水电站防渗土料碾压试验

摘要： 通过碾压试验，核实坝料设计标准的合理性，选择合适的碾压机械，得出心墙防渗土料的合理施工参数，为大坝填筑施工提供依据。

关键词： 防渗土料；碾压试验；铺料厚度；碾压遍数

中图分类号：TV441 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2014）07-0100-02

1 概述

云鹏水电站大坝为粘土心墙堆石坝，坝高100米，坝顶宽456.8米。土料场分布在左岸坝肩地段，以7#冲沟为界，将土料场分成Ⅰ区和Ⅱ区。土料场物质组成主要为高液限粘土、粘土质角砾、粘土质砂，天然密度一般为1.81g/cm3～1.87g/cm3，天然含水量为16.8%～23.3%，击实后最优含水量为17.7%～23.45%，最大干密度一般为1.55g/cm3～1.71g/cm3。但土料场数量有限，欲将部份心墙料使用溢洪道和电站进水口等部位开挖的全风化及强风化上部料，溢洪道和电站进水口基岩为T3n2的长石石英砂岩与灰质粉砂岩泥岩互层。全风化底板界线埋深34.24m，强风化底板界线埋深60.40m，弱风化底板界线埋深80.14m，全、强风化层较厚。最大开挖深度约40m。心墙采用砂、泥岩风化料，保证坝体填筑质量至关重要，因此将溢洪道和电站进水口等部位混合料、无粘性砂砾土及接触性粘土分别进行碾压试验，核实料源满足设计标准的合理性。

2 心墙土料的设计技术指标及碾压试验目的

2.1 心墙土料的设计技术指标，见表1。

2.2 碾压试验目的

①核实坝料设计标准的合理性。

②选择合适的碾压机械。

③选择合理的碾压施工参数，为大坝填筑施工提供依据。

3 试验场地和碾压机具

选在5#存碴场做心墙料的碾压试验，场地9×25m（够每场取样16个），试验场用推土机推平后用振动平碾振压2遍测量沉降，当沉降量低于2mm时做试验用场地，试验场地布置及测点布置如图1。（两头留有5m的错碾区）

选用YZT18K拖动式振动凸块碾。平料采用D85推土机，运输采用自卸汽车，反铲和装载机装车，洒水车洒水。

4 试验项目及试验方法

根据我局已施工过的土石坝经验，铺料厚度均选为30cm，40cm。分别对三类料进行了6场，18组碾压试验，见表2。

4.1 室内试验 容重试验取样完成后，做渗透试验，选用双环注水做渗透试验取渗透近似值在碾压试验前对代表性土样进行了充分的击实试验，得出结果见表3。

4.2 现场试验 ①料场挖土机装载重汽车拉至试验场地，进占法施工上料，D85推土机推平，用插标杆法和测量仪器，控制铺料厚度。②来料铺设完成后，按方量的3%洒水车洒水。③一定时间后，开始振动碾压，行车速度为1档，先压完6遍区后开始退碾8遍区、10遍区，压2遍错车，相邻碾迹重叠30cm。④碾压完成后开始布坑取样，取样按土工试验的灌水法取样，取代表性试样，室内做含水率、击实试验，混合料及无粘性砂砾土每个试验遍数取样16个，接触性粘土每个试验遍数取样25个。根据我局已施工过的土石坝经验，选择30cm和40cm两种铺料厚度，洒水控制在最优含水量的-2%～+3%偏差范围内，采用固定松铺厚度，改变碾压遍数的试验方法来确定合理的施工参数，为达到设计要求的指标，同时考虑优化施工方案，节约工程造价、提高工效，我们选择了三种碾压参数进行试验，采用18t振动碾碾压6遍（来回为2遍）、8遍、10遍的三种碾压参数，对选定的碾压参数在每层分区进行试验，直至最终确定合理的施工参数。容重试验取样完成后，做渗透试验，选用双环注水做渗透试验，取渗透近似值。

5 六场碾压试验成果

①混合料、无粘性砂砾土、接触性粘土碾压试验数据统计表（略）。

②砾石含量与干密度的关系曲线。

③碾压遍数与干密度的关系曲线。

6 结论

6.1 从检测结果来看，混合料铺料厚度30cm、40cm，碾压6遍、8遍压实度均有不合格样，碾压10遍取样全部合格；接触性粘土铺料30cm，碾压6遍、8遍，干密度均有个别不合格样，碾压10遍全部合格；无粘性砂砾料各个碾压区均有不合格样，渗透系数每个碾压区各做了一个，混合料在10-5量级，接触性粘土在10-6量级，无粘性砂砾料在10-4量级。

6.2 机具选用YZT18K拖动式振动凸块碾，它是目前国内土石坝施工较先进的碾压机具，适宜各种土料。根据六场碾压试验结果分析，结合施工进度考虑，对于YZT18K拖动式振动凸块碾适宜施工参数为：混合料：铺料厚度40cm，碾压10遍。接触性粘土：铺料厚度30cm，碾压10遍。

参考文献：

[1]杨荫华编著.土石料压实和质量控制[M].水利电力出版社， 1992.

[2]梁志鸿，陈晓群.高塘水电站面板堆石坝坝料控制爆破设计[J].中国农村水利水电，2005（07）.

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