圍堰填筑碾壓試驗方法

◎雷斌

隨著我國社會經濟的不斷向前發展，水利工程項目建設施工規模和施工量也在不斷擴大，水庫工程是我國水利工程項目建設工作中非常重要的組成部分，所發揮出的功能和作用也非常明顯，不但可以實現農田灌溉，同時還可以實現水體資源的合理規劃與使用，為人們的日常生活和生產活動提供必要的水資源。在水庫工程項目建設過渡過程中，圍堰結構是其中非常重要的組成部分，直接關系到水庫工程的使用安全系統。因此，在圍堰填筑工作過程中必須要有效做好碾壓工作。通過圍堰填筑碾壓工作的開展，可以保證整個圍堰結構的整體安全性，為水庫項目工程各項功能的正常發揮提供有效保證，要想從根本上提高圍堰填筑工作質量，必須要做好碾壓試驗工作。基于此，本文有效結合我國某地區一處水庫項目工程案例展開分析和研究，對本次水庫工程項目圍堰填筑碾壓試驗工作進行探索，提出圍堰填筑碾壓試驗工作的關鍵工作要點，保證圍堰結構的安全性和穩定性，延長水庫工程的使用周期，實現項目工程建設單位的良好經濟效益和社會效益，同時為后續類似工作開展提供必要的參考和借鑒。

一、工程概況

椒花水庫工程項目位于我國瀏陽河上游，大溪河左岸一級支流椒花河道下游區域，距離滸鎮5km 距離瀏陽市40km。本次水庫工程項目主要任務，是以城鎮供水防洪工作為主，同時還兼顧到周圍區域的農田灌溉以及水庫下游區域生態環境的補水工作。水庫工程項目上游圍堰位于壩軸線上方110m 位置，采用的是土石圍堰結構圍堰擋水，標準為全年20 年一遇洪水，對應的水體流量為600m3/s，設計水位大小為143.2m，圍堰頂部高程為144.7m，最大圍堰高度為20.7m，圍堰頂部長度為289.9m，圍堰頂部寬度為8.0m 圍堰本體131.0m 高程以下圍堰基礎結構部分，使用的是高噴滲墻防滲技術方法，131.0m 高程以上使用的是復合土工膜防滲透處理。水庫工程項目下游圍堰，位于壩址壩軸線下游223.1m 位置，采用的是土石圍堰，圍堰頂部高程為，123.50m，水庫設計水位為122.0m，圍堰頂部高程為123.5m，最大高度為4.5m，圍堰頂部長度為142.5m，頂部寬度為6.0m，水庫工程迎水面邊坡比例為1：2，背水面邊坡比例為1：1.75，圍堰本體和圍堰基礎防滲施工均使用的是黏土心墻。

圖1 椒花水庫工程

二、圍堰填筑碾壓試驗工作目標

本次圍堰填筑碾壓試驗工作目標，主要是為了有效檢查現場施工過程中開挖料壓實完成之后，是否可以達到預先設定的相關標準和設計工作參數要求，檢驗所使用的壓實機械設備的適用性效果，以及在施工過程中的可靠性，以此為基礎從中選擇出更加科學合理的施工參數：鋪料方法、鋪料厚度、壓實工作方法、有效壓實厚度等施工方法與參數，有效確認相關質量控制技術要求和檢測工作方法，并且進行現場碾壓和試驗工作。

三、圍堰填筑碾壓試驗工作方法

（一）試驗設備

在本次圍堰填筑試驗工作當中所使用的試驗設備如表1所示：

表1 機械設備

（二）試驗工作的主要內容

1.填筑材料的使用要求和來源。

水庫工程項目兩岸位置壩肩開挖料，采用的是填筑料土料最大顆粒直徑不能超過150mm，土石填筑工作當中所使用的石料顆粒直徑最大，不能超過壓實層厚度的2/3。

2.碾壓試驗工藝流程。

圖2 碾壓試驗工藝流程

（三）試驗準備工作

試驗場地通過使用推土機設備進行場地平整，處理使用22t 振動壓路機設備進行充分碾壓和密實，局部位置壓路機碾壓不到位，可以通過使用振動夯實方法來進行處理，以此來滿足基礎碾壓試驗工作要求和標準，最終保證整個場地的平整程度和面層的密實程度效果。在正式開始碾壓試驗工作之前，試驗室根據土工試驗規程要求和相關工作方法，對所使用的填筑材料含水率大小進行嚴格測試，同時將試樣當中小于40mm 部分做土工基石試驗，有效確認材料的最大干密度和最佳含水率，其中主要是以干密度作為縱坐標，含水率作為橫坐標繪制干密度和含水率關系，曲線曲線以上的峰值點，縱橫向坐標分別設定為回填材料的最大干密度以及最佳含水率。

