碾压试验大纲.doc

目 录1.试验目的12.试验要求13.试验内容和参数组合24.试验场地布置35.试验步骤46.试验资源配置87.试验方法88.碾压参数选定和试验报告编写9四川木里河流域卡基娃水电站大坝工程填筑料现场生产性碾压试验大纲1试验目的在具备与工程施工相同的条件下，模拟现场施工，对所采用的筑坝材料进行现场填筑和压实试验，目的是：1.1 核实坝体填筑设计压实标准的合理性，通过碾压试验对原设计的压实密度进行验证，并向设计设计提供各种填筑料碾压后的物理、力学、渗透特性指标等各种参数。1.2 检验所选用的填筑压实机械的适用性及其性能的可靠性。1.3 确定经济合理的铺层厚度、碾压遍数、加水量等施工压实参数。1.4 确定压实质量控制试验方法，积累试验资料。1.5 分析比较各种填筑料碾压前后的级配变化。1.6 进行现场渗透试验，以确定填料的渗透性指标。2试验要求碾压试验用料来自则窝料场爆破试验料和下游回采料场备存料，分别进行水平碾压试验，取得合格的碾压参数，指导坝料上坝填筑施工。试验参考碾压参数见表1，部分坝料填筑的技术要求表1筑坝材料分区垫层料过渡料上游堆石料增模碾压区料下游堆石料获料方式人工料爆破试验料爆破试验料爆破试验料最大压实层厚(mm)400/500400/500800/1000600/800/100800/1000洒水量(%)5%/10%/不洒水5%/10%/不洒水10%/15%/20%/不洒水10%/15%/20%/不洒水10%/15%/20%/不洒水最少碾压遍数(初定)6/8/10/126/8/10/126/8/10/126/8/10/12/最小空隙率6/8/10/12最大粒径（mm）803008006001000含泥量（%）4%8%5555干密度（g/cm3）2.222.172.162.172.15孔隙率（10%）1820201920.7渗透系数（cm/s）1（10-310-4）I（10-210-1）3试验内容和参数组合3.1 试验内容（1）研究堆石料、过渡料纯砂岩碾压效果，确定坝料的应用方案和技术要求；（2）研究6遍、8遍、10遍、12遍等不同碾压遍数的碾压效果，优选各种填筑材料的合理碾压遍数。（3）研究上游堆石料、下游堆石料压实层厚800mm和1000mm的压实效果，研究上游堆石增模区压实层厚600mm、800mm和1000mm的压实效果，研究垫层料压实层厚400mm和500mm的压实效果，优先最佳铺层厚度。（4）研究垫层料、过渡料加水量0%，5%、10%；上游堆石料、上游堆石增模碾压料、下游堆石料加水量0%、10%、15%、20%的碾压效果，优选出合理的洒水量。其中不洒水工况试验在冬季气温较低时进行。（5）对上游堆石增模碾压区料激振碾压或者最小空隙率和最大干密度。（6）研究大坝填筑质量的控制与检测方法，采用试坑注水法和附加质量法进行填筑密度检测试验。（7）在压实后的填筑料上进行现场渗透试验，确定填筑料的渗透系数，并对垫层料及过渡料取样在室内进行抗渗变形试验，提出抗渗变形指标。（8）对堆石料做现场大型承载试验。3.2 试验参数组合初步拟订各组试验参数组合见表2，试验中可根据现场前几场的试验成果适当调整和优化。填筑碾压试验参数组合表表2序号分区料源岩性铺料法铺厚(压实后)洒水量碾压遍次碾重行走速度1上游堆石区则窝料场O1R4-4进占法、混合法800mm10%20%6、8、10、1225t1km/h1000mm2上游增模碾压区则窝料场O1R4-4进占法、混合法600 mm10%20%6、8、10、12、最小空隙率25t1km/h800 mm1000 mm3下游堆石区则窝料场、下游回采料场O1R4-4进占法、混合法800 mm10%20%6、8、10、1225t1km/h1000 mm4过渡料梯段开采O1R4-4后退法400mm0%10%6、8、10、1218t1km/h500mm5A人工料O1R4-4后退法400mm0%10%6、8、10、1218t1km/h500mm4试验场地布置根据现场实际情况，大坝填筑料碾压试验初步拟定在大坝基础后区开挖完成后的场地内进行，场地大小为40m65m，场地面积为2600m2，采用模拟大坝填筑的方式，即在试验场地按照大坝填筑的要求逐层进行主堆石区、过渡区、垫层区回填。场地布置见下图1。图1 碾压试验场地布置图5试验步骤5.1 试验场次安排碾压试验用料除来自则窝料场爆破试验料外，为了充分利用开挖料，对下游回采料进行水平碾压试验，取得合格的碾压参数，指导开挖利用料上坝填筑施工。