碾压实验方案

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古蔺县朝门水库工程施工

一标段（枢纽项目）

沥青混凝土心墙堆石坝

碾压试验方案

试验：

编写：

审核：

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信德建设古蔺县

朝门水库工程施工一标段（枢纽项目）项目部

二零一五年十一月

古蔺县朝门水库大坝

沥青混凝土心墙堆石坝碾压试验方案

一、工程概况

古蔺县朝门水库工程位于市古蔺县赤水河二级支流断头河倒流河上，坝址区位于古蔺县鱼化乡、金星乡交界处的宋家坪～河沟头河段上，坝址区河段坐标：东经 106°00′57″～106°01′14″；北纬 27°54′42″～27°54′52″。朝门水库坝址控制流域面积 10.4 km2。坝址区距金星乡及古蔺县城的距离分别为 8km、65km，目前仅坝址右侧有乡村公路通至坝肩，交通不甚方便。

朝门水库工程是一座以灌溉及人畜饮水为主的烟区水源工程。工程主要由大坝枢纽及渠系组成，水库总库容543万m3。其中水库枢纽工程包括拦河大坝、溢洪道、取水洞、放空洞等建筑物。

拦河大坝为碾压式沥青砼心墙石渣坝，最大坝高37.5m，坝顶长156m，坝顶宽8.00m，坝顶高程1076m。溢洪道工程为岸边正槽式，采用底流消能，全长157.5m，进口高程1073.83m。放空隧洞位于大坝左岸，进口高程1048.0m，出口高程1043.2m，全长123.15m。泄洪放空洞由引渠段、闸室段、有压隧洞洞身段组成，与溢洪道共用消力池。取水隧洞位于右岸，进口底板高程1051.6m，出口高程1051.0m，全长131.5m。由引渠段、岸塔式取水口、洞消能段、无压隧洞洞身段组成。

二、坝区工程地质概况

工程区构造上位于扬子准地台滇黔褶皱区之娄山关坳陷褶皱南部段，构造位置在沉降带及隆起以南，黔中隆起以北，黔江隆起以西，平行展布为一向南突起的弧形构造，由若干个不同方向的褶皱群所组成。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及其国家标准第Ⅰ号修改单（2008），场地地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本

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烈度为Ⅵ度。工程区构造稳定性好。

库区以侵蚀构造地貌为主，局部为岩溶地貌。库盆主要由志留系下统石牛栏组泥质灰岩、灰岩夹泥岩及钙质粉砂岩组成，库岸基岩裸露，呈陡坡。库区风化带以下的灰岩类岩体裂隙稀少，岩溶不发育，岩体透水性微弱，库岸主要以岩质库岸为主，其次以土质库岸。水库蓄水后，库岸整体稳定性较好，但在库水反复作用下，存在小方量垮塌的可能，但其对水库正常运行影响较小。工程区无矿藏、文物淹没问题。

坝址区属低山峡谷地貌，沟谷形态属略不对称“V”形谷，岩性简单，主要是志留系中下统家店群的泥岩夹泥灰岩、结核状灰岩；两岸基岩多裸露，沟谷分布较薄的冲洪积之含碎砾的粉质粘土、粘土等。属单斜构造，岩层产状缓，倾下游偏右岸；地下水以孔隙潜水及基岩风化裂隙水为主，河床段岩体局部存在承压水。

三、碾压试验依据、目的与任务

1. 依据

1.1 合同文件。

1.2 施工进度安排

1.3 料场岩性实际情况

1.4 国家及部门现行的施工规、技术规。

1.4.1《土工合成材料应用技术规》GB50290—98；

1.4.2《土工合成材料测试规程》SL/T235—1999；

1.4.3《水利水电土工合成材料应用技术规》SL/T 225—98；

1.4.4《碾压式土石坝施工规》DL/T5129—2001；

1.4.5《土工试验规程》SL237-1999。

1.4.6 《水利水电工程施工组织设计规》。

1.4.7 《水利水电工程岩石试验规程》SL264-2001。

2.碾压试验的目的和要求

现场碾压试验目的在于根据所使用的碾压堆石料、碾压石碴料、过渡料的岩性，确定铺层厚度，进料方式，平料方式，加水量，碾压遍数，力求得到最佳压实效果。以满

足设计要求的最大干容重，最小空隙率及渗透系数等。

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通过试验，得出最佳组合结果，作为大坝正式填筑施工的依据，也是作为质量控制的有力手段之一。

2.1 核实坝料设计填筑标准的合理性

2.2 确定坝料压实方法

2.2.1 压实机械的选型

2.2.2 机械设备参数的选定

2.2.3 坝料施工参数的确定

2.2.4 分析坝料施工工艺，优选合理的坝料填筑程序和坝料、机械设备最佳组合。

3. 碾压试验任务

碾压试验的主要容如下：

3.1 碾压堆石料

坝体堆石料碾压试验应进行铺料方式、铺料厚度、振动碾的类型及重量、碾压遍数、行车速度、铺料过程中的加水量等碾压施工参数的试验，在复核试验中应测定压实层的空隙率、干密度和渗透系数以及碾压后堆石料的颗粒级配。

3.2过渡料

过渡层料现场碾压试验应进行铺料方式、铺料厚度、振动碾的类型及重量、碾压遍数、行车速度、铺料过程中的加水量等碾压施工参数的试验，在试验中应测定压实料的孔隙率、干密度和渗透系数以及碾压后过渡层的渗透系数。

3.3碾压石碴料

坝体石碴料碾压试验应进行铺料方式、铺料厚度、振动碾的类型及重量、碾压遍数、行车速度、铺料过程中的加水量等碾压施工参数的试验，在复核试验中应测定压实层的空隙率、干密度和渗透系数以及碾压后堆石料的颗粒级配。