圖3 圍堰碾壓

（四）試驗分組

在水庫項目工程上下游圍堰選定一塊區域來進行試驗工作，總共分為6 個試驗區，每個試驗區長度為20m，寬度為5m。通過使用白灰畫線邊界組裝進行拉線。其中1 號試驗區域松鋪黏接性土壤厚度40cm；2 號試驗區域松鋪黏性土50cm；3號適應區域松鋪黏性土壤60cm；4 號試驗區域松土無黏性土壤70cm；5 號試驗區域按松鋪無黏性土80cm；6 號線區域根據松鋪無黏性土壤90cm。在碾壓工的過程中首先需要使用22t 的振動壓路機設備在表面進行一次碾壓和找平，然后按照2、4、6、8 并反復進行碾壓，在碾壓第 2 遍之后每碾壓一次都需要檢查壓實度以及高程。

圖4 試驗分區示意圖

（五）填筑材料鋪設

選定的儲料場當中，通過使用裝載機和挖掘機設備來進行裝運，使用25t 自卸汽車來進行材料運輸，填筑材料使用自卸汽車后退法來進行上料，使用推土機設備進行表面平整，使用人工配合機械設備進行整平處理。在鋪料工作過程中需要使用帶刻度的尺桿，控制鋪料的厚度大小，鋪筑工作結束之后相關測量工作人員需要檢查圍堰的高程大小。

（六）碾壓工作

在填筑材料攤鋪工作結束之后，方可進行后續的試驗碾壓，在碾壓工作過程中碾壓速率需要控制在1.5km/h 之內，碾壓條帶之間的搭接寬度范圍在10～20cm，碾壓過程中端頭位置的搭接寬度為100cm。通過使用壓路機設備進行分層壓實處理，在碾壓工作過程中需要保證先慢后快、先進行邊緣再進行中間位置的碾壓，在壓實工作過程中需要保證每一個區域壓實充分均勻，不能產生漏壓情況，對于一些死角位置無法碾壓到位，需要通過采取人工使用小型機具來進行壓實處理，現場碾壓工作過程中通常情況下，需要保證不超過最佳含水率2%的條件下進行，如果實際含水量偏差量過大需要經過必要的翻松晾曬以及灑水處理工作之后，方可進行后續的碾壓工作，回填土每層壓實完成之后需要根據標準規范要求，對壓實層的壓實程度進行控制，需要達到標準壓實程度之后，方可進行上一層土壤的壓實工作。回填工作完成之后對于超過設計高程的區域需要及時進行整平處理，低于設計高程的位置需要進行土壤翻松之后再進行補充然后進行充分壓實。

（七）壓實工作之后的試驗檢測工作

在檢測壓實程度過程中，需要根據項目工程施工現場回填材料的實際使用工作情況，每一層壓實回填，工作結束之后取樣檢測壓實程度大小，每一層取一組，每組取三個點。通過使用灌水工作方法來進行檢測和分析，根據試樣最大材料顆粒直徑來確認試驗尺寸，本次試驗工作過程中所使用的試坑尺寸為直徑475mm，深度大小為525mm。具體如表2：

表2 試樣最大顆粒直徑

四、安全保障措施

（一）安全技術措施

第一，在實際試驗過程中必須要嚴格依照國家、省、市所頒布的相關安全法規和規程內容，要充分符合安全生產工作條例，通過建立起以項目經理為首的安全指導工作小組，并且制定出一系列安全有效的控制工作策略，全面貫徹和落實“”安全生產，預防為”主的工作方針，有效保證項目工程現場的安全性和穩定性。

第二，在正式開始試驗工作之前，需要組織相關人員對整個試驗工作的安全防護要求和標準進行學習，并且還需要設置出專職的安全人員，主要負責安全生產責任的管理和落實，如果發現工作現場產生安全隱患，必須要及時指出和處理，充分做到定時、定人、定措施整改，工作防止出現不安全性隱患。

第三，在工作場地主要的進場道口位置，需要設置比較醒目的安全告示牌，同時還需要根據國家勞動保護法的相關規定進一步加強勞保用品的管理工作，現場的作業工作人員必須要配發相關的勞動保護工作用品，比如安全帽、安全帶以及防塵面具等，禁止工作人員出現酒后工作等情況。

（二）施工機械設備的安全控制措施

第一，針對各種機器設備操作工作人員以及車輛駕駛人員，必須要取得相關的操作合格證，不能將機械設備直接交給無本機操作證的工作人員來進行使用，對這些操作工作人員需要有效建立起檔案的專人管理。

第二，相關機械設備操作工作人員，必須要根據機械設備的操作說明書，以及相關使用規范要求來進行使用，要嚴格執行工作之前的檢查工作制度以及工作過程中的相關注意要點，機械設備使用完成之后，需要有效落實設備的保養工作。

第三，駕駛室或者操作室內部需要保證充分干凈整潔，禁止存放一些易燃易爆性物品，嚴禁人員酒后使用機器設備，禁止機器設備出現帶病運行情況，避免機械設備出現超負荷運轉。通過使用手柄啟動機器設備需要充分注意手柄出現倒轉傷人情況，對機器設備進行加油工作時，工作過程中需要禁止煙火，嚴禁對運轉工作過程中的機械設備進行維修保養以及調整等各種操作。

五、結語

綜上，在試驗段工作結束之后，總結最終的試驗工作結論并且有效得出材料鋪設厚度、圍堰結構的碾壓次數、土壤最佳含水率等相關技術參數，為后續的圍堰填筑工作打下良好的基礎。