石门沟水库筑坝土料碾压试验研究

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1、石门沟水库筑坝土料碾压试验研究王录（兰州市水电勘测设计院）魏万鸿（甘肃省科学院地质自然灾害防治研究所）［摘要］本文结合•石门沟水库施工实例，阐述了在土石坝施工中要遵循碾压试验基本原理、方法及参数组合，根据碾压试验确定施工参数，为衣坝土方填筑提供了技术依据。［关键词］筑坝土料；碾压试验石门沟水库位于永登县秦川镇石门沟村北面的石门沟内，距石门沟村3.6km,距秦川镇13km,是利用引大东二干渠延长段的余水，为秦王川地区扩大灌溉而积，捉供人畜及工业用水而修建的蓄水工程。石门沟水库为采用当地材料筑坝，坝型为均质土坝

2、，筑坝土料设计用量是98.2万水库大坝上坝土料选定库区附近土料场的低液限粉质壤土，其天然含水量为8.8〜32.0%,天然状态下干密度为1.1〜1.32g/cn?。湿陷系数为0.009〜0.041。根据《碾压式土石坝设计规范（SL274・2001）》确定坝体设计压实度为97%o室内击实试验表明，该料场土料的平均最人干密度为1.70g/cm3,最优含水率16.7%o在施工条件下，受土石料的压实特性、采用的压实机具性能、土料的天然干密度、犬然含水率、当地气候条件等的彩响，有必要根据上述不同的条件组合，选用相应合理

3、的压实工艺，以保证坝体施工和经济合理性。由于筑坝土料为湿陷性土料，也宜进行专门的碾压试验论证其填筑标准。根据招标文件耍求，在大坝填筑开工前按设计耍求和监理部的批示，选择具有代表性的土料进行碾压试验，以确定土料的最优含水量、合理铺土厚度、经济碾压遍数、行进速度等工艺参数。1、土料场土料物理力学性质表1土料试验成果表项目单位试验成果质量要求粘粒含量%10〜1310〜30塑性指数&缶9.67〜17碾压厉渗透系数cm/s2.7x10-6<1x10-4天然含水量%7〜32水溶盐含虽%0.09-0.2<3%紧密密度g/

4、cm31.67-1.72PII8.03-8.40>7土料的夭然含水率与其物理力学性质及施工压实均有密切的关系，在工程实践中多用最优含水率作为控制标准，本工程土料的最优含水率为16.7%,而其天然含水率为7〜32%,不满足要求，其余各项指标均能满足均质土坝用料质最要求。因此，本工程需对土料的含水率进行调整。2、试验目的和依据（1）确定各种上坝料达到设计填筑标准的压实方法（包括碾压设备类型、机械参数、施工参数等）（2）确定经济合理的铺层厚度、碾压遍数、含水率等施工压实参数；（3）研究填筑施工工艺。（4）对设计

5、压实标准进行验证。试验依据:①《碾压式土石坝施工规范》DL/T-5129-2001;®设计单位关于大坝土方回填有关技术要求等。3、压实参数和试验组合：（1）压实参数：压实参数包括机械参数和施工参数两人类。本试验选定压实设备型号为SR20MP振动羊角碳，行车速度控制在1、2档（小于3knVh）o施工参数有铺土（料）厚度、碾压遍数、十•料的含水率等。（2）试验组合：由于土料含水率变化较大，需要根据不同的含水率确定压实参数，因此，本试验的最终目的，是确定不同含水率下铺土（料）厚度、碾压遍数的适宜值。本次试验纽合方

6、法采用综合法，即每次只周定土料的含水率，变动铺土（料）厚度、碾压遍数，通过试验找出该参数的适宜值。最终确定不同施工条件下的各参数适宜值。4、场地布置根据试验方法和试验组合，木次碾压试验一次布置5个组合试验。组合完成后淸理试验场地后重新进行一下次组合试验。试验场地要求地血密实，地势平坦，回转方便。每个试验组合不小于2mX5m；试验区的两侧（垂直行车方向）留出一个碾宽。顺碾压方向的两端应留出5m作为非试验区,以满足停车和错车需要。nnnnnn厂—LILIJ.IJ.IJLOZ文ZOJZ口「—「—『—TIT—1LO

7、选用的试验场地面积必须满足规划要求，基础密实。试验场地用与试验相同的材料平整碾压密实；进行铺料前帝进行原始高程测量。②摊铺整平碾压场地规划完毕后即可开始填筑料的摊铺和整平工作。摊铺采川的方法为：自卸汽车“进占法”卸料而后采丿IJ配合人工整平O采用全站仪检测铺层厚度，保证铺料厚度达到试验要求。③碾压按试验拟定的碾压方式及遍数对试验区域实施碾压作业。④测量碾压完毕麻，测出碾压示高程，以便计算沉降量。⑤取样7、碾压试验成果本次碾压试验同时固定含水率及铺土厚度，按不同碾压方式及遍数进行试验，共进行了9次45种组合

8、方式试验。碾压试验成杲见表2：铺土厚度(cm)碾压遍数笫1次(vv=17%±)第2次(w=19%±)第3次(w=14.5%土)含水率(%)干密度(g/cm①基础处理)含水率(%)干密度(g/cm3)含水率(%)干密度(g/cm3)30静217.11.6219.51.6214.41.63动217.11.6719.91.67151.66动417.41.6819.11.6814.41.68动617.21.6819.21