砂砾石碾压试验施工组织设计

甘肃省陇南市白龙江锦屏水电站
土建施工及金属结构安装工程
合同编号：JPSN-TJ-2014-01/JPYS-TJ-2014-02
JPCF-TJ-2014-03
砂砾石碾压工艺试验施工方案
葛洲坝新疆工程局（有限公司）白龙江锦屏水电站施工项目部
二〇一五年一月
编制：审核：
批准：
目录
1 工程概况 (1)
2 试验目的 (1)
3 编制依据 (1)
4 碾压试验的设备配置 (2)
5 碾压试验的人员配置 (3)
6 试验材料 (3)
7 现场碾压试验 (4)
7.1场地布置 (4)
7.2碾压试验相关参数 (4)
8 砂砾石碾压试验基本工艺及铺填碾压方法 (6)
8.1 碾压试验基本工艺流程 (6)
8.2 铺填碾压方法 (6)
9 检测试验 (7)
9.1 铺料厚度、碾压遍数及沉降量 (7)
9.2 干密度检测 (7)
10 成果整理 (9)
附表 (10)
1 工程概况
白龙江锦屏水电站位于甘肃省东南部的两水镇境内，地理坐标：东经104°46′～104°50′，北纬33°24′～33°26′，行政隶属甘肃省陇南市武都区两水镇。

电站设计为低坝引水式开发方式，引水开发方案由枢纽、引水系统和发电厂房等三部分组成。

电站枢纽位于烟墩里下游770m的白龙江干流上，枢纽长约145m，枢纽由3孔进水闸和8孔泄冲闸组成，正常蓄水位1031.0m，闸顶高程1033.2m；引水系统由渐变段、梯形明渠、矩形明渠组成，其中：Ⅰ型梯形明渠（含渐变段）长340.94m，矩形明渠长1078.00m，Ⅱ型梯形明渠（含渐变段）长157.80m。

厂房及厂区由发电厂房、升压站、前池、尾水渠等组成。

电站装机容量24.0MW，引水流量202.3m³/s，属IV等小（1）型工程。

主要建筑物级别为4级，次要建筑物和临时建筑物级别为5级。

2 试验目的
以达到设计指标为目地，通过现场碾压试验，进行相应的检测项目，主要包括沉降量、干密度、碾压后颗粒破碎情况试验，来选定合理的碾压施工参数，其中包括：铺土方式、铺土厚度、碾压机械的类型及重量、碾压遍数、压实方法等。

现场试验结束后，将全部成果整理编写成正式报告递交监理人，报告中应根据设计要求对施工参数的选择作出论证。

在得到监理人批准后进行正式填筑施工。

3 编制依据
（1）招标文件中的技术条款；
（2）现有设计施工图；
（3）《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129-2001）。

4 碾压试验的设备配置砂砾石碾压试验设备配置见下表：
表4-1 机械设备配置表
5 碾压试验的人员配置
砂砾石碾压主要施工管理人员配置见下表：
表5-1 主要施工管理人员配置表
6 试验材料
本次铺填料为白龙河河床开挖砂砾石，现场碾压试验之前，取样进行砂砾料的室内物理性质检验，确定砂砾料的级配、最大干密度、最小干密度等指标。

砂砾料粒径要求及压实标准要求见表6-1。

表6-1 各部位填筑砂砾料要求及压实标准
7 现场碾压试验
7.1场地布置
试验前用ZL-50装载机将试验区域表层淤泥、腐殖土等不合格土及草皮、树根、建筑垃圾等杂物清除，经过平地机平整后用压路机进行碾压处理，地基基本不沉降后，基面应平整坚实，表面平整度小于10cm。

然后用白石灰将碾压区域分块划分场地。

在试验场地外1.5m处打木桩，木桩上显示刻度以控制每层铺料厚度。

本次砂砾石压路机碾压试验，拟确定为3种铺筑厚度（40cm、60cm、80cm）、4种碾压遍数（6遍、8遍、10遍、12遍）进行12种情况组合，共分16个碾压单元。

本次砂砾石蛙式夯实机碾压试验，拟确定为3种铺土厚度（30cm、40cm、50cm）、3种碾压遍数（4遍、6遍、8遍）进行9种情况组合，共分9个碾压单元。

（施工现场试验场地布置示意见附图。

）
7.2碾压试验相关参数
碾压机具技术参数
填筑碾压试验场次安排表
试验块表面布置
8 砂砾石碾压试验基本工艺及铺填碾压方法
8.1 碾压试验基本工艺流程
测量放样→场地整平→铺料→推平→静碾→振动碾压→层厚测量→碾压过程的沉降观测→密度检测→回填试验坑碾压→下一场试验
8.2 铺填碾压方法
在选定的场地上，用白灰线按布置要求布设试验场地的大边框。