各坝料施工参数优选后，进行心墙土料与反滤层、反滤层与过渡层、过渡层与坝壳堆石料之间的填筑程序、压实方法等施工方法试验。

四、坝体主要填筑料源开采料场和设计指标

1、填筑料源

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根据现场实际地形、征地以及施工情况，开采料场为：

1.1 坝址左岸料场及下游新增料场。

1.3 开采料场地质状况

由于特殊地质条件影响，倒流水左岸料场不能满足填坝的要求，故此次碾压试验中，只复核新增料场。

2、堆石料参数和设计技术指标及要求

坝体填筑除满足规要求外，还需满足以下要求：

坝体上、下游堆石区的堆石料：坝址下游左岸料场开采新鲜灰岩筛选加工，最大粒径不超过600mm，小于5mm颗粒数量低于20﹪，小于0.075mm颗粒含量不大于5﹪，填筑后干密度2.20g/cm3，孔隙率25﹪。设计渗透系数大于1.0×10-3cm/s。

坝体下游石渣的碾压石渣料：大坝、溢洪道及隧洞开挖的泥岩石渣筛选加工，最大粒径不应超过500mm。填筑后干密度2,18g/cm3，孔隙率25﹪。

沥青心墙两侧过渡料：砂砾石筛选加工，要求连续级配，最大粒径不应超过80mm，粒径小于5mm含量控制在25﹪左右，小于0.075mm的含量不大于5﹪，设计干密度2,18g/cm3，孔隙率21﹪。

坝体石渣堆石分区过渡料：坝址下游左岸料场开采弱~微风化灰岩筛选加工，连续级配，最大粒径不应超过50mm，粒径小于5mm含量控制在20﹪左右，小于0.075mm的含量不大于5﹪，设计干密度2,18g/cm3，孔隙率21﹪。

2.4 设计控制参数

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五、试验场地选择及试验时间

1、试验场地选择

根据目前施工进度、现场实际地形条件等情况，试验场地拟设置在2#弃渣场，面积600m2以上。

根据施工布置，各试验场地交通、面积均能满足试验和规要求。

2、现场试验时间：①堆石料碾压试验2015年11月10日～2015年11月30日。

六、碾压设备选用

根据设计要求、填筑料的特性，碾压试验选用柳工压路机（型号：620A），其机械性能参数见下表：

其适用过渡料、堆石料和石渣料的碾压，能满足大坝填筑及碾压试验要求。

七、碾压试验

7.1 压实参数和试验组合

坝体填筑施工前，对堆石料、过渡料和石渣料分别进行碾压试验。

对坝体不同堆石区域的铺料方式、厚度、碾压机具或振动碾型号及重量、碾压遍数、铺料过程中的加水量、泥岩含量、碾压前后的级配、孔隙率和干容重等提出试验成果。

施工参数一经确定，不得擅自更改，所涉及的机械设备性能也不宜更改。确需更换设备时，则其性能规格应一致。

7.2试验场地布置

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堆石料、过渡料碾压试验场地选择在溢洪道右侧堆料场；接缝碾压试验过渡/堆石料选择在坝体填筑区进行。

7.2.1 各坝料碾压试验需要场地条件

按照试验要求，确定各种坝料试验区场地面积见下：

过渡料：30m×8m

碾压堆石料：30m×10m

碾压石碴料：30m×10m

7.2.2 各坝料碾压试验需要场地面积和场地布置试验见《碾压试验场地布置示意图》

7.3 试验方式

为了简化试验过程，在铺料方式、振动碾型号、振动碾速度固定（2km/h）的情况下，对铺料厚度、碾压遍数、铺料过程中的加水量等参数进行试验，取得相应的压实层孔隙率、干容重、沉降量和碾压前后的级配、泥岩含量、小于5mm的细粒含量、土料含水量等试验数据，从而确定最优施工参数。

7.3.1 过渡料

铺料方式、铺料厚度、碾压机械类型、行走速度、碾压遍数、洒水与不洒水等施工参数试验。各参数试验初拟参数如下：

铺料方式：后退法

铺料厚度（数据为压实后厚度，需另考虑10%～15%的松铺系数）：20cm、30cm、40cm 碾压机械类型：柳工620A

行走速度： 2km/h

碾压遍数：静2、振2、振4、振6、振8、振10

洒水量： 0%、5%、10%

7.3.2 碾压堆石料

铺料方式、铺料厚度、碾压机械类型、行走速度、碾压遍数、洒水与不洒水等施工参数试验。各参数试验初拟参数如下：

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铺料方式：进占法

铺料厚度： 60cm、80cm、100cm

碾压机械类型：柳工620A

行走速度：2km/h

碾压遍数：静2、振2、振4、振6、振8、振10

洒水量：0%、5%、10%

7.3.3 碾压石碴料

铺料方式、铺料厚度、碾压机械类型、行走速度、碾压遍数、洒水与不洒水等施工参数试验。各参数试验初拟参数如下：

铺料方式：进占法

铺料厚度（数据为压实后厚度，需另考虑10%～15%的松铺系数）： 60cm、80cm、100cm

碾压机械类型：柳工620A

行走速度： 2km/h

碾压遍数：静2、振2、振4、振6、振8、振10

洒水量：0%、5%、10%

7.3.4 坝料间组合模式

7.3.4.1 根据拟定铺料厚度进行碾压试验，坝料填筑参数组合模式见下表：

大坝填筑坝料组合最佳模数选择试验

根据上述拟定组合模数，进行接缝碾压试验。

7.3.4.2 坝料接缝碾压试验

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