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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流沥青混凝土心墙堆石坝填筑碾压试验方案2.精品文档.沥青混凝土心墙堆石坝填筑碾压试验方案2 四川省乐山市马边河官帽舟水电站工程 大坝、泄洪放空洞、生态流量电站、 机电及金结设备安装工程 沥青混凝土心墙土石坝 填筑碾压试验大纲 中国葛洲坝集团股份有限公司 官帽舟水电站工程施工项目部 二0一三年六月 - 1 - 目录 一、编制依据 . - 1 - 二、概述 . - 1 - 三、技术参数及试验要求 . - 2 - 四、试验目的 . - 6 - 五、碾压试验设备及各填筑料碾压试验内容及要求 . - 6 - 5.1试验设备 . - 6 - 5.2各填筑料
2、碾压试验内容及要求 . - 6 - 5.3碾压试验场次安排表 . - 10 - 六、试验场地选择及布置 .- 11 - 八、碾压试验步骤及方法 .- 11 - 8.1试验步骤 . - 11 - 8.2试验步骤简述 . - 12 - 8.3试验检测方法 . - 13 - 九、实施时间 . - 15 - 十、碾压试验资源配置 . - 16 - 10.1碾压试验人员配置 . - 16 - 10.2碾压试验用机械 . - 16 - 10.3试验用仪器 . - 16 - 十一、试验保证措施 . - 17 - 十二、试验资料的整理及成果报告 . - 18 - - 2 - 一、编制依据 沥青混凝土心墙土石坝
3、的现场碾压试验、各类骨料筛分的最佳性能指标和标配参数按沥青混凝土心墙堆石坝填筑施工技术要求（设计提供）的规定，以及监理工程师的指示进行，并以以下标准规范为试验依据。 1、水工碾压式沥青混凝土施工规范DL/T53632006； 2、水电水利工程土工试验规程DL/T5355-2006； 3、土工试验规程SL2371999； 4、工程测量规范GB50026-2007； 5、碾压式土石坝设计规范DL/T53952007； 6、水工沥青混凝土试验规程DL/T5362-2006。 7、公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ0522001； 8、碾压式土石坝施工规范DL/T51292001； 二、概述 官帽
4、舟水电站工程位于四川省西南部乐山市马边县境内的马边河上，距马边县城约19km。采用混合式开发方式，以发电为主兼有改善下游防洪能力和灌溉条件的中型水利水电枢纽工程。坝址控制流域面积1449km2，拦河坝坝高109m，水库正常蓄水位674m，坝顶高程679m，总库容为0.96亿m3。枢纽工程由沥青混凝土心墙土石坝、开敞式溢洪道、泄洪放空洞、生态流量引水系统及电站厂房、发电引水系统及电站厂房等建筑物组成，总装机容量12万kW。 挡水土石坝主要由过渡层、砂岩主堆石1A区、主堆石1B区、砂岩主堆石2A区、主堆石2B区、砂岩主堆石3A区、主堆石3B区、石渣开挖料、堆石排水棱体、级配碎石过渡料和垫层、中粗砂
5、过渡料和垫层等石料填筑而成，填料分层碾压密实，总填筑量约为272.1万m3。 - 1 - 三、技术参数及试验要求 - 2 - - 3 - 表 - 4 - 图3.3-1 过渡层控制级配关系曲线表 图3.3-2 主堆石1A、1B、2A、2B区、3A、3B区控制级配关系曲线表 图3.3-3 石渣开挖料控制级配关系曲线表 坝体填筑必须进行现场生产性试验，对含水量、碾压机械、压实效果、碾压遍数、铺层厚度等参数进行试验，在取得参数之前，填筑施工参数可参照表3.3进行。对于枢纽石渣开挖利用料，应尽量直接上坝，减少软岩料细化和泥化现象的产生，以提高软岩填筑料的承载能力和坝体的稳定性。 - 5 - 四、试验目的
