堆石壩碾壓參數確定的實例分析

□張夢東 □唐桂華 □李 艷(河南靈捷水利勘測設計研究有限公司)

□冀榮賢（南陽市水利建筑勘測設計院）

1.工程概況

某堆石壩采用粘土心墻防滲，粘土心墻頂寬3.0m，兩側均以1∶0.2的斜坡至壩基；心墻最大底寬24.3m。粘土心墻外設反濾帶及過渡區。反濾帶寬1.5m；過渡區寬3m。堆石壩上、下游坡比均為1∶1.8。

2.試驗內容及目的

通過室內試驗及現場工藝性碾壓試驗為堆石壩填筑確定滿足要求的、合理的技術參數，以指導大壩施工。

3.技術要求

3.1 粘土心墻料

塑性指數控制在10～20；有機質含量（按質量計）≤2%，水溶鹽含量（按質量計）≤3%；粒徑＜0.005mm顆粒含量15%～40%；粒徑＞5mm顆粒含量≤50%，最大粒徑≤150mm或不超過鋪土厚度的2/3，粒徑＜0.075mm顆粒含量≥15%，且粘粒＜0.005mm顆粒含量≥8%；干密度≥1.6g/cm3，壓實度≥98%。

3.2 反濾料

最大粒徑為20mm，≤5mm顆粒含量>70%，粒徑＜0.075 mm顆粒含量≤3%，不均勻系數＞5，無針片狀顆粒，含泥量＜3%；干密度≥1.95g/cm3，孔隙率≤26%。

3.3 過渡料

最大粒徑為300mm，≤5mm顆粒含量10%～20%，＜0.075mm顆粒含量≤5%，不均勻系數＞5，曲率系數1～3。無針片狀顆粒，含泥量＜3%；干密度≥2.10g/cm3，孔隙率≤21%。

3.4 砂礫石料

最大粒徑為400mm，級配均勻連續，粒徑≤5mm顆粒含量5%～29%，＜0.075mm顆粒含量≤5%，不均勻系數＞5，曲率系數為1～3。干密度≥2.05g/cm3，孔隙率≤19.5%。

3.5 堆石料

3.5.1 最大粒徑為800mm，級配均勻連續，≤5mm顆粒含量5%～20%，＜0.075mm顆粒含量≤5%，不均勻系數＞5，曲率系數為 1～3。

3.5.2 干密度≥2.10g/cm3，孔隙率≤21%。

4.室內試驗成果

4.1 粘土心墻料室內試驗成果：

粘土心墻料天然含水率14.5%，最大干密度1.98g/cm3，最佳含水率12.0%，比重2.66，液限40.0%，塑限21.5%，塑性指數18.5，＞5mm顆粒含量為17.5%，＜0.075mm顆粒含量為29.5%。

4.2 反濾料室內試驗成果：

反濾料是由小石和混合砂按照20:80的比例混合而成，其最大干密度2.19g/cm3，最佳含水率6.0%，比重2.61，≤5mm顆粒含量為72.2%，＜0.075mm顆粒含量為2.8%。不均勻系數為13.3，曲率系數為1.5，針片狀顆粒含量為0。

4.3 過渡料室內試驗成果：

過渡料比重2.65g/cm3，≤5mm顆粒含量為11.6%，＜0.075 mm顆粒含量為2.4%。不均勻系數為12.7，曲率系數為1.3，含泥量為2.4%，針片狀顆粒含量為0。

4.4 砂礫石料室內試驗成果：

砂礫石料比重2.65，≤5mm顆粒含量為12.4%，＜0.075 mm顆粒含量2.3%，不均勻系數為12.5，曲率系數為1.6。含泥量為2.0%，針片狀顆粒含量為0。

4.5 堆石料室內試驗成果：

堆石料比重2.65，≤5mm顆粒含量為16.3%，＜0.075mm顆粒含量為3.6%。

5.碾壓試驗

5.1 試驗場地布置

試驗場地為55m×30m，內有5個小區，每一小區內分別進行不同的碾壓試驗。

5.2 試驗施工準備

試驗場地平整采用推土機配合人工清除施工場地的石塊、雜物等，滿足施工要求。試驗場地用TY320推土機進行平整處理，YZ20C振動碾碾壓密實，以使基礎的密度滿足試驗要求，表面不平整度<10cm。

5.3 鋪料、平料及灑水

所有物料均采用進占法鋪料。推土機將物料平鋪，局部采用挖機或人工鋪助平料。采用灑水車加水，加水量通過水表控制。

5.4 碾壓

除粘土心墻料采用20T凸面振動碾碾壓，其余回填料均用20T振動碾碾壓。先靜碾1遍，再振動碾壓6～10遍，最后靜碾1遍，用進退法碾壓，行駛速度為1.5～2.5km/h。分段碾壓時相鄰交接帶彼此搭接，順碾方向搭接長≥0.5m，垂直碾壓方向搭接寬度≥1.0m。

5.5 試驗檢測

5.5.1 沉降檢測

鋪料后采用振動碾碾壓，首先靜碾一遍，測量并計算平均相對高程，作為計算相對沉降率的基點，然后按同樣方法，分別按設計要求振動碾壓6、8、10遍，測其平均相對高程，靜碾一遍后的平均相對高程與振動碾壓各遍后的平均相對高程差，即為各碾壓遍數的沉降值，各沉降值與該鋪筑層厚的比率即為各碾壓遍數的相對沉降率。

表1 碾壓試驗檢測結果表

5.5.2 干容重、壓實度、含水率、顆粒級配分析按照相關試驗規程檢測。

5.6 碾壓試驗結果

碾壓試驗檢測結果見表1。

5.7 施工工藝參數

通過工藝試驗的結果分析，確定相關碾壓參數，見表2。

表2 碾壓參數及控制指標表

6.結語

根據室內試驗和現場工藝性碾壓試驗成果，大壩填筑料各項指標滿足設計要求，達到了理想的試驗效果，為大壩填筑施工提供了依據，確保大壩按時、保質保量完成。