西汤水库堆石料填筑碾压试验成果报告

1、沁县西汤水库工程施工标沁县堆石料填筑碾压试验成果报告西汤水库堆石料碾压试验成果报告批准：审核：编制：山西省水利建筑工程局西汤水库工程项目部 二O一六年九月八日1、概述沁县西汤水库大坝为沥青砼心墙堆石坝，坝顶高程1075.3m，坝体填筑工程量：堆石料170000余m3。坝料来源溢洪道爆破料，坝体计划2016年10月开始填筑。为核实坝料设计填筑标准的合理性，通过现场碾压试验，从而确定满足设计要求的施工碾压机具、碾压参数和填筑施工工艺。依据合同文件、设计图纸和国家有关规程规范，以及参照国内外已建及在建堆石坝坝料碾压参数和工程类比，并结合本工程的实际情况，拟定了坝料碾压试验实施细则。报请设计和监理工程

2、师审批后实施。碾压试验于9月5日开始至9月8日结束，此次碾压试验仅进行4场坝料碾压试验，现就已获试验成果整理分析报请业主、监理、设计部门审阅。2、试验目的通过碾压试验，达到如下目的：1) 核实坝料设计填筑标准的合理性。2) 研究填筑工艺。3) 确定达到设计填筑标准的碾压遍数及行车速度等施工参数。3、堆石料设计指标及现场质控指标堆石料料源、设计指标及现场质控指标如表1所示。 堆石主料源及设计指标 表1坝体分区设计指标现场质控指标材料及料源孔隙率V0最大粒径<5mm含量<0.075mm含量干密度d%mm%kg/m3主料溢洪道爆破料206002052090备注表中干密度值由岩石表观密度和

3、孔隙率换算得出，计算公式为：V0=(1-d/)×100，为岩石表观密度4、堆石料性质4.1溢洪道爆破料实测物理力学性质试验成果如表2所示。 溢洪道爆破石料物理力学性质试验成果 表2试验项目表观密度(kg/m3)强度（MPa）软化系数干燥饱和1260047.033.40.71据表2，表观密度为2600kg/m3，饱和抗压强度为33.4Pa干燥抗压强度为47.0MPa，软化系数0.71。一般认为，岩石饱和抗压强度低于30Mpa为软岩。4.2 现场检测堆石料级配见表3堆石料级配试验成果表 表3试验项目最大粒径800（%）<5mm含量（%）<0.075mm含量（%）第一场试验04

4、.61.3第二场试验05.42.4第三场试验06.22.6第四场试验05.82.06、碾压试验设备、机械、仪器碾压试验过程中使用的碾压设备及配套机械、仪器如表4 碾压试验设备及配套机械、仪器 表4设备名称规格或型号单位数量备注振动碾20t台1自卸汽车15t台4挖掘机1.2m3台1装载机2L-50台1推土机TY220台1磅称400kg台1水准仪-台17、试验参数组合堆石料碾压试验参数组合及场地布置如表5 堆石料碾压试验参数组合（碾型：20t振动平碾） 表5场次填筑料填筑厚度（cm）碾压遍数第一场溢洪道爆破石料808第二场8010第三场8012第四场80108、碾压试验场地规划及时间安排8.1 碾

5、压试验场地及要求堆石料试验拟布置在大坝上游场地，进行碾压试验。试验前先用推土机将试验区域整平，用振动碾压实，在上面铺一层试验料，用振动碾压实到设计标准，将这一层作为基层，然后在其上进行碾压试验。8.2试验场地面积、铺料要求堆石料试验场地组合为4m×10m，为防止碾压时产生侧向挤压，铺料时每个试验区的两侧（垂直行车方向）均留出一个碾宽，顺碾压方向的两端留出4m为非试验区，以满足停车和错车需要。8.3 试验料准备在料场选择经监理工程师认可、具有代表性的坝料，并在试验前一次性备足。 8.4 碾压试验时间堆石料碾压试验时间为2016年9月5日2016年9月8日。9、碾压试验工作量颗粒级配 4