6、 1、核实坝料的设计填筑标准的合理性及可行性； 2、研究达到设计填筑标准的压实方法，通过试验和比较确定合适的碾压工艺参数，对过渡层（河口弱风化中下部砂岩）、主堆石（1A区、1B区、2A区、2B区、3A区和3B区）（河口弱风化中下部石英砂岩堆石料），石渣开挖料（枢纽弱风化泥质粉砂岩夹泥岩）三种筑坝料进行不同铺土厚度、不同碾压遍数、加水（加水含量5%、10%、15%和20%）与不加水等多种不同工况的现场碾压试验、确定坝体填筑标准和压实采用的各项参数，包括压实机械类型、机械参数、铺料厚度、碾压遍数、洒水量及渗透系数等； 3、优化土、石料填筑施工工艺，完善优化土、石料压实质量控制措施及质量检测的有效方
7、法。 五、碾压试验设备及各填筑料碾压试验内容及要求 5.1试验设备 根据本工程的现场的实际状况及规划的施工道路情况，结合本工程施工工期紧、强度高、任务重的特点，以及坝体碾压要求高的特点，进行设备选型详见表5.1。 表5.1 大坝填筑设备选型配置表 5.2各填筑料碾压试验内容及要求 1、堆石区料、级配碎石过渡料及粗砂石过渡料碾压试验内容及要求 （1）试验用料 堆石区试验用料直接从河口场开采料，级配碎石过渡料及粗砂石过渡料由河口料场开挖的料子经肖家坝砂石料生产系统生产后拉运至试验场地。现场碾压试验前，对堆石料进行室内物理、力学性试验和检测，试验用料级配应满足表3.1的要求。 - 6 - （2）碾压
8、机械 碾压机械采用25 t自行式振动平碾进行坝面施工。 （3）碾压试验场次安排 试验用料直接从取料点装运至碾压场铺料碾压，施工设备与将实际采用的相同。试验中采用进占法铺料，必要时进行不同铺料方式的对比试验。 在场地范围内划分5个区，分别将5个分区的加水量控制为0%、5、10%、15%、20%（体积比），按2种铺料厚度(60cm、80cm、100cm)，3个碾压遍数(6、8、10遍)进行第一大场、第二大场及第三大场共计45个小场试验，根据第一大场试验成果，选取合适的洒水量、最佳铺土厚度、最佳碾压遍数进行第四大场复核试验，级配碎石过渡料及粗砂石过渡料碾压试验与堆石料同步进行，试验组数一个小场取三组
9、。 若发现试验结果出现异常，再决定增加试验场数。 2、碎石垫层料碾压试验内容及要求 （1）试验用料 碎石垫层料碾压试验用料直接从河口料场开挖料中获取，经肖家坝砂石料系统加工后直接投入试验。在碾压试验之前，应进行室内物理、力学性试验。现场碾压试验前，对反滤料进行室内物理、力学性试验和检测。 （2）碾压机械 碾压机械采用25t的自行式振动平碾，进行坝面施工。 （3）碾压试验场次安排 从已建成的大坝碎石垫层料肖家坝砂石加工系统取料直接运至碾压现场铺料碾压，运输设备与将实际采用的相同。试验中采用进占法铺料，必要时进行不同铺料方式的对比试验。 场地范围内划分3个区，分别将3个分区的加水量控制为10%、1
10、5、20%，按铺料厚度(松铺厚度50cm、60cm)，3个碾压遍数（4、6、8遍）进行第一大场计18个小场试验，以初步了解其压实性能。根据第一大场试验成果，选取合适的洒水量、最佳铺土厚度、最佳碾压遍数进行第二大场复核试验(可适当考虑)。 若发现试验结果出现异常，再决定增、减试验场数。 - 7 - 3、沥青心墙过渡料碾压试验内容及要求 （1）试验用料 取用河口料场开采料经肖家坝砂石料加工系统生产出沥青心墙心墙过渡料。在碾压试验之前，应进行室内物理、力学性试验。现场碾压试验前，对过渡料（沥青心墙过渡料）进行室内物理、力学性试验和检测，试验用料级配应满足表 3.1的要求。 （2）碾压机械 采用2.7
