面板堆石坝碾压试验实施方案.doc

从江县龙塘水库大坝枢纽工程

混凝土面板堆石坝

碾压试验方案

试验单位：贵州弘波质量检测有限公司

施工单位：湖南源源生态工程集团有限公司监理单位：贵州新中水工程有限公司

业主单位：黔东南州水利投资有限公司

二〇一七年七月

目录

一工程概况 ........................................................ - 1 - 二试验目的 ........................................................ - 2 - 三试验标准、设计要求、试验内容和方法、程序 . ........................ - 2 - （一）试验标准 ................................................... - 2 - （二）设计技术要求 ............................................... - 3 - （三）试验内容 ................................................... - 3 - （四）试验检测方法 ............................................... - 5 - （五）试验程序 .................................................... - 6 - 四碾压试验所需机具 ................................................ - 7 - 五试验时间 ........................................................ - 7 - 六碾压试验成果整理 ................................................ - 8 - 七碾压试验小组机械设置及人员配置 .................................. - 8 -

一工程概况

龙塘水库工程位于贵州省黔东南州从江县宰便镇宰送村境内，坝址位

置位于宰便镇西南侧约 6.5km 左右，宰便镇距离从江县 97.7km，地处黔桂交界九万大山北端的月亮山区腹地。坝址所在河流污奶河为珠江流域柳江水系都柳江三级支流，一级支流为孙览河，二级支流为宰便河，河流流向

自西南向东北方向。坝址距从江县城约 105km，从江县至宰送村有公路连接，宰送村有小路至坝址位置，对外交通较差。

随着乡镇的发展、当地人民生活水平日益提高，用水问题日益明显，

尤其近几年贵州发生特大干旱灾害，宰便镇境内的灾害程度尤为严重。宰

便镇内雨量丰富，但年内分配不均，属于工程性缺水地区。为了解决当地

人民的需水要求，缓解春旱灾害，同时促使当地经济又好又快的发展，国

务院计划在贵州省内投资新建一批新的水源工程，专门解决贵州省内在特

殊年份应急抗旱问题。龙塘水库进入了该计划《全国抗旱规划实施方案

（2014-2016 年）贵州省 81 座小型水库名单》。该工程的建设大大的解决

了宰便镇内用水紧张问题，人口用水得到保障，为当地经济及农业发展奠定

了坚实的基础。

龙塘水库工程的兴建主要任务是解决宰便镇及周边村寨饮水问题，多

余水量用于下游灌面用水。通过兴利调节计算，龙塘水库校核洪水位

3

549.92m，总库容 302.80 万 m；水库的正常蓄水位确定为546.00m，死水位

3 3

505.00m；死库容为 8.84 万 m，兴利库容为 239.16 万 m；总供水量为 667.1

3 3

万 m，不含生态用水166 万 m。

根据《水利水电工程等级划分及洪水标准》（SL252-2000）、《防洪标准》（ GB 50201-2014）、《灌溉与排水工程设计规范》（ GB50288-99）的有关规定，本工程总库容在 0. 1 ～0.01 亿 m3之间，首部枢纽等别为Ⅳ等，工程规模属小（ 1）型。灌区规模小于 0.5 万亩，供水对象重要性一般，供水工程等别为 IV 等，工程规模属小（ 1）型。