先用推土机平整场地：再平地机对整个场地进行整平，场地的平整度控制在10cm以内，最大高低差小于30cm；再对整个场地进行碾压，直至场地的沉降接近0时为止。

场地的沉降采用水准仪进行控制。

采用自卸车运料至试验场地规定点卸料，采用后退法铺筑，按计划要求的铺筑厚度用推土机摊铺整平，同时用带有高度标记的竹竿控制铺料厚度，厚度误差控制在±5cm范围内。

碾压前用白灰标记各测点，然后实测并记录各点初始高程，核对铺料厚度。

压路机采用先静碾后振碾，按前进、后退全振不错位法进行碾压作业，两条碾压带之间的搭接宽度为10~20cm，往返一个来回为振压两遍。

蛙式夯实机碾压时，顺轴线方向平行行驶。

碾压后的测量：以此每完成碾压两遍后，对各区的标记点进行一次碾压后的高程测量，与前一次的高程对比，求出碾压后各点的沉降值，并计算试验分区内的沉降平均值，并绘制沉降值~碾压遍数关系曲线。

9 检测试验
9.1 铺料厚度、碾压遍数及沉降量
现场记录填料铺料厚度，碾压遍数及沉降量。

9.2 干密度检测
现场砂砾石粒径偏大，本次试验采用灌水法检测密度。

每一种碾压组合取一组试样进行颗粒分析检测，碾压后的级配曲线。

灌水法检测（DL/T5129-2001），试验步骤如下：
1、准备试验检测所需套环、磅秤等仪器。

2、将选定试验处的试坑地面整平，除去表面松散的土层。

3、将套环平稳地放置在试坑试验地面。

4、将大于套环内表面积的一层塑料薄膜置于套环内，沿环底、环壁紧密相贴。

5、用盛水器向环内注水，记录每桶水质量，当环内水位与套环边缘平齐时，停止注水，记录注水总质量m1、水温T和环内水位h1。

6、排除环内水，取出塑料薄膜，在套环内挖试坑，试坑尺寸90～120cm，深度同碾压分层厚度。

挖试坑应从中间向外扩展，在挖试坑过程中，不得碰撞套环和挤压坑壁，已松动的岩块应全部取出，称量试样干质量m。

表9-1 试坑尺寸与最大粒径关系
≤300 90～120 120
7、在挖好的试坑内，人工整平踩实坑底，将面积足够大的一层塑料薄膜置于坑内沿坑底、坑壁及套环壁松松地铺上，如图9-1所示。

8、用盛水器向试坑内注水，记录每桶水质量，注水至环内水位与套环边缘平齐时，停止注水，记录注入试坑内水的总质量m 2，测量水的温度T 。

图9-1 灌水法测密度试验
9、向试坑注水过程中，随时调整塑料薄膜，排除薄膜与试坑壁间的孔隙，使其靠紧坑底、坑壁及环壁。

同时，要随时观察塑料薄膜有无刺破漏水现象，发现有刺破漏水处，应停止向试坑内注水，排除坑内的水，待修补好以后再按规定进行。

干密度计算：
1、试坑体积计算公式：
ΔV ρm m w
1
2+-=
V 式中：V ——修整后的试坑体积，cm ³； m 1——套环内注水质量，g ； m 2——套环加试坑内注水质量，g ； ρw ——T °时水的密度（ρw ≈1.0），g/cm ³；
ΔV ——塑料薄膜的体积，cm ³。

2、干密度计算公式：
V
m ρd
式中：ρd ——干密度，g/cm ³； m ——试样干质量，g ； V ——试坑体积，cm ³。

3、相对密度计算公式：
Dr ＝ρmax *（ρd －ρmin ）/（ρd *（ρmax －ρmin ））
式中：Dr ——相对密度，%； ρd ——干密度，g/cm ³； ρmax ——最大干密度，g/cm ³； ρmin ——最小干密度，g/cm ³；
10 成果整理
通过试验获得的试验参数，整理汇总，提交以下成果：
1、报告提供各种填料不同铺料厚度时的干密度与碾压遍数关系曲线；沉降率与碾压遍数关系曲线。

2、提出各种回填料达到设计标准要求的碾压参数。

如碾压机具、铺土厚度、碾压遍数、压实干密度、压实相对密度等。

3、各种填料的颗粒级配。

4、报告还对今后填筑施工质量控制，施工工艺，压实质量检测方法提出具
体意见。

附表
1、土密度检测原始记录（灌水法）；
2、颗粒大小分析检测原始记录（筛析法）；
2、粗粒土最小干密度、最大干密度检测原始记录。