11、t及25t自行式振动平碾，进行坝面施工。 （3）碾压试验场次安排 从加工系统取料点取料开展以下场次的碾压试验。试验用料直接从取料点装运至碾压场铺料碾压，施工设备与将实际采用的相同。试验中采用后退法铺料，必要时进行不同铺料方式的对比试验。 在场地范围内划分3个区，分别将3个分区的加水量控制为0%、3、5%，按铺料厚度(松铺厚度25、30cm)，3个碾压遍数（4、6、8遍）进行第一大场计18个小场试验。根据第一大场试验成果，选取合适的洒水量、最佳铺土厚度、最佳碾压遍数进行第二大场复核试验(可适当考虑)。 若发现试验结果出现异常，再决定增加试验场数。 4开挖石渣料碾压试验内容及要求 （1）试验用料
12、开挖石渣料试验用料从各开挖工程部位开挖的石渣料有用料中取用，试验用料级配应满足表3.1的要求。现场碾压试验前，对堆石料进行室内物理、力学性试验和检测，颗粒级配在满足要求后。 （2）碾压机械 碾压机械采用25t自行式振动平碾进行坝面施工。 （3）碾压试验场次安排 试验用料直接从取料点装运至碾压场铺料碾压，施工设备与将实际采用的相同。试验中采用后退进占法铺料，必要时进行不同铺料方式的对比试验。 对加水量为5%、10%，按松铺料厚度（松铺厚度60cm、80cm），3个碾压遍数(6、8、10遍)进行第一大场计12个小场试验。根据第一大场试验成果，选 - 8 - 取合适的洒水量、最佳铺土厚度、最佳碾压遍
13、数进行第二大场复核试验。 若发现试验结果出现异常，再决定增加试验场数。 - 9 - 5.3碾压试验场次安排表 表5.2 - 10 - 六、试验场地选择及布置 碾压试验场地尽量用与试验相同的材料铺筑2030cm厚，并按2.02.0m方格网布置沉降点，做好标记便于测量高程，并平整处理和振动压实，使基础的沉降量每压一遍不超过2mm，试验场地表面不平整度控制10cm，沉降量保持稳定时，方可作为碾压试验场地使用。为同时满足试验单位面积及错车、转向要求，弱风化中下部砂岩主堆石场地选择在河口料场附近，弱风化上部砂岩堆石场地选择马坝备用料场附近(考虑石料岩性相同且满足工程施工进度的要求,在河口料场处完成堆石料
14、弱风化砂岩即可,其他试验参数依照此参数方可)，石渣开挖料碾压试验场地选在3#弃渣场附近，试验场地尺寸均为52m38m。第一个场地碾压试验的料源为河口弱风化中下部砂岩料场，由于第二个场地碾压试验的料源特性与第一场试验一样，故将第个二场碾压试验也安排在河口料场进行(考虑进度要求及试验砂岩的岩性特点,可以省略不做,参照第一场试验参数即可)，第三个场地碾压试验的料源为坝右岸边坡的石渣开挖料。 首先清除试验场地表面的淤泥，在不平整区域分别摊铺一层砂岩料（石渣混合料），用振动碾充分碾压10遍后作为找平层。场地碾压好后，在场地四周用竹竿树立标志，以划分各试验工况的小场，小场之间用石灰线区别，同时在竹竿上画出
15、高程标志线或用小红旗插定在相应位置进行控制，以便测定铺土厚度。 试验组合采用淘汰法，每个试验组合只变动一种参数，固定其他参数，待各项参数选定后，用选定参数进行复核试验。本次试验中每一个试验组合不少于10m6m（长宽），由于碾压时，产生侧向挤压，因此试验区的两侧应留出2m距离。同时顺碾压方向的两侧应留出约8m作为非试验区，以满足停车和错车的需要。加水与不加水区域之间以及不同铺土厚度之间留出2m左右宽的区域作为过渡带。坝壳石渣混合料的试验场地要求及场地布置与砂岩主堆石料相同。 七、试验填筑料要求 本试验使用的填筑料均为石料场开采的石料、骨料经肖家坝砂石料加工系统生产的成品料。为保证本试验科学合理性
