪厚度。（4）試驗(yàn)段完成后，分析試驗(yàn)結(jié)果，撰寫壩體填筑試驗(yàn)段成果報(bào)告。

3.9現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)：碾壓完畢后，由試驗(yàn)室進(jìn)行壓實(shí)度檢測(cè)，取樣數(shù)量應(yīng)符合下列要求：（1）每次檢測(cè)的施工作業(yè)面不宜過小，機(jī)械填筑時(shí)不宜小于600m2。（2）每次取樣數(shù)量：自檢時(shí)可控制在每填筑量100m3～150m3取樣1個(gè)，抽檢量可為自檢量的1/3，但至少應(yīng)有3點(diǎn)。（3）特別狹長(zhǎng)的作業(yè)面，取樣時(shí)可按20m～30m一段取樣1點(diǎn)。（4）若作業(yè)面或局部返工部按照填筑量計(jì)算取樣數(shù)量不足3點(diǎn)時(shí)，取樣3點(diǎn)。

3.10填筑鋪料前，對(duì)上一填筑層頂面進(jìn)行隱蔽驗(yàn)收，要求填筑面不能有虛土層，干松土，彈簧土，剪刀破壞，光面等不良現(xiàn)象，并灑水潤(rùn)濕，驗(yàn)收后2小時(shí)內(nèi)不能開始施工的，施工前另行驗(yàn)收，施工過程中填筑前隨時(shí)保持填筑面濕潤(rùn)并不受破壞。

八、試驗(yàn)成果報(bào)告

1 現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)報(bào)告，40cm厚試驗(yàn)層碾壓方案試驗(yàn)結(jié)果見表1：即40cm厚試驗(yàn)層按照先靜壓1遍，弱震碾壓1遍；再?gòu)?qiáng)震碾壓4遍；最后弱震碾壓1遍，靜壓1遍找平（碾壓來(lái)回為一遍）的試驗(yàn)方案能夠滿足壩體填筑壓實(shí)設(shè)計(jì)要求，此方案可行。

2 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)報(bào)告，45cm厚試驗(yàn)層碾壓方案試驗(yàn)結(jié)果見表2。即45cm厚試驗(yàn)層按照先靜壓1遍，弱震碾壓1遍；再?gòu)?qiáng)震碾壓6遍；最后弱震碾壓1遍，靜壓1遍找平（碾壓來(lái)回為一遍）的試驗(yàn)方案才能夠滿足壩體填筑壓實(shí)設(shè)計(jì)要求，此方案強(qiáng)震次數(shù)為6遍，比較40cm試驗(yàn)層的4次強(qiáng)震方案，明顯不經(jīng)濟(jì)，故舍棄此方案。并放棄50cm試驗(yàn)層的試驗(yàn)工作。

結(jié)論

綜合以上試驗(yàn)結(jié)果分析，壩體填筑碾壓方案為：每層松鋪厚度為40cm，碾壓使用26噸DANAPAC單鋼輪壓路機(jī)，按照先靜壓1遍，弱震碾壓1遍；再?gòu)?qiáng)震碾壓4遍；最后弱震碾壓1遍，靜壓1遍找平（碾壓來(lái)回為一遍），壓實(shí)度≥96%，K30檢測(cè)地基系數(shù)≥180MPa/m，松鋪系數(shù)控制在1.20。

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中圖分類號(hào)：TD926

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