王永莉

【摘要】粉質(zhì)粘土心墻壩的粘土料填筑施工中的壓實標準以干容重、壓實度控制，海西州都蘭縣哇沿水庫工程大壩填筑粘土料為設(shè)計單位指定的粉質(zhì)粘土料場，通過各種現(xiàn)場試驗最終確定了適用的鋪料厚度及碾壓遍數(shù)。

【關(guān)鍵詞】海西州都蘭縣哇沿水庫工程；粘土心墻壩；粘土料；填筑；現(xiàn)場試驗；鋪料厚度；碾壓遍數(shù)

1、工程概況

都蘭縣哇沿水庫位于都蘭縣察汗烏蘇河的中下游河段上，水庫壩址距下游的熱水鄉(xiāng)12.5km，交通條件較好。哇沿水庫總庫容為3337.9×104m3，屬于Ⅲ等中型工程。主要建筑物土石壩、溢洪道和放水洞為3級建筑物；主體工程內(nèi)容包括粉質(zhì)粘土心墻壩（壩高31.2m，壩長491m，壩頂寬度5m，壩頂高程3402.6m）。

2、試驗?zāi)康?/p>

2.1 粉質(zhì)粘土

根據(jù)工地具體條件，核實粉質(zhì)粘土料設(shè)計填筑標準的合理性，選擇合理的碾壓機械設(shè)備，確定經(jīng)濟合理的施工參數(shù)（碾壓機械、鋪料厚度、碾壓遍數(shù)等），并提供完善的施工工藝和措施。

3、試驗依據(jù)

3.1 《碾壓式土石壩施工規(guī)范》DL/T5129-2013

3.2 《土工試驗規(guī)程》SL237-1999

3.3 《水利水電工程施工測量規(guī)范》（DL/T5173-2003）

3.4 《水電水利工程粗粒土試驗規(guī)程》DL/T5356-2006

3.5 施工技施圖紙（MSGY-JS-SG-10）

3.6 設(shè)計提供的現(xiàn)場碾壓實驗任務(wù)書

3.7 設(shè)計施工詳圖圖紙及相關(guān)技術(shù)要求

3.8 監(jiān)理工程師、業(yè)主、設(shè)計等下達的指令等

4、試驗所需人員、試驗儀器、機械設(shè)備

4.1 試驗所采用的機械表

挖掘機（CAT-140）1臺，自卸車（22m3）2臺，裝載機（ZL50）2臺，振動凸塊碾（LG522B型、擊振力400/225KN） 1臺，灑水車（16t）1臺，推土機（D16）1臺。

4.2粉質(zhì)黏土試驗所采用的試驗測量儀器設(shè)備

電子臺秤（50kg/0.01g）1臺，電子天平（2000g/0.01g）1臺，環(huán)刀，鋁盒（3 cm）44個，削土刀2把，毛刷2個，鐵錘（8磅）4把，酒精（純度95%）50 kg，鐵鍬4把，十字鎬4把，全站儀（GTS-102N）1套。

5、試驗前期準備

5.1 填筑料源

海西州哇沿水庫工程土石壩填筑粉質(zhì)粘土用料為業(yè)主及設(shè)計單位指定的粉質(zhì)粘土料場，粉質(zhì)粘土料場距壩址1km左右，表層無效層為100cm左右，下部有效層厚度平均為3.5m。

5.2 填筑料復(fù)核試驗

現(xiàn)場碾壓試驗之前，從粘土料場不同的三個部位抽樣送檢至青海江海質(zhì)量檢測有限責(zé)任公司進行擊實試驗，經(jīng)檢測最大干密度為1.81g/cm3，最小干密度為1.76g/cm3，平均干密度為1.78g/cm3；最大含水量為16.7%，最小含水量為15.9%，平均含水量為16.3%；從整體看填筑料滿足壩體填筑料設(shè)計要求。