16、，所有试验用填筑料在使用之前先进行颗粒分析试验(即筛分处理)，杜绝不合格料用于本次试验。 八、碾压试验步骤及方法 8.1试验步骤 - 11 - 基面处理摊铺整平方格网布设洒水碾压测量取样下一试验循环。 8.2试验步骤简述 基础处理 选用的试验场地面积必须满足规划要求，基础密实。各试验场地用与试验相同的材料平整碾压密实；垫层料、过渡料要求试验场地表面不平整度不超过5cm，其它填料要求试验场地地表面不平整度不超过10cm。而后在此基础上进行碾压试验。进行铺料前需进行原始高程测量。 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。各堆石料、过渡料摊铺采用的方法为：自卸汽车“进占法”卸料而
17、后采用推土机整平，垫层料、特殊垫层料试验采用推土机配合人工整平，铺料厚度见表5.3。而后采用全站仪检测铺层厚度，保证铺料厚度达到试验要求。 方格网布设 采用石灰在碾压试验区域绘制2m2m方格网，并标出车辆进场线路和碾压遍数。同时采用全站仪对方格网交点进行初始高程的测绘。 洒水 采用水车对待碾压石料进行洒水，洒水量见表5.3。洒水量采用装配在水车上的水表进行控制。 碾压 采用拟定的振动碾对试验区域实施碾压作业，主/次堆石采用“错距法”碾压。错距尺寸为：碾轮宽度/碾压遍数。过渡料、垫层料采用“搭接法”。 对于特殊情况下的垫层料另需配置小型夯实机具进行碾压试验。边角部位碾压试验待大坝填筑后进行现场碾
18、压试验确定其碾压参数。 振动碾压按照进退错距法进行，在同一碾压带进退一个来回计为碾压2遍，在进行下一条带碾压时，需要与前一条带搭接，碾压搭接宽度约为0.3m，具体各种料子的碾压宽度参照表3.2，振动碾压行车速度为2.5km/h，砂岩料场激振力为220kN，石渣混合料场激振力为390kN。 测量 - 12 - 碾压完毕后，测出方格网交点高程，以便计算沉降量。 碾压试验过程中的沉降观测工作与碾压试验同时进行。将静碾2遍后的测值作为碾压沉降测量的初始值。在测得沉降初值后，即可进行振动碾压，每碾压2遍对各点沉降进行测量。 取样 反滤料、过渡料（沥青心墙过渡料）、过渡料（主堆石区过渡料）填筑料取样试验采
19、用“灌水法”，取样频率为2组/组合。检测项目应包括：干密度、含水率、颗粒级配、比重、相对密度、渗透系数。 堆石料、混合料取样试验采用“灌水法”，取样频率为2组/组合。检测项目应包括：干密度、含水率、颗粒级配、比重、渗透系数。 上下游压重料填筑料取样试验采用“灌水法”，取样频率为2组/组合。检测项目应包括：干密度、含水率、比重、颗粒级配。 8.3试验检测方法 1、含水率及颗粒级配试验 采用烘干法进行含水率测定，含水率测定后，对试样采用水洗法（水洗至0.075mm）测定颗粒级配。 2、比重试验 比重试验采用虹吸筒法或比重瓶法测定。对等于、大于5mm的砾石和颗粒采用虹吸筒法进行比重测定；对小于5mm
20、的土壤颗粒采用比重瓶法进行比重测定。 3、密度试验 试验采用灌水法，堆石料及压重料采用直径为2m的套环，过渡料及反滤料采用1.5 m的套环，过渡料采用高度为20cm的套环,用水准尺找平并固定好，环内铺一层塑料薄膜，往塑料薄膜中注水至薄膜内水面与套环边缘齐平，记录注入水的质量；撤走薄膜开始挖试坑，边挖边将坑内的试样装入盛土容器内，称试样质量；试坑挖好后再将塑料薄膜铺于试坑内并将水缓慢注入坑内至水面与套环边缘齐平，记录注入水的质量。 4、相对密度试验 试验采用直径30cm，高度34cm的JD250型相对密度振动台（频率为45Hz60Hz， - 13 - 振幅为0mm2mm，加重物对试样的总压力为1
21、4kPa，允许最大粒径60mm）整体振动。试验采用干法试样进行。最小干密度采用固定体积法测试；最大干密度采用已进行最小干密度试验的试样，将振动台调至试验要求的振幅和频率，振动8min后测试。 编号：HGD上包线、HGD平均线、HGD下包线。 相对密度成果见表8.1-1，相对密度与干密度、孔隙率关系见图8.1-1、图8.1-2。 过渡区料（沥青心墙过渡料）相对密度试验成果 成果表明：HGD在包络线控制范围状态下， Dr0.80，填筑干密度在2.06 g/cm32.10g/cm3；相应孔隙率在22.120.9； Dr0.85，填筑干密度在2.10 g/cm32.13g/cm3；相应孔隙率在20.7
