尚希庄水库坝体碾压试验方案.doc

坝体填筑碾压试验1. 概述尚希庄水库是引黄入晋工程北干线上的一座调节水库，位于朔州市怀仁县新家园乡尚希庄村南约800m，石头河（大峪河灌区东干渠）的左侧，与吴家窑镇移民新村之间的距离约260m，库址紧邻引黄北干输水线路。工程区东约5km为北同蒲铁路，西距大运二级公路和G208国道1.0km，南邻应县至右玉二级公路，北为乡村简易路，交通十分便利。尚希庄水库主要任务是调节引黄水量，保证8、9月停止引水期间向大同和怀仁供水；当输水线路因意外事故而中断供水时利用水库向山阴、怀仁持续供水。校核洪水水位1115.08m，相应库容1120.21万m3；水库正常蓄水位1114.89m，相应库容1101.7万m3；死水位1103.0m，相应死库容67万m3。水库为半挖半填型，坝轴线总长3992.60m，碾压均质土坝，采用复合土工膜全库盆防渗。水库大坝土石方填筑工程量约430.04万m3。2. 碾压试验依据2.1碾压式土石坝施工规范DL/T5129-2001；2.2堤防工程施工规范SL260-98；2.3土工试验规程SL237-1999；2.4 设计文件及图纸要求。3. 试验目的及内容为了确保工程质量和工程进度，在本合同段正式开工前，必须进行土方填筑碾压试验。通过该碾压试验的成果去指导整个坝体填筑施工，为整个坝体填筑施工提供指导方案与理论依据。并从碾压试验得出以下参数：（1）对填筑材料的铺料方式、铺料厚度、碾压机具（振动碾型号和重量等技术参数）、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；（2）通过碾压试验确定压实机具、铺料方法、铺料厚度、压实方法、碾压夯击遍数、土料最佳含水量及施工偏差范围、加水量和有效压实厚度等施工方法与参数；（3）提出相关质量控制的技术要求和检验方法；（4）制订相关的施工技术规程。4. 现场填筑及碾压试验准备4.1 试验场地选取与布置为了确定一个既可满足设计指标又能便于快速施工的最优参数，适应高强度的填筑施工需要，坝体填筑施工前必须对土料进行碾压试验。根据监理工程师的指示在规定的料场选取有代表性采区的填筑料进行碾压试验，试验地点拟定于坝后压重土回填区，取一块30m60m（宽长）场地，将试验场地以坝体纵方向为轴线方向，平行划分为15m30m四个试验小块，以便进行不同的碾压操作做对比试验，并得到最佳碾压施工技术参数。试验前应检测振动碾的工作特性参数，包括振动频率、振幅、碾重等。试验场地用推土机进行平整处理，振动碾碾压密实，以使基础的密度满足试验要求，表面不平整度小于10cm。在试验前将拟定的试验方案和计划报呈监理工程师审核，得到批准签字后实施，进行运输、卸料、铺料、平仓及碾压试验。4.2 施工准备4.2.1 试验段管理及施工人员配备生产副经理：总体施工安排、协调；总工程师：技术总策划与指导、试验大纲的编制审核、数据整理后的审查；工程部：试验大纲的编制、施工现场技术指导、现场人、机、料的调度与协调，现场施工安全管理，并做好现场记录；机电物资部：负责施工所需材料的供应；中心试验室：土工试验检测和材料检测以及填料的标准试验；测量队：测量放线和断面测量；质检工程师：负责生产过程中的质量检查与控制，并对各级记录进行检查，组织收集、汇总和整理成果； 施工队：负责具体施工和施工全过程的数据记录并上报给质检工程师，包括填土厚度、机具开行速度、碾压遍数、设备选型等。4.2.2 试验段施工主要机械配置本碾压试验段拟投入斗容3.0m3的装载机一台、挖掘机1台、推土机1台、平地机一台、10t振动碾一台、12t凸块振动碾一台、洒水车1台、20t自卸汽车3台，及一些试验、检测设备，见表一试验段施工机械、仪器设备表。试验将配备以下重型设备：试验场基层面积约为1800m2。 对不同的分层铺料厚度进行分块碾压试验，分层厚度取根据不同材料进行分类碾压。表一 试验段施工机械、仪器设备表机械、仪器名称型号功率、吨位、容积单位数量自卸汽车20t台3推 土 机TY220165 KW台1装载机Zxl503 m3台1平地机台1挖 掘 机DH2201.4m3台1振动压路机Y2-20D18t台1凸块振动压路机YZTYK-1212t台1洒水车台1电动击实仪BKJ-台1土壤筛套1环刀、环盖套4修土刀把2灌砂筒套2标准砂袋10土壤液塑限测定仪台14.2.3 试验时间试验段施工计划起讫时间：2009年6 月21日2009年6月30日。4.2.4 现场取土做标准试验在监理工程师的现场见证下，根据坝体填筑分区及土料来源不同分别选取有代表性的土样做标准试验。