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混凝土面板堆石壩填筑材料現場碾壓試驗方法

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摘要：本文針對某混凝土面板堆石壩填筑材料現場碾壓試驗的方法、機具組織、試驗過程及成果整理等方面作出了具體的敘述。 關鍵詞：堆石壩 填筑材料 碾壓試驗方法   一、項目概況 本文所述的混凝土面板堆石壩樞紐工程由鋼筋砼面板堆石壩、右岸岸坡開敞式溢洪道，右岸泄洪洞以及右岸取水口等建筑物組成。 鋼筋混凝土面板堆石壩壩高69.8m，壩長192.136m，壩頂寬8.8m，上游壩坡為1:1.4，下游壩坡為1:1.6，大壩總填筑工程量為71萬m3，其中分區(qū)料填筑工程量分別為：墊層料(含特殊墊層料填筑27605m3，過渡料填筑26460m3，主堆體料填筑462654m3，次堆體料填筑178094m3，大壩石料填筑8442m3)。大壩所用主堆石體填筑料均料場及大壩基礎開挖硅質板巖組成。 填筑碾壓試驗主要由設計單位牽頭，施工單位配合現場組織及實施，監(jiān)理人員全過程旁站監(jiān)理，業(yè)主派員參加。碾壓試驗小組主要由設計負責人、施工單位技術負責人、勘測設計研究院科研試驗中心、工地試驗室全體人員及參建各方派員參加組成。 本次試驗經建設，監(jiān)理，施工單位的同意，在場內進行；試驗場地的平整，試驗料的爆破開采、挖、運、鋪、沉降方格網觀測、碾壓均由施工單位完成。本中心負責試驗指標及編寫試驗報告。 二、試驗目的及方法    （一）試驗目的：     1、核實壩體材料設計填筑標準的合理性及適宜性     2、檢驗上壩材料顆粒級配及合理性評價     3、確定上壩材料施工最佳碾壓參數    （二）試驗方法： 碾壓試驗按照國家標準《碾壓式土石壩施工規(guī)范》DL/T5129-2001《土工試驗方法標準》GB/T50123—1999及水利部行業(yè)標準《土工試驗規(guī)程》SL237—1999執(zhí)行。密度檢測均采用有套環(huán)注水法方式進行。 基層檢測采用2.0m直徑套環(huán)，主堆石體材料采用2.0m直徑套環(huán)，墊層料采用0.5m直徑套環(huán)。 三、碾壓試驗試驗機具介紹    （一）挖：用CAT320C型挖掘機，其技術參數如下：       挖掘鏟斗容量：1.0m3       動臂斗桿承載材料最大密度：2100kg/ m3       標準型行走裝置工作重量：19700kg       最大行駛速度：5.5km/h       發(fā)動機型號：CAT®3066T型柴油發(fā)動機       飛倫功率：103kw 138馬力     （二）運：用重慶產17T紅巖車，其技術參數如下：       型    號：CQ3300T5F2           發(fā)動機額定功率：206kw 驅動形式：6×4                 整車總質量：30000kg 裝載質量：17000kg              最高車速：78km/h 最大爬坡度：38%                最小轉彎半徑：20m 外形尺寸：7696×2500×3164     產    地：中國.重慶    （三）鋪：宣化165型推土機推平，其技術參數如下： 型號：T165                      型式：液壓操縱履帶式 功率：121kw                     最大牽引力：137.5KN 接地壓力：65.0kpa                最小轉彎半徑：3.9m 爬坡能力：縱向30°               鏟刀切削角：9° 發(fā)動機型號：C6121ZG05a          推土機使用重量：17T                           結構重量：16.4T    （四）水準測量：用ZH   AL－28X型水準儀測量    （五）碾壓，用陜西水利機械廠生產的拖式振動壓路機：其技術參數如下： 型號：YZT20                   靜態(tài)振動輪線壓力：980N/cm 動態(tài)振動輪線壓力：2250N/cm    外形：5592×2852×2165 發(fā)動機型號：F6F913Z            產地：中國陜西  額定功率：95kw                 重量：20T  速度：2～5km/h                 激振力：450KN             振動頻率：27.5HZ               最小轉彎半徑：5600mm 名義振幅：1.8mm                壓實寬度：2000mm 額定轉速：2500r/mim 四、試驗材料介紹 試驗材料均為T1m地層上灰?guī)r，其比重均為2.72。    （一）主堆石體料，在T1m地層上人工爆破，其位于溢洪道進口段附近左側山巖體中，為中厚層灰?guī)r。爆破后顆粒級配經篩分，dmax≤80cm，在設計包絡線內。    （二）次堆石體料，同上：dmax≤100cm，在設計包絡線內。    （三）主堆石排水體料，同次堆石體料。    （四）主堆石特殊碾壓料，主要從右岸上下層灌漿平硐洞挖石方而得，部分從溢洪道槽中厚層灰?guī)r一次性爆破開采而得。d max≤40cm，級配經篩分，在設計包絡線內。    （五）過渡料，同上：d max≤30cm。級配經篩分，在設計包絡線內。 （六）墊層料,從右岸坡石料場爆破開采而得,采用砂料機，碎石機機制加工砂石料，根據試驗砂石料配比，用裝載機拌和而得，d max在80~100mm，拌和后經篩分，其級配在設計包絡線內。 （七）特殊墊層料，同上：d max≤40mm，拌和后經篩分,其級配在設計包絡線內。 五、試驗場地布置，基層處理及沉降方格網布置 試驗場地經建設、設計、監(jiān)理、施工單位同意，在場外進行，場地的處理采用施工廢料進行大方量堆填，碾壓密實。試驗場地寬20m，長50m，碾壓機具為自行式振動碾及拖式振動碾，先用自行式振動碾高檔碾壓8遍，然后又用拖式振動碾高檔碾壓4遍（均是往返算一遍），然后進行基層密度檢測，共計挖坑5個，其試驗成果見“基層檢測試驗成果匯總表”。 基層檢測試驗成果匯總表

               試坑編號                         試坑簡述            含水量 （%）            密度 （g/cm3）              干密度（g/cm3）              干密度平均值（g/cm3）     備注                1#              試坑尺寸：2.05×1.7×0.9m級配較均勻，密實         4.0          2.26      2.17                                                                                 2.23               2#                試坑尺寸：2.0×1.9×0.9m級配較好，密實     4.2     2.29            2.20                 3#                         試坑尺寸：1.9×2.0×0.9m級配較好，密實     4.0     2.33             2.24                          4#                         試坑尺寸：2.0×2.0×0.9m級配較好，密實     3.9     2.32             2.23                          5#                        試坑尺寸：2.0×1.9×0.8m級配較好，密實     3.8     2.39              2.30  

從以上成果看，基層干密度均大于2.17（t/m3）（設計最大干密度），平均值2.23（t/m3）基層處理合格，滿足試驗要求。 基層處理合格后，即進行沉降方格網布置，方格網規(guī)格為2.0m×2.0m，方格網完成后即進行方格網高程測量，最大值H=1.252m，最小值H=1.163m，高差為8.9cm，小于10cm，說明基層平整度滿足試驗要求，于是按要求進行分區(qū)。在進行試驗時，主堆石體料，次堆石體料，由于料最大粒徑較大，從而挖坑坑徑也大。故采用將試驗場地沿寬度方向平分成兩個單元，兩個單元之間間隔2.0m的方式進行。 在進行其它料試驗時，由于料的最大粒徑較小，從而挖坑坑徑也較小，故采用將整個場地平分成4個場地的方式進行，場地與場地之間在寬度上均間隔2m，在長度上間隔6.0m。 六、上料方式，鋪料厚度及碾壓方式的確定 （一）上料方式，進占法，梅花型堆料，用推土機推平。 （二）鋪料厚度，按設計要求進行（±10%）。 （三）碾壓方式，碾壓機具應施工單位要求，用自行式振動碾進行碾壓。根據以往工程的經驗，采用直線行車往返錯距式，重迭率為振動碾壓輪寬的10%（即20cm），行車速度（受碾壓機具限制）用其最慢速度（2.86km/h）進行碾壓。