5.3 試驗場地選擇與劃分

碾壓試驗場地選擇在大壩上游，場地大小為50×20m，其中每10×5 m做為一個試驗單元進行碾壓試驗，試驗區(qū)的兩側(cè)有足夠的空間滿足停車和錯車需要，試驗場地以10m×5m的3個試驗區(qū)（共9個組合）進行碾壓試驗，區(qū)與區(qū)之間留1m過渡帶。

基礎(chǔ)經(jīng)過碾壓經(jīng)取樣達到設(shè)計干容重后作為試驗場地，其表面平整度控制在±10㎝內(nèi)。對試驗場地進行驗收后，測量人員在平坦、堅實的基礎(chǔ)面上用白灰進行放線，將不同鋪層厚度的取樣斷面引出試驗場地以外，進行標識；在試驗場地內(nèi)布置1×1m的方格網(wǎng)測點，以便測量基礎(chǔ)相對高程和壓實后的相對高程，得出沉降量。

6、碾壓試驗方法及參數(shù)組合

6.1 試驗參數(shù)的確定

根據(jù)設(shè)計要求、規(guī)范標準要求及以往的施工經(jīng)驗，試驗方法采用逐漸收斂法，即固定碾重和一種鋪土厚度，選擇三種碾壓遍數(shù)進行試驗。初步擬定鋪料厚度、含水率及碾壓遍數(shù)等參數(shù)，振動碾的行駛速度根據(jù)土料情況控制在慢速檔，行駛速度為2.0～3.0Km/h。碾壓采用進退錯距法碾壓，為避免漏壓、欠壓，嚴格控制錯距寬度，錯距寬度可按以下公式控制。

b=B/n

式中：b 錯距寬度m； B 碾滾凈寬m； n 設(shè)計碾壓遍數(shù)

現(xiàn)場通過對三種鋪土厚度、三種碾壓遍數(shù)進行組合試驗，經(jīng)試驗取得在同種碾壓機械下，含水率、鋪土厚度、碾壓遍數(shù)的最優(yōu)值。選擇既滿足設(shè)計要求，又經(jīng)濟合理的碾壓參數(shù)作為施工參數(shù)。根據(jù)土石壩碾壓施工規(guī)范規(guī)定，土石壩填筑合格率為90%以上，所以試驗的平均干容重應(yīng)高于規(guī)定的填筑標準值，同時實際施工條件也與試驗時有所不同，碾壓試驗控制干容重的合格率應(yīng)稍高于設(shè)計標準（一般可為5%左右），考慮碾壓試驗不能與施工條件完全一致，粉質(zhì)粘土試驗控制干容重、壓實度的合格率為100%。

6.2 取樣布置及方法

按《碾壓式土石壩施工規(guī)范》DL/T5129-2001要求，粉質(zhì)粘土料每一組試驗均取樣11個點，共取樣99個點；采用梅花形布置。

7、試驗成果整理分析

7.1 粉質(zhì)黏土

7.1.1 粘土料鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、含水量、干容重、關(guān)系曲線圖

7.1.3 粉質(zhì)粘土試驗結(jié)果分析

（1）鋪料厚度對干容重的影響較為明顯，鋪料30cm、40cm、50cm時，碾壓6、8遍時干容重、壓實度都滿足設(shè)計填筑要求，從經(jīng)濟、節(jié)約成本方面考慮，鋪土厚度采用40cm。

（2）碾壓遍數(shù)對干密度、壓實度的影響更為明顯，三種鋪料厚度，在碾壓8遍時，普遍比碾壓4遍、6遍干容重更容易達到設(shè)計要求。碾壓8遍時與碾壓4遍相比區(qū)別較為明顯，與碾壓6遍相比區(qū)別不明顯，但存在增加成本因素。碾壓4遍時在實際施工時控制不嚴很容易出現(xiàn)漏壓情況，質(zhì)量很難保證，碾壓8遍時，表面未出現(xiàn)任何破壞現(xiàn)象。

