石门水库大坝填筑料碾压试验方案

第二师38团水源工程（石门水库）大坝坝体填筑料碾压试验专项方案-9-目录一、工程概况 -1-二、料源 -2-三、现场试验的目的与内容 -3-四、碾压试验的准备工作 -4-五、碾压试验方法 -5-六、现场碾压试验场地设备及设计要求 -5-七、试验检测 -6-八、工期安排 -7-九、成果整理 -7-一、工程概况1.1、概述本工程座落在兵团第二师新建38团境内，新建38团位于新疆维吾尔自治区巴音郭楞蒙古自治州所辖的且末县境内，地处东经83°56′49″～84°30′24″，北纬37°38′16″～38°01′02″之间。位于莫勒切河出山口，距38团团部80km，距巴州且末县城230km，距和田地区民丰县城249km，距库尔勒市800km，距乌鲁木齐市1253km。1.2、工程项目组成本水库工程主要由大坝，导流泄洪排沙洞、溢洪道、灌溉发电系统组成。灌溉引水发电设计引水流量21.60m3/s。发电有压洞后接坝后电站厂房，发电尾水通过1.38km长的尾水隧洞和灌溉渠道连接，电站装机8000KW，多年平均发电量2913万KW.h.施工导流设计，50年一遇洪峰流量Q=781m3/s,10年一遇洪峰流量Q=461m3/s,5年一遇洪峰流量Q=338m3/s,表孔溢洪道布置在右岸坝肩。大坝坝址位于莫勒切河出山口处，海拔高程2300m～2530m。坝址处河床宽约150～200m，大坝河床复盖层118.7米，大坝正常蓄水位2394，相应库容量6671万m3，设计洪水位2394.08，校核洪水位2396.31，相应库容量7133万m3.坝顶长543.5m，坝顶高程2398.5m，最大坝高75.5m。大坝上游坝面采用25cm厚C30F300W4砼面板，防渗采用沥青混凝土心墙，厚度1.00m、0.8m、0.6m，过渡料筑上下游各2.00m；上游坝坡1:2.25，下游坝坡1：2；下游坝坡护坡采用30cm浆砌石加砼框格。坝顶以下20m设计加筋格栅，加筋格栅长20m，排距2.5m，其材料用双向塑料格栅。1.3、工程级别本工程等别为III等，工程规模为中型。其中大坝级别为2级，其他主要建筑物级别为3级，次要建筑物级别为4级，临时建筑物级别为5级。主要建筑物地震设防烈度为8度。为取得坝体填筑料的最优施工工艺参数，保证坝体填筑的施工质量在业主指定的料场选取了一块长50m，宽45m的场地，对选用的筑坝砂砾料进行现场填筑碾压试验。二、料源坝料储量及用量表序号建筑材料用量（万m3）料场储量要足于万m3备注1过渡层料14．23C1、C2、18.00利用料场装运2沥青混合料2.62C1、C2、3.00利用料场装运3坝体填筑341．97C1、C2、350.00利用料场装运4坝体填筑31．05溢洪道开挖料设计推算量直接利用5坝体填筑72.29导、泄、发洞开挖料设计推算量堆料区装运6砌石体石料2.4筛分的弃石料5.0料场弃料区装运大坝坝料类别主要有坝壳料和过度料两种。故本工程碾压试验主要针对以上两种料进行。由于施工要求，要先对坝壳料进行试验分析。坝壳料粒径设计要求不大于400mm，过度料粒径设计要求不大于80mm，料源代表性直接影响着碾压试验的各项参数，需明确料场的开采位置，各料场的级配情况，各种坝料的质量要求等需经过本次试验后确定，以便于大坝坝体填筑料源的供应。三、现场试验的目的与内容3.1试验的目的通过室内试验和现场碾压工艺性试验，确定以下几个方面：1)核查坝料的质量是否满足设计要求；2)核查现场碾压的压实机具性能是否满足施工强度和质量的要求；3）通过现场碾压工艺性试验，确定经济合理的铺层厚度，碾压实遍数和设计提供的压实参数是否符合要求。4）根据压实方法、核查土石料压实后能否够达到设计指标要求；5)通过现场工艺性试验，制定出相关质量控制要求、施工工艺参数和检验方法。6）分析比较所选填筑料碾压前后的级配变化。3.2试验内容（1）标准曲线的绘制，通过室内相对密度试验，按规范方法剔除60mm以上粒径后，人工合成不同含砾率的级配聊进行最大，最小干密度试验，绘制干密度（ρd）与含砾率（Ps）关系曲线，称之为标准曲线；（2）标准曲线的修正，采用碾压法进行，利用现场振动碾（25T自行式振动碾）全级配砂砾石料进行碾压，碾压密实后进行干密度、颗粒分析试验对室内标准曲线进行复核修正，为坝体填筑质量提供控制标准。（3）体砂砾石料进行不同铺筑厚度（拟选择60cm、80cm、100cm）不同碾压遍数（4遍、6遍、8遍）的组合碾压试验，了解不同区域的铺料方式、铺料厚度、碾压遍数、行车速度的压实效果。（4）过程中应进行相应的检测项目，包括沉降量，干密度，碾压后颗粒破碎情况等试验。（5）筑试验结果进行分析评价，确定出最优碾压参数，编写碾压试验报告递交监理人，根据设计要求对施工参数的选择做出论证。