印尼Jatigede大壩工程反濾料篩分及碾壓試驗(yàn)分析

丁 顯 庚， 馬 樂

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 都江堰 611830)

1 工程概述

印尼Jatigede大壩工程位于印尼西爪哇省蘇木丹地區(qū)，主要建筑物包括碎石土心墻堆石壩、導(dǎo)流洞、灌溉洞、溢洪道和發(fā)電洞進(jìn)口等。

碎石土心墻堆石壩最大壩高110 m；壩頂全長1 715 m，壩頂寬度為12 m；壩頂高程為265 m，正常蓄水位高程為260 m；上游坡度為1∶2，下游坡度為1∶1.9。

壩體共分6個(gè)區(qū)域，從中間到兩邊依次為碎石土心墻防滲(1區(qū))、反濾層(2A區(qū))、反濾層(2B區(qū))、過渡料(3A區(qū))、堆石料(3B區(qū))、拋石料(4區(qū))；其中反濾層(2A、2B)總填筑方量約80萬m3，反濾層(2A、2B區(qū))反濾料采用ulang Hill 采石場的石料經(jīng)1#砂石系統(tǒng)破碎、篩分、沖洗后所生產(chǎn)的成品料。

2 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

本次試驗(yàn)根據(jù)印尼Jatigede大壩工程反濾層(2A、2B)填筑技術(shù)指標(biāo)和級配要求，對填筑反濾層(2A、2B)反濾料成品檢測其級配是否滿足設(shè)計(jì)要求；在大壩填筑前對反濾料(2A、2B)進(jìn)行碾壓試驗(yàn)，目的是核實(shí)填筑指標(biāo)的合理性，確定反濾料達(dá)到填筑指標(biāo)的施工碾壓參數(shù)；并通過此參數(shù)檢驗(yàn)填筑現(xiàn)場反濾料(2A、2B)是否滿足填筑質(zhì)量要求，從而為有效地進(jìn)行施工質(zhì)量控制提供保證。

3 反濾料填筑指標(biāo)

3.1 技術(shù)指標(biāo)

印尼Jatigede大壩工程反濾料(2A、2B)填筑技術(shù)指標(biāo)主要包括干密度(由最小干密度控制)、最大粒徑要求及滲透系數(shù)。具體指數(shù)指標(biāo)見表1。

表1 壩體反濾料(2A、2B)技術(shù)指標(biāo)表

3.2 級配要求

級配設(shè)計(jì)原則：級配連續(xù)，滿足反濾、變形和滲透過渡要求，滿足相關(guān)規(guī)程規(guī)范要求。

反濾料(2A區(qū))的最大粒徑Dmax=10～20 mm，粒徑小于5 mm含量為66%～86%，反濾料(2B區(qū))的最大粒徑Dmax=60～100 mm，粒徑小于5 mm含量為31%～50%，粒徑小于0.075 mm含量宜不大于5%。級配要求見表2。

表2 壩體反濾料(2A、2B)級配要求表

4 篩分試驗(yàn)

填筑試驗(yàn)所用的反濾料(2A、2B)均來源于Julang Hill 采石場的石料經(jīng)1#砂石系統(tǒng)破碎、篩分、沖洗后所生產(chǎn)的成品料。在大壩填筑施工前，對料場儲(chǔ)存的2A、2B料分別進(jìn)行了多組取樣篩分試驗(yàn)。試驗(yàn)成果見表3。

通過上述檢測數(shù)據(jù)可以看出，填筑反濾料(2A、2B)各種粒徑平均通過率均在設(shè)計(jì)上、下限之間，級配滿足設(shè)計(jì)要求。

5 碾壓試驗(yàn)

5.1 碾壓機(jī)具

碾壓機(jī)具采用德國寶馬公司生產(chǎn)的BW219DH-3光面振動(dòng)碾，具體技術(shù)參數(shù)見表4。碾壓試驗(yàn)過程中行走速率采用3 km/h,振動(dòng)頻率采用30 Hz。

表3 反濾料(2A、2B)篩分試驗(yàn)成果表

表4 BW219DH-3光面振動(dòng)碾施工技術(shù)參數(shù)表

5.2 試驗(yàn)內(nèi)容

現(xiàn)場試驗(yàn)人員首先分別從1#砂石系統(tǒng)破碎、篩分、沖洗后所生產(chǎn)的成品料中隨機(jī)取出適量的2A、2B料試驗(yàn)樣品，然后按松鋪厚度為50 cm和60 cm各分成兩個(gè)樣品現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)區(qū)，分別對其進(jìn)行2遍靜碾和2、4、6遍振動(dòng)碾壓，其中振動(dòng)碾壓行走速率為3 km/h、振動(dòng)頻率為30 Hz。然后分別對碾壓后的2A、2B樣品料的干密度和沉降量以及壓實(shí)后的滲透系數(shù)進(jìn)行測定，得出試驗(yàn)數(shù)據(jù)并進(jìn)行相關(guān)技術(shù)指標(biāo)分析。