22、19.5； Dr0.90，填筑干密度在2.14 g/cm32.17g/cm3；相应孔隙率在19.218.0； Dr0.95，填筑干密度在2.18 g/cm32.21g/cm3；相应孔隙率在17.716.5。 填筑干密度随着相对密度Dr的提高而提高，孔隙率随着相对密度Dr的提高而降低，成果相关性较好。 表8.1-1、图8.1-1、图8.1-2中，Dr0.90的成果可作为河口料场过渡区料施工填筑标准及填筑质量检测标准的依据。 室内力学试验试样：按相对密度Dr=0.90对应填筑干密度控制。 - 14 - 5、渗透试验 现场垂直渗透试验参照土工试验规程（SL237-1999）和水电水利工程土工试验规程
23、（DL/T5355-2006）中的原位渗透试验方法进行。考虑到堆石料及为粗粒料，本次试验试坑直径为1.5m，渗透环用单环，钢环直径2m，高度20cm，每种试验工况取3个，两种试验料各取样45个。试验时将渗透钢环嵌入试体1520cm，用湿粘土将环下口外侧密封，防止水流向环外。加水后测记渗透速度，当渗透稳定后，在1小时内测记渗入量56次，计算平均渗透系数；过渡料和垫层料为细粒料，渗透环用双环，外环直径45cm，内环直径23cm，高15cm。 九、实施时间 - 15 - 根据工程进度安排，大坝碾压试验的时间拟安排在2013年7月10日至2013年9月10日，反滤料和过渡料、堆石料、上下游压重料与开挖
24、石渣料碾压试验的时间初步拟定安排在河口料场砂砾石料源经肖家坝砂石加工系统投入运行后进行，各种填筑料的具体试验时间结合试验进展情况及表5.3内试验安排时间。 十、碾压试验资源配置 10.1碾压试验人员配置 表 10.2碾压试验用机械 10.3试验用仪器 表10.3 试验仪器设备配备一览表 - 16 - 十一、试验保证措施 为保证碾压试验正常有序开展，确保试验成果科学、准确、可靠，试验过程除严格执行试验规程、规范规定外，特提出以下几点试验保证措施： 1、建立试验领导小组： 组 长：邢新元 副组长：刘汉祥 凡少勇 王华 成 员：姚国新 李清州 祝节 叶建东 杨广虎 江乃文 崔世虎 洪龙 马冯平 王廿
25、庆 试验员8人。 2、参加试验人员需持证上岗，其中技术人员须有试验专业资格证书。 3、组织参加该试验前所有试验人员需学习沥青混凝土心墙土石坝填筑施工技 - 17 - 术要求及技术文件，领会试验意图及要求。 4、按试验要求对各工序进行全面检查，确保每道工序均处于受控状态。 十二、试验资料的整理及成果报告 1、试验资料的整理内容包括：每场碾压试验前、后土料的物理性试验成果汇总表，碾压试验中的各种相关参数的关系曲线。 2、提交的试验成果内容 试验成果内容包括：碾压前、后的常规物理力学指标，干密度、孔隙率与铺土厚度关系，干密度、孔隙率与碾压遍数关系，碾压前后颗粒级配试验参数，岩石干抗压强度、饱和抗压强度以及渗透及渗透变形情况。 3、碾压试验报告 碾压试验完成后10天内提交试验报告，并提请监理工程师组织验收，碾压试验报告的主要内容：工程概况、石料场概况、土料设计指标；土料碾压前后的常规物理、力学试验成果及分析；试验土料的碾压试验过程、碾压试验的成果及分析；论证试验土料设计填筑标准的合理性及可行性；试验土料的建议碾压施工参数；质量控制措施及质量检测方法。 附图：大坝平面布置图（修改） 沥青混凝土心墙土石坝结构图（1/2、2/2） 碾压试验场地平面布置图 - 18 -