四、碾压试验的准备工作4.1现场试验由于本标段业主指定料场足够填筑料的使用，所以试验前取本标段有代表性的C1填筑料场进行试验，找出填筑料的最大干容重、实际含水率和最优含水率。将结果与设计指标对比，看能否满足设计要求。如果吻合，直接开挖利用。若含水量不能满足要求，可提前在取料区参照试验所反映的数进行调整，同时，从本标段近期所揭开的料质看，大部分含水符合设计要求。若不吻合，及时上报监理部，调整料场计划。4.2试验场地：碾压场地要进行压实，使基础的密度不低于设计要求的铺层密度。材料准备：材料取自C1填筑料场直接开挖利用，要提前对填筑料按照设计要求含水率范围进行加水或晾晒处理。4.3设备准备：1）碾压设备：填料碾压拟采用振动碾，试验前检测振动碾的工作特性参数，包括工作频率、振幅、碾重等；2）装运设备：挖掘机1.8m3、1台，20m3自卸汽车；2辆。3）ZL50装载机：1台，25t自行振动碾，1台；4）铺料设备：SD160推土机；5）洒水设备：5T洒水车、水枪配合补水；6）检测试验设备：土工试验设备一套、测量设备一套（水准仪和全站仪）。五、碾压试验方法5.1、试验前的砂砾料基础上平整碾压8遍，场地表面平整度不超过10cm，然后对场地测量、放线并记录试验场地的高程，测量间距2m*2m，并用拜会先画出试验区域和试验单元以及机械进出场的方向和指示标示。5.2、采用进占法铺料，铺料厚度为压实后厚度加上与压缩量，根据以往经验，与压缩量为虚铺厚度的5~10%（本次试验取10%）；在铺料过程中，去试验料样做碾压试验前的试料的颗粒级配检测。5.3、实验采用推土机平料，使其满足实验要求的厚度和平整度，坝料全部摊铺完后，水准仪检测铺层厚度，保证铺料厚度达到试验要求。5.4、振动碾在场外起振到正常工况后，在专人指挥下进场，振动碾采用前进后退全振方法碾压作业，行走路线按标示出的碾压设备行走路线走，进出场一个循环按振动碾压两遍计，轨迹重叠不小于20cm，25t振动碾四种铺料(60cm、80cm、100cm、120cm)厚度碾压2、4、6、8、10遍，2t平板振动夯对四种铺料（20cm、30cm、40cm、50cm）厚度碾压2、4、6、8、10遍，试验检测人员按每区3个随机样点采用灌水法取样检测，技术员测量碾压后的填筑层的高程，并计算各碾压遍数的沉降量喝沉降率。六、现场碾压试验场地设备及设计要求6.1试验场地的选择选择碾试验场地要求平整坚实，平整后采用25T自行式振动碾压实一遍，按3种铺土厚度（60cm、80cm、100cm）、3种碾压遍数（4遍、6遍、8遍）进行9种情况组合，分别9个碾压单元，每个碾压单元为15m×50m去布置；6.2碾压设备选型本次计划现场碾压试验施工机械设备及数量配制见表6-1。碾压试验主要施工机械配制表表6-1序号机械名称规格型号单位数量1挖掘机1.8m3台12装载机ZL50台13自卸汽车20m3辆24自行振动碾25t台15试验检测设备套1碾压设备机械参数表6-2设备名称全液压自行式振动碾备注设备型号KS202DS生产厂家青岛科泰重工工作质量（T）24.5振动频率(HZ)30/34振动频率拟选用30激振力(KN)315/190激振力拟选用315振幅(mm)1.85/0.85振幅拟选用2.0额定功率(KW)110行驶速度(Km/h)Ⅰ档2Ⅱ档4Ⅲ档10速度拟选用2碾宽（m）2.13七、试验检测7.1、沉降检测在试验单元内按2.0*2.0米的方格网布置沉降测点7.2、密度检测平面采用试坑灌沙法和注水法平行检测进行对比实验，每试验组合布置3个取样试坑（随机不重复），以其平均值作为试验组合的压实密度值。并由此得出灌水法与灌沙法的关系曲线，从而在施工过程中以灌水法作为施工检测手段，达到用灌水法换算成灌沙法检测指标作为施工控制的标准。7.3、级配试验每一种碾压组合取一组试样进行颗分检测，获取碾压后的级配曲线。7.4、人员的配制总负责人李大帅测量负责人马守学（其他测量人员4人）实验负责人于雷（操作人员4人）机械负责人谢定富（操作人员4人）7、5各级人员的岗位职责总负责人：负责本实验的总指挥及外部协调等工作。测量人员：负责放线、定位、铺土厚度检测、记录、汇总等，及时向总负责人提供测量数据。实验负责人：负责铺土厚度、碾压遍数控制，及时进行现场取样、试样保护，并进行填筑含水量、压实土的干密度、压实度的试验。确保实验数据的准确性和及时性，及时向总负责人提供有关信息。机械负责人：听从现场负责人的指挥，按实验规程的要求进行操作，确保施工安全。八、工期安排场地平整：2014年10月01日～2014年10月02日。试验料填筑：2014年10月03日～2014年10月04日碾压试验：2014年10月05日～2014年10月08日试验结果整理：2014年10月09日～2014年10月15日九、成果整理根据现场试验结束及时整理试验记录，根据各测量值和取样试验值整理绘制以下各关系曲线：=1\*GB3①以铺层厚度Hi为参量，绘制压实沉降值hi与碾压遍数Ni关系曲线；