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1、坝体填筑碾压试验大纲一 概况1.1 工程概况托口水电站右岸为粘土心墙堆石坝，坝顶高程253.00m,最大坝高58.285m,坝 顶长155.50m,坝顶宽8.0m，坝顶上游侧设有1.2m高的防浪墙。堆石坝采用粘土心 墙防渗，坝基采用帷幕灌浆进行防渗。粘土心墙顶厚3.0m，两侧均以1:0.2的斜坡 至坝基；心墙底部最大宽度为25.30m。粘土心墙外设反滤带及过渡区。反滤带宽 1.50m；过渡区宽3.00m。堆石坝上游坝坡1:1.8，下游坝坡1:1.7。上游坝坡从坝顶 至232.00m（死水位235.00m）采用0.3m厚的干砌石护坡。下游设2级马道，马道宽均 为2.0m，第一级马道高程235.0
2、0m，第二级马道高程218.00m。高程218.00m以下设 排水层。土石坝下游高程218.00m以上采用0.3m厚的干砌石护坡，土石坝下游高程 218.00m以下用6.00X5.00m（长X宽）厚30cm60cm混凝土板护面和用粒径较大的 石渣抛石护坡，混凝土护面与堆石坝间用5.0m长锚杆连接；堆石坝下部设混凝土挡 墙座落至基岩，挡墙底部设锚筋，入岩5.0m。堆石坝与混凝土重力坝连接采用混凝土刺墙插入式接头，接头段坝顶长95.0m， 分5个坝段。粘土心墙与混凝土坝连接采用插入式，混凝土接头段插入粘土防渗体 内5.0m，刺墙端上、下游外包粘土防渗体厚3.5m。外部堆石坝采用圆锥形裹头与混 凝土
3、重力式刺墙相接。1.2 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： 核查坝料的质量是否满足设计要求； 核查现场碾压的压实机具性能是否满足施工质量的要求； 通过现场碾压工艺性试验，根据设计提供的压实参数：压实方法、铺土厚 度和压实遍数，核查土石料压实后能否够达到设计指标要求； 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。1.3 试验料源及试验场地布置 试验料源 粘土心墙料采用厂房区杨梅山转料场回采料； 反滤料采用主坝天然砂石骨料或加工厂供应； 过渡料采用柳洲洲头或清水清天然砂砾石料； 主堆石料采用厂房副坝弃碴堆存转料场。 试验场地布置 试验场地拟定在
4、3#弃渣场。具体布置见堆石坝现场碾压工艺性试验平面布置 图。二 编制依据 托口水电站主体土建大坝工程施工招标文件； 湖南省沅水托口水电站右岸粘土心墙堆石坝施工技术说明书； 土工试验规程 (SL237-1999)； 碾压式土石坝施工规范 (DL/T5129 2001) ； 碾压式土石坝设计规范 (SL274-2001) ； 水电水利工程土工试验规程 (DL/T5355-2006)。三 试验内容3.1 粘土心墙料的开采、含水量调整及碾压试验 粘土心墙料开采试验一般取料厚度为10m15m,采用立采法取料，测定反铲挖掘机的取料效率、含 水率。 粘土心墙料含水量调整 在碾压试验前，需要做粘土心墙料含水率
5、现场检测，并通过现场检测结果对粘 土料含水率采取相应措施。如现场检测粘土心墙料含水率大于设计碾压试验技术要求最优含水率较多，则 采取剥离覆盖层，翻晒粘土料降低土料含水量。如现场检测粘土心墙料天然含水量与最佳含水量相差不大，试验土用量不大， 不进行含水量调整试验，直接开采后进行碾压试验。粘土心墙料含水量调整在碾压现场加水，现场采用洒水车或喷枪洒水，以压力 水和压缩空气混合以雾状喷出，使洒水均匀。铺料后就开始洒水，现场洒水量为最 佳含水量与天然含水量的差值，然后进行碾压，与碾压试验同步进行。 粘土心墙料碾压试验进行铺土方式、铺土厚度、碾压机械的类型及重量、 碾压遍数、填筑含水量、碾压前后的砾石含量
6、(对风化土料)、压实土的干密度、渗 透系数、压缩系数和抗剪强度等试验，复核粘土心墙料的设计参数。 粘土心墙料碾压试验后，检查压实土层之间以及土层本身的结构状况。如 发现疏松土层、结合不良或发生剪切破坏等情况，则分析原因，提出改善措施。3.2 反滤料、砂砾料与堆石料填筑现场碾压试验反滤层、过渡层与坝体堆石料根据技术要求分别进行坝体不同区域铺料方式、 铺料厚度、振动碾的类型及重量、碾压遍数、铺料过程中的加水量、压实层的孔隙 率和干密度等试验。填筑时加水，目的在于使材料浸湿，软化细粒并降低粗粒的抗压强度，以提高 压实密度和效率，减少竣工后的后期沉降。合适的加水量不仅有利于堆石料等各种 填料的顺利压实