（3）層間結(jié)合情況，當鋪料30cm、40cm碾壓4遍時，干容重合格率分別為81.8%、90.9%，達不到設(shè)計填筑要求；碾壓6遍、8遍時，層間碾壓密實，結(jié)合良好，干容重合格率100%。 在相同的鋪料厚度下，碾壓6遍即可達到設(shè)計干密度、壓實度的指標。考慮施工過程中的不確定因素與碾壓試驗有差別，為確保工程質(zhì)量，碾壓遍數(shù)采用8遍。

（4）從含水量與干容重關(guān)系圖看，隨著含水量的增加，干容重有逐漸下降趨勢，含水量增加，在碾壓過程中出現(xiàn)“彈簧土”現(xiàn)象，碾壓質(zhì)量會降低；

（5）從沉降量與碾壓遍數(shù)的關(guān)系圖可以看出，鋪料厚度相同時，沉降量隨碾壓遍數(shù)的增加而增大；在碾壓遍數(shù)相同時，沉降量隨鋪土厚度的增加而增大。

7.1.4 試驗結(jié)論

根據(jù)試驗結(jié)果分析，滿足粉質(zhì)粘土料填筑質(zhì)量指標的控制標準及施工參數(shù)如下表，施工過程中按此施工參數(shù)進行控制：

8、粉質(zhì)粘土復(fù)核試驗

為復(fù)核確定試驗參數(shù)的合理性，現(xiàn)場鋪料40cm、碾壓8遍后，用選定好的施工機具進行碾壓后取樣檢測。檢測復(fù)核成果滿足設(shè)計填筑指標要求。

9、填筑時應(yīng)采取的施工工藝及質(zhì)量保證措施

（1）施工時嚴格按施工規(guī)范進行施工；

（2）嚴格按確定的碾壓參數(shù)控制鋪料厚度、碾壓遍數(shù)及含水量；

（3）應(yīng)采取措施嚴控料場的含水量，以防碾壓時出現(xiàn)泛漿或“彈簧”現(xiàn)象；

（4）嚴格遵照試驗方法中提出的鋪料方法、錯車和碾壓方法碾壓，垂直碾壓方向搭接寬度應(yīng)不小于0.3～0.5m；順碾壓方向搭接寬度應(yīng)不小于1～1.5m，不允許漏壓，碾壓遍數(shù)不得少于8遍，分區(qū)碾壓時應(yīng)做好明顯標記；

（5）振動碾應(yīng)順壩軸線方向碾壓，行駛速度控制在2.0～3.0Km/h，嚴格控制錯距，定期檢查振動碾工作性能，以防欠壓、漏壓；

（6）不同填筑料縱橫向結(jié)合部位，宜采用臺階收坡法，每層臺階寬度不小于1.0m；

（7）分段填筑時，各段土層之間應(yīng)設(shè)立標志，以防漏壓、欠壓和過壓，上下層分段位置應(yīng)錯開；

（8）振動碾無法壓到的部位（壩肩處、大壩與岸坡或混凝土建筑物結(jié)合部位）應(yīng)使用夯板，采用連環(huán)套打法夯實；

（9）粘土施工時，鋪設(shè)下一層料時，上一層表面必須進行刨毛處理，用凸塊振動碾碾壓；

（10）加強上、下結(jié)合層面干容重檢測；

（11）粉質(zhì)粘土用進占法鋪料；含水量宜控制在14.3～17.3%之間，最容易滿足設(shè)計和經(jīng)濟施工的要求；

（12）環(huán)刀法使用的環(huán)刀和鋁盒應(yīng)定期進行校準；

（13）質(zhì)量檢測的儀器及操作方法，應(yīng)嚴格按《土工試驗規(guī)程》SL237-1999進行；

（14）壩體壓實檢查應(yīng)嚴格按《碾壓式土石壩施工規(guī)范》DL/T5129-2001要求執(zhí)行。