料推平后，經沉降方格網觀測，滿足設計鋪料厚度要求后，即進行充分灑水，然后用跟水灑進的方式進行碾壓。碾壓時考慮料的情況，主堆石體料，主堆石排水體料，次堆石體料，采用往返算一遍的方式進行，其余料采用往返各算一遍的方式進行。受自行式振動碾機具的限制（其只有一個高檔振碾功能），故除特殊墊層料（厚20mm）考慮全部用靜碾的方式完成外，其余均采用高檔動碾的方式完成（主堆石特殊碾壓料也靜碾了2遍，然后高檔動碾），每次碾壓試驗完成后，均進行清場處理，然后再在原基層上進行下一次試驗。 未進行碾壓前后級配篩分試驗，挖坑數量每次均挖坑3個；爆破試驗篩分，每種料均進行3組篩分。 七、各單元料現場碾壓試驗及其成果 （一）主堆石體料現場碾壓試驗及其成果： 試驗場地寬9.0m，長50m，設計鋪料厚度為80cm，實際鋪料厚度為82.9cm，其碾壓組合方式為：高檔動碾2遍+高檔動碾2遍+……，直至碾壓后干密度滿足設計要求為止。遍數計數方式為往返算一遍。 從試驗成果看，高檔動碾8遍后，即可滿足設計要求。 （二）次堆石體料現場碾壓試驗及其成果： 試驗場地寬9.0m，長50m，設計鋪料厚度為100cm，實際鋪料厚度為100.4cm。其碾壓組合方式為高檔動碾2遍+高檔動碾2+遍……，直至碾壓后干密度滿足設計要求為止。遍數計數方式為往返算一遍。 從試驗成果看，高檔動碾8遍后，即可滿足設計要求。 （三）主堆石排水體料現場碾壓試驗及其成果：     主堆石排水體料由于其設計要求同次堆石體料，只是干密度要求與次堆石體料略小，經設計同意，參照次堆石體料成果提出，即次堆石體料高檔動碾8遍后即滿足設計要求，而6遍時正好滿足主堆石排水體料的要求。故設計同意，不再進行主堆石排水體料的現場碾壓試驗。同意采用次堆石體料碾壓試驗成果。只是碾壓遍數改為6遍，具體取值即為高檔動碾6遍時值。 （四）過渡料現場碾壓試驗及其成果： 試驗場地寬6.0m，長22.0m。設計鋪料厚度40cm，實際鋪料厚度43.3cm。其碾壓組合方式為高檔動碾2遍+高檔動碾2遍+……，直至碾壓后干密度滿足設計要求為止。遍數計數方式為往返各算一遍。 從試驗成果看，高檔動碾6遍后，即可滿足設計要求。 （五）墊層料現場碾壓試驗及其成果： 試驗場地寬6.0m，長22.0m。設計鋪料厚度40cm，實際鋪料厚度41.4cm。其碾壓組合方式為高檔動碾2遍+高檔動碾2遍+……，直至碾壓后干密度滿足設計要求為止。遍數計數方式為往返各算一遍。 從試驗成果看，高檔動碾4遍后，即可滿足設計要求。 （六）特殊墊層料現場碾壓試驗及其成果： 試驗場地寬6.0m，長22.0m。設計鋪料厚度≤20cm，實際鋪料厚度19.8cm。其碾壓組合方式為靜碾2遍+靜碾2遍+……直至碾壓后干密度滿足設計要求為止。遍數計數方式為往返各算一遍。 從試驗成果看，靜碾4遍后，即可滿足設計要求。 （七）主堆石特殊碾壓料現場試驗及其成果： 試驗場地寬6.0m，長22.0m，設計鋪料厚度60cm，實際鋪料厚度63.3cm。其碾壓組合方式為靜碾2遍+高檔動碾2遍+高檔動碾2遍+……，直至碾壓破壞為止。遍數計數方式為往返各算一遍。 從試驗成果看，靜碾2遍+高檔動碾6遍后,即可滿足設計要求。 八、最佳碾壓試驗參數確定 通過以上七種上壩材料的現場碾壓試驗，可確定其最佳碾壓試驗參數如下： （一）主堆石體料，主堆石排水體料，次堆石體料 采用直線行車往返錯距式（往返算一遍）。行車速度2.86km/h，重迭率為10%（20cm），上料方式為進占法。碾壓方式為高檔動碾，具體如下： 1、主堆石體料：高檔動碾8遍，即可滿足設計要求 2、主堆石排水體料：高檔動碾6遍，即可滿足設計要求 3、次堆石體料：高檔動碾8遍，即可滿足設計要求 （二）主堆石特殊碾壓料、過渡料、墊層料、特殊墊層料。 采用直線行車往返錯距式（往返各算一遍），行車速度2.86km/h，重迭率為10%（20cm），上料方式為進占法，碾壓方式為高檔動碾（特殊墊層料為靜碾），具體如下： 1、主堆石特殊碾壓料，靜碾2遍+高檔動碾6遍，即可滿足設計要求 2、過渡料：高檔動碾6遍，即可滿足設計要求 3、墊層料：高檔動碾4遍，即可滿足設計要求 4、特殊墊層料：靜碾4遍，即可滿足設計要求 九、結語 本文針對某混凝土面板堆石壩填筑材料現場碾壓試驗的方法、機具組織、試驗過程及成果整理等方面作出了具體的敘述，可供施工技術人員在混凝土面板堆石壩填筑材料現場碾壓試驗大綱及成果報告編寫中作參考，不足之處望各位讀者提出寶貴的意見。
發(fā)布：2007-07-28 10:35    編輯：泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關閉]
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