5.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)及成果分析

在現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)中，對樣品進(jìn)行不同碾壓遍數(shù)后分別測定其現(xiàn)場干密度、沉降量變化及滲透性。

5.3.1 干密度、沉降量變化及滲透性試驗(yàn)

在現(xiàn)場對所取樣品測定其不同松鋪厚度、不同碾壓遍數(shù)后的現(xiàn)場干密度、沉降量變化及滲透性，成果見表5。

表5 反濾料(2A、2B)現(xiàn)場干密度、沉降量變化及滲透性試驗(yàn)成果表

對表5中的試驗(yàn)檢測結(jié)果分析后可以得出：

(1)干密度。

對于2A和2B料，隨著碾壓遍數(shù)的增加，2、4、6遍振動(dòng)碾壓后的實(shí)測干密度總體隨碾壓遍數(shù)增加而增加，但增幅都很小。

①對于2A料，松鋪厚度為50 cm時(shí)，動(dòng)碾2遍以上的實(shí)測干密度值均大于2.2 g/cm3，滿足填筑標(biāo)準(zhǔn)中的最小干密度的技術(shù)要求；而松鋪厚度為60 cm時(shí)，動(dòng)碾2遍以上的實(shí)測干密度值均小

于2.2 g/cm3，不能滿足填筑標(biāo)準(zhǔn)中的最小干密度的技術(shù)要求。

②對于2B料，松鋪50cm時(shí)動(dòng)碾4遍時(shí)的實(shí)測干密度值在2.29 g/cm3左右, 已經(jīng)非常接近設(shè)計(jì)值2.3 g/cm3；動(dòng)碾增加到6遍時(shí)，干密度增加量不超過1%；而松鋪厚度為60 cm時(shí)，動(dòng)碾2遍以上的實(shí)測干密度值均小于2.3 g/cm3，不能滿足填筑標(biāo)準(zhǔn)中的最小干密度的技術(shù)要求。

(2)沉降量變化。

對于2A和2B料，松鋪厚度50 cm和60 cm時(shí)，隨著碾壓遍數(shù)的增加，2、4、6遍振動(dòng)碾壓后的沉降量總體均隨碾壓遍數(shù)的增加而增加，但增幅均很小。尤其是在振動(dòng)碾壓4遍以后，沉降量基本沒有明顯變化。

(3) 滲透系數(shù)。

2A料的滲透系數(shù)在松鋪厚度50 cm時(shí)，振壓2、4、6遍后，均大于5×10-4，滿足填筑標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)相關(guān)要求。而在松鋪厚度60 cm時(shí)，振壓4、6遍后，均小于5×10-4，不能滿足填筑標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)相關(guān)要求。碾壓試驗(yàn)后的樣品2B料的滲透系數(shù)在松鋪厚度50 cm、60 cm時(shí)，振壓2、4、6遍后，均大于1×10-3，滿足填筑標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)相關(guān)要求。

5.3.2 碾壓參數(shù)的確定

綜上分析，反濾層(2A、2B)施工參數(shù)為：

(1) 碾壓機(jī)具采用德國寶馬公司生產(chǎn)的BW219DH-3光面振動(dòng)碾,機(jī)具重量為19.22 t，行走速率采用3 km/h,振動(dòng)頻率采用30 Hz；

(2) 反濾料(2A)采用松鋪厚度50 cm，靜壓2遍，振動(dòng)碾壓4遍；壓實(shí)控制干密度暫按2.2 g/cm3執(zhí)行，并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行適時(shí)調(diào)整；

(3) 反濾料(2B)采用松鋪厚度50 cm，靜壓2遍，振動(dòng)碾壓4遍。壓實(shí)控制干密度暫按2.28 g/cm3執(zhí)行并根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況進(jìn)行適時(shí)調(diào)整。

6 結(jié) 語

在Jatigede大壩反濾料填筑施工中，現(xiàn)場施工人員嚴(yán)格按照確定的碾壓參數(shù)進(jìn)行施工，現(xiàn)場取樣試驗(yàn)成果表明，填筑質(zhì)量均滿足各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求。因此，碎石土心墻土石壩反濾料填筑施工前，應(yīng)對所采用的反濾料進(jìn)行篩分檢測填筑料級配及生產(chǎn)工藝性碾壓試驗(yàn)分析，是確定正確的填筑碾壓參數(shù)的前提。而在填筑施工中，嚴(yán)格按照確定的碾壓參數(shù)進(jìn)行施工，并及時(shí)通過現(xiàn)場取樣試驗(yàn)進(jìn)行質(zhì)量控制是確保填筑質(zhì)量的關(guān)鍵。