由于本项目部试验室暂时还没具备试验条件，在得到监理工程师的认可下，委托业主中心试验室做土样标准试验；根据标准试验成果最大干密度dmax=1.69g/3、最佳含水量wo=15.4%，同时依据设计压实度要求在98以上，可得出现场碾压控制指标的干密度d=1.66g/3。5. 试验方法5.1 取样试验5.1.1 沉降试验土料在试验铺筑前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，作为计算相对沉降率的基点，然后按同样方法，分别按设计要求振动碾压6到8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。5.1.2 干容重试验首先采用挖坑取料注水法测其湿容重，然后测其含水量，既可求得该试坑体积填料的干容重。试验前，在选好的取样点放好护环，对不平整处用直径小于20mm的料进行补填，再将塑料薄膜铺于环内，并仔细检查薄膜有无破损处，向环内加水，测量护环在该取样点加满水的体积。加水前先读水表读数，待环内水加满时，立即停止加水，读水表读数，两次差值既为护环体积。将环内水排放，并抽取塑料薄膜，开始挖坑，从试坑中挖出的料需全部称重。试坑挖好后用上述方法测试坑和护环的体积之和，既为试坑体积，可求得湿容重。含水量的测定，分别选两组进行平行试验，求出加权含水量既得该基坑的平均含水量。5.1.3 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，以供最终选取最优碾压参数作为参考。5.2 碾压试验施工方法5.2.1 施工工艺施工工艺为四区段、七流程水平分层填筑法施工。四区段为：填土区段、平整区段、碾压区段和检测区段；七流程为：施工测量放线基底处理分层填筑铺摊平整碾压夯实检验签证边坡整修。施工一般图示如下图坝体填筑施工工艺图，各区段和流程内只做该段流程的作业。5.2.2 施工方法填筑试验前先将试验段内的表土、垃圾等清除干净，清理范围为试验区域基面边线外50cm，并使试验段基本平整，高差不大于10cm。清理完毕后进行碾压，要求碾压后土的压实度不小于0.98。坝基范围内的坑、沟、槽等，按坝体填筑要求进行回填处理。为保证边坡的压实度，填筑时在设计边线外侧各超填30cm。试验场地平整并碾压后，在各试验单元区内布置1.52m的网格，以测量压实沉降量，并在填筑区外设置控制基桩。在各单元的网格测点上以油漆标记并编号，用水准仪测量并记录初始厚度与相对高程。水准尺下必须放旋转尺垫。现场施工采用挖掘机挖土，自卸汽车运输，推土机、平地机平仓。铺筑土运至现场平整前，由试验室先测定天然含水量，如超出最佳含水量允许范围，则采取翻晒或洒水的方法使其含水量达到施工要求。压实时利用振动碾先静压一遍，再用振动碾碾压37遍并由弱至强，再由强至弱，最后用振动碾再静压一遍找平，直至合格。压实极具行驶速度先慢后快，振动压实由弱变强，最大速度小于4km/h。碾压前要向压路机司机进行技术交底，其内容包括碾压起讫范围、压实遍数、压实速度等。现场试验时土料采用喷雾器洒水调整含水率。碾压完毕后，按前述方法分别测量各网格测点在碾压前后的相对高程变化，从而计算出每一次试验单元的平均沉降率。坝体填筑施工工艺图碾压试验应按不同碾压厚度为一试验区，根据不同的加水量和碾压遍数组合，分别进行沉降（压缩系数）试验、干密度试验，孔隙率试验、渗透试验，确定最优含水量和碾压遍数等各项碾压参数，根据实际的压实度情况为施工时选定最佳含水量、最大的压实厚度、松铺系数、卸车间距、碾压机械种类、最小压实遍数及最大碾压速度达到设计压实度。本碾压试验段拟采用如下表碾压遍数、碾压速度与松铺厚度的压实度关系：表二 松铺厚度与碾压遍数检测关系表松铺厚度（cm）3035404550碾压遍数（遍）66678碾压稳定速度(km/h)32.5222实测含水量wo（%）实测干密度（g/cm3）设计压实度（）98989898985.2.3 碾压试验的注意事项碾压试验所用方法及施工机械均应与施工时采用的相同，并注意下列问题：（1）试验过程中应严格控制压实料材质、含水量以及各种试验参数，避免试验成果混乱；（2）每组试验开始后，应连续进行，避免时间过长材料含水量发生变化，影响试验成果。试验过程中所有操作人员宜全部固定。（3）试验资料应有专人及时整理分析，找出成败原因，以便修订下一步试验计划及试验参数、方法等。6. 试验成果整理每个试验小块，按照上面的碾压试验方法进行碾压，每层碾压完毕，在相应的填筑层中部及层间结合面取样12个点，测定干密度值。本碾压试验段测定干密度值的试验方法采用环刀法或灌砂法两种方法进行测定。将各试验小块每层的试验资料进行整理分析，最后绘制干密度与碾压遍数的关系曲线，确定最终的正