业主单位：黔东南州水利投资有限公司

设计单位：贵州新中水工程有限公司

监理单位：贵州新中水工程有限公司

施工单位：湖南源源生态工程集团有限公司

试验单位：贵州弘波质量检测有限公司

二试验目的

1.通过现场试验，为施工推荐经济合理的碾压参数（包括选碾压设备

类型、机械参数、碾压遍数、铺筑厚度等施工参数）。

2.分析坝料碾压前后颗粒级配的变化。

3.复核坝料设计填筑参数的合理性。

三试验标准、设计要求、试验内容和方法、程序

（一）试验标准

1.《混凝土面板堆石坝施工规范》 SL49-2015。

2.《碾压式土石坝施工规范》 DL/T5129－2013。

3.《土工试验规程》 SL237—1999。

4.《土石筑坝材料碾压试验规程》 NB/T35016-2013。

5.《水电水利工程注水试验规程》 SL345-2007。

6.《工程测量规范》 GB50026-2007。

7.《混凝土面板堆石坝设计规范》 SL228-2013

依据设计施工详图及相关技术要求，结合现场条件进行。

（二）设计技术要求

本次试验坝体填筑料主要针对盖重石渣料、上游铺盖低黏性料、特殊垫层料、过渡料、主堆石区、次堆石区。各分区坝料性质及设计要求如下页表 1～2。

（三）试验内容

试验内容包括：特殊垫层区、垫层区、过渡区、主堆石区、次堆石区的级配、密度、渗透、沉降，碾压后的孔隙率、碾压的遍数等。

1.测定填筑料比重，计算碾压后的空隙率。

2.测定压实前后填筑料的颗粒级配，计算碾压后孔隙率。

3.测定干容重：绘制起始测定遍数至最终遍数过程中遍数与干容重之间的对应关系图。推荐填筑料铺层厚度下相应的最优压实遍数。

4.渗透系数 : 当干容重和孔隙率满足设计要求后进行渗透试验。

表 1 填筑堆石料的技术要求

项目特殊垫层区垫层区过渡区主堆石区次堆石区

母岩类别经筛分加工的经筛分加工的经筛分加工的料场微风化新料场弱风化及砂砾石料砂砾石料砂砾石料鲜板岩以下板岩

填筑工程量 (m3) 1100 24000 23000 212000 111500 最大粒径（ mm）40 80～ 100 300 800 800 D<5mm P（%）30～50 35～55 20～30 0～20 0～ 20 D<0.075mm P（ %）4～8 4～80～50～5 0～ 5

设计干容重（ g/cm3） 2.17 2.17 2.143 2.117 2.09 孔隙率（ %）18 18 19 20 21

渗透系数（ cm/s ）10-3～ 10-4 10-3～10-4 10-2～10-3 10-1～ 10-2 10-1～ 10-2 表 2 填筑料试验安排

材料碾压方式层厚

压实遍数 ( 遍 )

加水量

测量内容(cm) (%)

特殊垫层区打夯机20 2、 4、6、 8 0～ 5 干、湿容重、级配、沉降垫层区20t 静碾40 2、 4、6、 8 0～ 5 干、湿容重、级配、沉降过渡区20t 振动碾40 2、 4、6、 8 10～ 15 干、湿容重、级配、沉降主堆石区20t 振动碾80 2、 4、6、 8 15～ 20 干、湿容重、级配、沉降次堆石区20t 振动碾80 2、 4、6、 8 15～ 20 干、湿容重、级配、沉降以上参数，可根据试验实际情况进行调整。应特别注意试验开始时，及时分析总结，及时调整试验。

（四）试验检测方法

1.级配

级配检测采用筛析法。各种填筑料在振动碾压前均进行颗粒级配分析

各3 组。在碾压过程中，静碾 2+动碾 4、6、8 遍时分别对各种填筑料单元

进行 3 个级配筛分。

2.比重

比重试验分别按照粒径>5mm颗粒及粒径<5mm颗粒进行相应的试验。其中，粒径<5mm颗粒比重试验用比重瓶法测定，粒径>5mm颗粒比重试验用虹吸筒法测定，最终用加权平均法计算全料比重。每个单元分区检测一组，共检测 3 个。

