碾压实验方案

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

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四川信德建设有限公司古蔺县 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泸州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，坝址区河段大地坐标：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、洞内消能段、无压隧洞洞身段组成。

二、坝区工程地质概况 工程区大地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，构造位置在四川沉降带及泸州隆起以南，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。库区内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。工程区内无矿藏、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韩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，河床段岩体内局部存在承压水。

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范、技术规范。 1.4.1《土工合成材料应用技术规范》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范》SL/T 225—98； 1.4.4《碾压式土石坝施工规范》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范》。 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。 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 碾压试验的主要内容如下： 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 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 坝体填筑除满足规范要求外，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 分区 控制级配 铺筑厚度（cm） 控制干密度备注 最大粒径（mm） 小于5mm粒径含量（%） （g/cm3） 碾压堆石料(A1、D) 800 10-15 80 2.20

碾压石渣料(A2) 600 20-30 60 2.18

过渡料(B) 80 25-35 20 2.18 说明： 过渡料B区含B1、B2、B3区。 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范要求。 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：

自 重 (kg) 功率 (kW) 振动频率 (Hz) 振 幅 (mm) 激振力 (kN) 碾筒直径（mm） 碾筒宽度（mm） 20000 128 30/32 2.0/1.0 420/210 1555 2130 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 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： 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