7、，也可获得较大的沉降量，减少管理运行期堆石坝的沉降量。3.3 层间结合碾压试验进行防渗土料与反滤层、反滤层与过渡料、过渡料层与堆石料之间的填筑程序、 压实方法等施工方法试验。各种料物间界面进行骑缝碾压试验。3.4 现场碾压相关项目的检测 铺料厚度(压缩系数)确定试验对于不同种类的坝体材料，在试验铺筑前分别测量该料区各测点的相对高程， 求其平均值，作为铺料厚度计算的基点；平料后埋设沉降点，用上述方法，计算铺 料后的平均高程，该高程与铺料前的平均相对高程既为该层铺料厚度。铺料后采用 振动碾碾压，首先静碾两遍，测量并计算平均相对高程，作为计算相对碾压沉降的 基点，然后按照同样方法，分别按设计要求振动
8、碾压6、8、10、12遍，测其平均相 对高程，静碾两遍后的平均相对高程与振动碾压各遍后的平均相对高程差，即为各 碾压遍数的沉降值，各沉降值与该铺筑层厚的比率即为各碾压遍数的相对沉降率。 根据相对沉降率确定物料的压缩系数和铺料厚度。 孔隙率试验孔隙率是反映填筑料压实程度的一个重要指标，首先进行比重试验，通过不同 料的比重和其在不同碾压遍数时的干容重就可求得不同料有不同碾压遍数时的孔 隙率，供最终选取最优碾压参数作为现场施工参数。 其它相关检测项目 ,按照水电水利工程土工试验规程 (DL/T 5355-2006)和土工试验规程(SL237-1999)进行。3.5 室内检测项目室内检测项目见表1。表
9、 1 室内检测项目统计表试验项目天然含水 率 (%)击实试验液塑限颗 粒 级 配岩石抗压强度(MPa)相 对 密 度含泥量(%)干密 度 g/ cm3比重 g/ cm3抗剪 强度 (KPa)最大干 密度(g/cm3)最佳含水 率 (%)粘土料VVVVV一一一VV反滤料VVVVVVVV一过渡料VVVVVV一砂砾料VVV一VV一堆石料VV一一V一一说明：“丁”表示应做项目，“一”表示可不做项目。3.6 设计要求主要检测项目碾压试验设计要求主要检测项目见表2。表 2 主要检测项目统计表7试验项目试验区动碾遍数孔隙率干密 度渗透系数级配沉降备注堆 石 料 区一区6VVV本区加水50kg/m3, 松铺厚
10、度为 1000mm。8VVVV10VVVV12VVVV一区6VVV本区加水100kg/m3, 压实厚度为 1000mm。8VVVV10VVVV12VVVV续表 2 设计要求主要检测项目统计表7试验项目试验区动碾遍数孔隙率干密 度渗透系数级配沉降备注堆 石 料 区三区6VVV本区加水150kg/m3,松铺厚度为1000mm 08VVVV10VVVV12VVVV砂 砾 料 区一区6VVV本区加水100kg/m3, 松铺厚度为550mm。8VVVV10VVVV12VVVV一区6VVV本区加水150kg/m3, 松铺厚度为550mm。8VVVV10VVVV12VVVV三区6VVV本区加水200kg/m
11、3, 松铺厚度为550mm。8VVVV10VVVV12VVVV过渡 料 区一区6VVV本区加水100kg/m3, 松铺厚度为550mm。8VVVV10VVVV12VVVV二区6VVV本区加水150kg/m3, 松铺厚度为550mm。8VVVV10VVVV12VVVV续表 2 设计要求主要检测项目统计表7试验项目试验区动碾遍数孔隙率干密 度渗透系数级配沉降备注过渡 料 区三区6本区加水200kg/m3, 松铺厚度为550mm。81012反 滤 料 区一区6本区加水100kg/m3, 松铺厚度为550mm。81012一区6本区加水150kg/m3, 松铺厚度为550mm。81012三区6本区加水2
12、00kg/m3, 松铺厚度为550mm。81012粘土区6最佳含水量与自然 含水量之间的差值， 松铺厚度为500mm。81012说明：“J ”表示应做项目，“一”表示可不做项目。3.7 现场碾压工艺性检测项目现场碾压工艺性检测项目见表3。表 3 现场碾压工艺性检测项目统计表试验项目验实验区含水率 项(%)压实度试验渗透系数沉降(压缩系数)孔隙率级配试验灌砂法灌水法堆石区VVVV砂砾料VVVVVV过渡料区VVVVVV反滤料区VVVVVV粘性土区VVVVV说明：“丁”表示应做项目，“一”表示可不做项目。四 填筑物料技术要求4.1 粘土心墙料塑性指数控制在1020之间； 有机质含量(按质量计)应W2%，水溶盐含量(指易溶盐和中溶盐，按质 量计)应W3%； 土中粘粒(dV0.005mm)含量在15%40%