3.密度

密度试验采用挖坑灌水法进行，堆石体料采用直径 2.0m 圆形套环，过渡料及垫层料采用直径 1.0m 圆形套环。

在上料前，先对试验基底进行密度检测合格后。各分区填筑料静碾2+ 动碾 4、6、8 遍时分别进行 4 个密度试验。

4.渗透

渗透试验采用现场试坑渗水法。各单元分区（堆石料、过渡料、垫层

料）检测 3 个，当干容重和孔隙率满足设计要求后进行。

5.沉降

沉降采用全站测量仪观测方格网点高程，沉降方格网布置，方格网规

格为 2.0m×2.0m。

6.碾压的遍数

根据碾压遍数与干容重之间的关系,推荐填筑料铺层厚度下相应的最

优压实遍数。

（五）试验程序

1.场地布置及准备

试验场地选择在坝基上进行（依现场情况选定），场地有足够宽阔面

积，地形平坦，地基坚实。试验场地平整：首先将基础平整，用振动碾先

碾压 10 遍，再铺 30～50cm厚的碎石料，找平后均匀洒水，再碾压10 遍以上, 在有效试验区域范围内进行沉降方格网布置，方格网规格为 2.0m×

2.0m，方格网完成后即进行方格网高程测量，其高程相差控制在10cm以内。

本次试验各分区（垫层料、过渡料、堆石料）全部为洒水单元区，不

再设表面浸润区。试验场地有效面积为 20m×40m，场地两端应留出斜坡

道，坡度小于 1:5 ，以便试验机械行驶。

2.铺料

堆石料采用进占法，即运料汽车在新填料层上逐步向前卸料，推土机

向进料方向行驶，汽车始终行驶在堆好的料面上。

垫层料、过渡料采用后退法，即汽车在已压实的层面上后退卸料，然

后用推土机整平。

碾压前铺料厚度：垫层料层厚 50cm，过渡料层厚 50cm，堆石料层厚为100cm。

3.洒水

按设计要求进行洒水。

4.压实方式

垫层料：采用静碾 2 遍+ 2 遍+ 2 遍+ 2 遍+ 2 遍进行碾压。

过渡料和堆石料 : 采用静碾 2 遍+动碾 2 遍+动碾 2 遍+动碾 2 遍+动碾 2

遍方式进行碾压。

振碾行车速度按1~2km/h，根据各碾压遍数的检测指标寻优选用。

5.测量

在铺好的料面上按2m×2m的网格布置沉降测量点，所布点应距场地边缘1m。

铺料前、后，测量各点相应高程，以确定铺料层厚度，再进行碾压。

每次碾压完成后进行测量，并计算测点相对高程的沉降值。

四碾压试验所需机具

由施工单位自备：

1.装料：卡特挖掘机 (CAT320)至少 1 台。

2.运料： 25t 自卸车至少 4 台。

3.铺料：推土机 (ST220) 至少 1 台。

4.测量：华测 KTS-442RLC全站仪 1 台， DS3水准仪一台。

5.碾压机具： XS26ZJ型自行式振动碾（ 26t ）1 台, 夯实机

五试验时间

7 月 1 日～ 7 月 31 日， 31 天，备料。

7 月 27 日～ 7 月 31 日， 5 天，试验场地平整工作。

8 月 1 日～ 8 月 2 日， 2 天 ,颗粒级配筛分试验。

8月 3 日～ 8 月 7 日， 5 天，垫层料、过渡料碾压试验。

8 月 8 日～ 11 月 17 日， 10 天，堆石料碾压试验。

8 月 17 日～ 8 月 24 日， 7 天，资料整理及试验碾压试验报

告编写。

场内碾压现场试验用时共计 15 天。

六碾压试验成果整理

试验结束后，将试验资料进行系统整理分析，绘制成果图表，推荐填

筑料施工碾压参数及压实方法，推荐最优施工工艺与控制参数 , 并编制试验报告。

七碾压试验小组机械设置及人员配置

填筑碾压试验由监理单位牵头组织，贵州弘波质量检测有限公司负责

现场技术实施，施工单位提供施工机械、测量人原及辅助工种监理人员全

过程参与实施并进行旁站监理，业主及项目管理承包（ PMC）项目部派员参加。

碾压试验现场小组由贵州弘波质量检测有限公司人员、施工单位技术

负责人、项目设计负责人、施工方质检人员以及业主、监理、PMC项目部等参建各方派员参加组成。

现场试验小组组长：李勇（项目经理 / 高工）

现场试验小组副组长：徐斌（总工 / 高工 )

现场试验小组副组长：付春雨（ PMC副经理 / 高工）

现场试验小组副组长：肖庆( 副总监 / 高工 )

现场试验小组成员：史明焕

施工单位：曹双其刘波王铁强刘守周

监理单位：荣作武吴银波荣江刘勇

设计单位：徐显

业主单位：谢思德吴学金吴江沿