因碾压试验的料源来自爆破试验料，在时间安排上应根据爆破试验的进展进行各种坝料的碾压试验，但由于坝体填筑计划于2011年3月初开始，碾压试验的完成时间是2011年4月底。由于料源种类多，且大坝填筑料开采爆破及现场碾压试验技术要求中要求分别进行400mm、500mm，以及800mm和1000mm的层厚要求的碾压试验，在本次试验阶段，考虑到现场的施工进度的要求，只进行400mm和800mm层厚的碾压试验计划，初步拟定进行6场次的水平试验，并根据试验成果进行复核试验。同时又因为料场的板岩料位于料场的中部，根据钻孔取芯的揭示情况来看，在进行碾压试验阶段开挖为料场上层O1R4-4层砂岩料的开挖，暂时无法获得板岩料，因此在本次试验阶段，不进行砂岩、板岩混掺试验。每场次施工参数按表2中所列进行，表中参数可根据现场前几场的试验成果适当调整和优化，场次安排见图24所示，各种填筑料的碾压填筑量见表3。碾压试验各料填筑量表表3分区人工砂石系统则窝料场或加工则窝料场下游回采料场合计垫层料665.6665.6过渡料665.6665.6上游堆石料1638.41638.4上游增模堆石料1945.61945.6下游堆石料1638.41638.43276.8小计665.6665.65222.41638.48192图2 垫层料及过渡料碾压试验布置图图3 上下游堆石区填料碾压试验布置图图4 上游增模碾压堆石区填筑料碾压试验布置图5.2 试验步骤 5.2.1 水平碾压试验方法（1）准备试验前在基础上采用与试验相同的填料按4050cm厚度平整碾压，场地表面平整度不超过10cm。在碾压好的试验场地按试验场次的具体安排进行测量放线，布置如图24，测量并记录试验场地的高程，测点间距2m2m，精度1mm。并用白灰线画出试验区域和试验单元，以及机械进出场的方向指示标志。（2）铺料采用前进法、混合法和后退法铺料。铺料厚度为压实后厚度加上预压缩量，根据以往生产经验预压缩量约为铺厚的510%。在爆破料场装料时，去除爆破料堆的边缘料和超径料，然后采用反铲或正铲从料堆立面取料，取料过程中避免从料堆中平面分层采取。在铺料过程中，取部分料样，做碾压试验前受试料的颗粒继配试验。（3）平料试验场内的料堆采用推土机平料，使其满足试验要求的厚度和平整度，并采用水准仪检测铺层厚度，保证铺料厚度达到试验要求。（4）碾压坝料全部摊铺完毕，振动碾进场静压2遍，使其表层平整，然后测量碾压前填筑层面高程，测出准确的铺料层厚度。按试验规定的加水量在碾压前数小时完成洒水作业，按体积法计算水量。用白灰画出各种试验区域和试验单元，并标示出碾压等机械的行走路线，振动碾在场外起震到正常工况后，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，进出场一个循环按振动碾压两遍计，轮迹重叠应不小于1015cm，按试验规定的施工参数进行碾压作业。（5）测量碾压后填筑层面的高程，并计算每层不同碾压遍数的沉陷量。（6）在每个试验单元内挖坑检测碾压后的压实密度、颗粒级配以及A、A区料层间渗透系数。（7）碾压试验检测项目分布见图56。图5 碾压试验沉降观测布置点图6 碾压试验试坑测点和垂直渗透测点布置图6试验资源配置6.1 试验人员本次爆破试验成立以监理工程师、业主、设计及施工单位组成的试验小组。其参加试验操作的工作人员共54人；其中工程师3人，测量3人，汽车司机16人，振动碾司机3人，土方机械6人，测试人员8人，辅助工15人。6.2试验机械选择选择适合的机械，确保技术指标与经济指标的可行性。碾压试验机械见表4。碾压试验机械选型表4序号机械名称型号数量适用范围备 注1振动碾BW226DH-31主堆石区、过渡区碾压2振动碾YZ181垫层区碾压3自卸汽车20T8试验填筑料运输4推土机SD221平整场地5反铲PC3304装自卸车6电热干烘箱WE-202-317土壤筛38 秤10kg、500kg29钢环2.4m、1m、0.8m86.3 试验材料本次试验的材料见表5。碾压试验材料表5序号材料名称规格数量用途备注1柴油0#50T机械运行2石灰粉1.25T场地标记3塑料布6640块4塑料布8810块5塑料布4410块7试验方法7.1 密度试验，采用灌水法，试坑直径按最大粒径3倍控制，试验取样均取至压实层底部。7.2 颗粒级配试验采用筛析法，筛分试样重量不小于500kg。7.3 渗透试验采用变水头法进行现场