6、组干密度 12个10、碾压试验流程、填铺方法、碾压方法10.1碾压试验流程场地平整碾压基面测量进料推平（控制铺填厚度）碾压（8、10、12遍）沉降测量密度、级配检测回填试坑碾压下一场试验。10.2铺填方法碾压试验填筑模拟实际施工采用进占法填筑，堆土机平整，铺填厚度误差为松铺厚度的±10%。10.3碾压方法振动碾采用最大激振力430KN，行车速度2.0Km/小时。碾压遍数采用前进、后退为二遍计，轮压重叠1625cm。10.4压实沉降量测量每个试验组合均按1.5m×1.5m布置网格测点，每个试验组合布置10个测点，用水准仪测量基面、铺填层面及不同压实遍数后，同一测点的高程以计算

7、松铺厚度和不同碾压遍数时的沉降量。10.5压实干密度检测 （包括粗、细料含水量）压实干密度按土工试验规程（SL273-1999）用灌水法进行，试坑直径为填筑料最大粒径的23倍，灌水法塑料布厚度为0.1mm，体积校正系数参考相关资料取用校正系数为1.003。每个试验组合测干密度3个。11、碾压试验成果碾压试验干密度检测成果及沉降量测量成果如表6表7所示 堆石料干密度检测结果 表6试验场次碾压遍数干 密 度 (kg/m3)孔 隙 率 (%)备注123平均123平均第一场8202020602060204722.320.820.821.3铺80cm第二场10209020902100209319.619

8、.619.219.5第三场12210020902120210319.219.618.519.1复核试验10209021102100209719.618.819.219.3铺80cm最佳遍数10遍最佳铺料厚度80cm堆料压实沉降量测量结果 (80cm) 表7基础高程(m)层顶高程 (m)沉降值 (cm)压 前压 后虚铺厚度压后沉降量(cm)8遍10遍12遍8遍10遍12遍1057.808 1058.5781058.5511058.5311058.527772.74.75.11057.8051058.6051058.5781058.5571058.555802.74.85.01057.796105

9、8.5861058.5521058.5411058.536793.44.55.01057.8001058.6001058.5671058.5541058.560803.34.64.01057.7961058.6061058.5731058.5591058.556813.34.75.01057.7891058.6091058.5791058.5571058.550823.05.25.91057.7941058.5841058.5531058.5321058.528793.15.25.61057.7981058.5781058.5411058.5381058.519783.7 4.05.91057

10、.8031058.6131058.5801058.5721058.563813.34.15.01057.8001058.6001058.5651058.5491058.545803.55.15.5平均值803.24.75.2最优参数组合时的松铺系数 1.041.061.07 12、碾压试验成果分析 12.1颗粒级配的影响堆石料颗粒级配，一般用最大粒径、小于某颗粒粒径含量（这里我们用小于0.075mm和小于5mm颗粒含量）来衡量级配的优劣。通常认为，最大粒径愈大，压实干密度愈高，材料不均匀系数愈大，压实性能愈好，也愈易获得最大的压实密度。但坝料最大粒径决定于铺填厚度，一般最大粒径为铺填厚度的2/

11、3，若最大粒径接近于铺填厚度则大粒径料周围的细料得不到有效压实。只有控制好颗粒级配才会得到有效压实，所以在今后的施工过程中，控制好进场的料源是非常重要的。12.2碾压遍数的影响压实干密度随碾压遍数增加而提高，总体看，8遍10遍压实干密度增长较大，12遍密度增长率则较小。13、结论综合上述成果分析，现就达到设计指标的碾压参数和施工工艺以及今后施工提出以下几点：13.1设计提出的坝料控制指标是合理的，也是可行的，施工中必须给予保证，并尽最大努力提高压实密度。施工选定的碾压设备，也能够满足施工需要。13.2建议堆石料碾压参数如下表施工碾压参数表坝料名称碾压机具松铺厚度（cm）碾压遍数压实厚度（cm）松铺系数碾压机行车速度（Km/h）堆石料20t振动碾801075.31.062坝料级配及压实质量指标表坝料颗粒组成压实指标最大粒径（mm）5mm含量（mm）0.075mm%干密度 Kg/m3孔隙率（%）参透系数（cm/s）堆石料60020<52090<2013.3坝料级配是提高压实密度、降低坝体沉降变形的关健，施工中应尽最大努力给予保证。同时应尽力做好上坝材料的均匀性和施工的均匀性。13.4施工时，为减小颗粒分离宜采用混合铺筑法（进占法和退铺法相结合）填筑，并加强现场施