先鼎營水庫工程粘土料施工碾壓參數研究

【摘要】本文主要目的在于通過碾壓試驗，提出達到設計標準的壓實機械參數、施工參數和各種壩料填筑干密度的控制范圍。

【關鍵詞】碾壓試驗；施工；參數研究

一、工程概況

本工程位于普洱市瀾滄縣糯扎渡村，水庫總庫容71.27萬m3，為小（2）型水庫，樞紐建筑物主要包括大壩，溢洪道及輸水隧洞.大壩為粘土心墻風化料壩，最大壩高32.8m，壩頂長度96.4m，壩頂寬度5.0m.

二、土料場概況

先鼎營料場位于距壩軸線下游約0.8km的南門河右岸，分布高程1350m～1430m。覆蓋層厚度在1.9m～3.2m間，其中地表耕織土層0.3m～0.5m，殘坡積層厚度約0.9m～3.0m，主要為含碎礫石質粘土、粉質粘土，碎礫石成分為鈣質泥巖、粉砂巖，強風化為主，少量弱風化。

由于本土料場土料顆粒偏細，粘粒含量偏高，厚度較小，不宜單獨開采作為碾壓式防滲材料，開采時應結合全風化層立采拌和均勻后上壩填筑。

可用料為殘坡積層和全風化巖土體，有用層平均厚度約3.8m，有用層儲量5.73×104m3。

三、試驗依據

1 《碾壓式土石壩設計規范》SL274-2001

2 《土工試驗規程》SL237-1999

3 《碾壓式土石壩施工規范》DL/T5129-2013

4 《水利水電工程天然建筑材料勘察規程》SL251-2015

5 瀾滄縣先鼎營水庫粘土料碾壓試驗方案

四、碾壓試驗

4.1 試驗目的

1 通過碾壓試驗，復核設計要求及填筑標準的合理性。

2 研究確定達到設計填筑標準的最佳壓實方案（其中包括：壓實機械類型、機械參數、施工參數）。

4.2 填筑料常規試驗

碾壓前對原材料進行了比重、變水頭（室內）滲透試驗、擊實試驗。

試驗結果為：風化粘土料的最大干密度為1.69 g/cm3～1.70 g/cm3，最優含水率為20.2%～22.1%，滲透系數k<1.0×10-5，滿足設計要求。

4.3 試驗準備

4.3.1試驗場地

在粘土料場選擇一塊平坦堅實的場地進行壓實，使其表面平整度不超過±10cm。然后在其上劃出30m×50m長方形場地。鋪料時在試驗區的兩側留出寬約5m，在順碾壓方向的兩端留出10m作為非試驗區。以此作為碾壓試驗場地。

4.3.2 主要試驗機械設備及碾壓參數：

4.3.2.1 主要試驗機械設備

推土機：SD165 ，數量1，設備狀況良好。

凸塊碾：CLG620 ，數量1，設備狀況良好。

挖掘機：大宇320 ，數量1，設備狀況良好。

載重車：20t ，數量2，設備狀況良好。

4.3.2.2 碾壓參數

粘土料碾壓參數有：機械參數有凸塊碾的激振力、振幅、碾重、碾寬，載重車的運輸能力；施工參數有鋪料厚度、碾壓遍數、行車速度。

激振力：400～210KN；整車質量：20t；碾寬：2.1m；推土機：16.5t。載重：20t。

碾壓遍數：6、8、10；鋪料厚度：20、30、40（cm）；行車速度：2.5km/h；加水量：需要時；卸料方式：進占法。

4.4、碾壓試驗試驗過程

以20cm、30cm、40cm三種鋪料厚度分別按6遍、8遍和10遍進行碾壓實驗，共9場次。

（一）、碾壓實驗程序：

每場均采用挖掘機裝料、自卸汽車運輸、進占法卸料、推土機攤鋪平、

測量鋪土高程、凸塊碾碾壓（行車速度2.5km/h）、測量碾壓后高程、計算累計壓縮量、同時進行土工試驗。試驗結果如下：在鋪土厚度20cm時，累計壓縮量5.8cm，在鋪土厚度30cm時，累計壓縮量6.6cm，在鋪土厚度40cm時，累計壓縮量7.3cm。

（二）土工試驗

每個碾壓組合碾壓結束后，隨即進行干密度、含水率、擊實和現場滲透試驗。濕密度采用環刀法、含水率采用烘干法，擊實采用輕型擊實法，現場滲透采用單環法。

碾壓試驗成果：

1 在相同鋪土厚度情況下，隨著碾壓遍數增加，干密度增大。

2 在碾壓遍數相同的6遍和8遍時，隨著鋪料厚度增加，干密度逐漸減小。在鋪土厚度為30、40cm時碾壓6遍，壓實度不能滿足設計要求的98%，碾壓8遍時，各種鋪土厚度能滿足設計要求。在碾壓10遍時，3種鋪土厚度對應于同一個干密度值1.68g/cm3。說明在該碾壓設備下，鋪土厚度對干密度有一定影響。

3 在碾壓過程中，隨著碾壓遍數的增加，沉降量逐漸減少。

4 隨著碾壓遍數的增加，累計沉降量逐漸加大。

五、試驗結論和建議

綜合上述碾壓試驗資料，現提出如下建議：

1 采用進占法鋪料，碾壓方向為平行壩軸線方向。

2 鋪料厚度為30cm（+0，-5）。碾壓遍為8遍（單遍）。

3 凸快碾開低速擋振動碾壓，行車速度不大于2.5km/h。

4 根據擊實試驗，風化粘土料的最大干密度為1.69～1.70（g/cm3），最優含水率為20.2～22.1%，建議控制干密度γd≥1.66g/cm3，含水率為：21.2±3%，壓實度≥98%。

5 滲透系數必須滿足設計要求，即k﹤1.0×10-5cm/s。