普宜水庫大壩斜墻黏土填筑料含水率控制方法探討

陸定偉 劉春艷

摘 要：針對普宜水庫黏工程所在地年平均降水日數多，土料場黏土料含水率過高引起施工難度大的問題，對黏土料采取松動土層翻曬、深溝排水等措施處理后，含水率依然偏高。對此，結合工程項目所在地的情況，采用摻砂的方式降低黏土料的含水率，有效解決了填筑過程中出現的“彈簧土”問題，對工程的按時完工起到了極大的作用。

關鍵詞：土石壩;黏土斜墻;含水率;碾壓;普宜水庫

中圖分類號：TU442文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2021）10-0054-03

Discussion on Water Content Control Method of Clay Filling Material for Inclined Wall of Puyi Reservoir Dam

LU Dingwei 1 LIU Chunyan2

（1.Guizhou Zhongcheng Tianhe Water Conservancy Engineering Co.， Ltd.，Guiyang Guizhou 550003;2.Guizhou University of Engineering Science，Bijie Guizhou 551700）

Abstract： In view of the problem that the average annual precipitation days of Puyi reservoir clay project are many and the water content of clay material is too high in the earth material yard， the water content of clay material is still high after taking measures such as turning over the loose soil layer and deep ditch drainage. In this regard， combined with the situation of the project location， the method of sand mixing is adopted to reduce the moisture content of clay materials， which effectively solves the problem of "spring soil" in the filling process， and plays a great role in the timely completion of the project.

Keywords： earth rock dam;clay inclined wall;water content;rolling;Puyi reservoir

七星關區普宜水庫位于七星關區普宜鎮箐腳村安家寨組境內箐腳小河溝中部，壩址距普宜鄉政府1.5 km，距大方縣城區61 km，距七星關區城區81 km，距省會貴陽市241 km，交通條件便利。本工程壩址以上集水面積0.55 km2，水庫擋水建筑物為土石壩，最大壩高22.30 m，壩頂高程1 287.50 m，正常蓄水位1 286.00 m。工程等別為Ⅴ等，規模為小（2）型，普宜水庫的主要任務是解決普宜鎮規劃鎮區17 000人、1 700頭大小牲畜的用水需水，年供水量13.81萬m3。

1 大壩設計概述

工程擋水大壩為土石壩，最大壩高22.30 m，壩頂寬5.0 m，壩軸線長83.00 m，壩頂高程1 287.50 m，防浪墻頂高程1 288.50 m，河床建基面高程1 265.20 m，上游壩坡1∶2.25，下游壩坡為1∶2.0。筑壩材料為料場及建筑物地基開挖的黏性土、無黏性土、殘坡積土、砂礫及風化料、不含腐殖土及有機土。壩體上游面采用復合土工膜+壩基帷幕灌漿防滲+黏土斜墻防滲，按照填筑材料及功能從上游到下游將壩體分為上游保護層、土工膜上墊層、防滲復合土工膜、下墊層、黏土斜墻、風化料填筑體、下游護坡及排水棱體[1]。

2 大壩黏土料

結合工程所在地情況，本工程黏土料場選擇在大壩東南側的槽頭，直線距離約1.0 km，平均運距為3.0 km。該地段土料為寒武系中上統婁山關群（∈2-31s）白云巖地層風化紅黏土，厚1～4 m。料場取樣試驗數據如表1所示。

黏土料現場碾壓試驗[2]松鋪厚度為47.0 cm，靜碾2遍、動碾4遍時，干密度為1.47 g/cm3，壓實度為96.5%，滲透系數為8.25×10-6 cm/s。試驗最大干密度為靜碾2遍、動碾6遍時的干密度，為1.50 g/cm3，壓實度為98.4%，滲透系數為6.17×10-6 cm/s，壓實層厚為34.5 cm。各級碾壓遍數的干密度、壓實度、對應的沉降量詳見表2。

經計算，大壩黏土斜墻黏土設計干密度≥1.45 g/cm3，壓實度≥96%，滲透系數≤1×10-5 cm/s，通過碾壓試驗，施工時采用靜碾2遍+動碾4遍試驗數據作為施工參數。

3 黏土斜墻施工

項目區多年平均氣溫15.5 ℃，平均氣溫年較差8.1 ℃。生長期年平均235 d。無霜期年平均255 d，最長達302 d，最短為207 d。年平均日照時數1 254 h。年平均降水量892 mm，年平均降水日數為208 d。

施工中受氣候條件影響，黏土斜墻填筑過程中因黏土含水量超過最佳含水量較多，對大壩黏土料采取料場排水、翻曬等措施后，碾壓過程中仍出現“彈簧土”的現象，導致施工難度增大，進度緩慢。經參建各方商議決定，結合普宜水庫所在地的實際情況，對黏土料采取摻砂以降低含水率的處理辦法，以解決施工難度大及施工進度滯后的問題。結合以往的工程經驗，現場采取不同的摻砂比例進行碾壓試驗，對比后采用土砂比為3∶1的方案[3-6]，所摻砂粒徑小于2 mm。碾壓試驗的檢測方法為烘干法、比重瓶法、聯合測定法、輕型擊實;檢測設備及型號為101-4型烘箱（B-7）、JA5003型天平（B-8）、LP-100D型液塑性聯合測定儀（B-5）、DZY-Ⅲ輕型實儀（B-6）。摻砂后黏土料室內輕型擊實試驗成果如表3所示。

采用摻砂方案后，大壩黏土斜墻施工“彈簧土”的問題得以解決。現場碾壓試驗成果見表4。

從表4可知，摻砂后在壓實度≥96%的情況下，黏土料含水率降低，干密度增大，滲透系數略有增大，均滿足設計要求。

4 結論

普宜水庫是一座以供水為主的小（2）型水庫，規模小，大壩為土石壩，采用的土工膜+黏土斜墻防滲方式，受到項目區氣候條件的影響，大壩黏土填筑進度緩慢，嚴重制約了施工工期。結合工程項目所在地的情況，采用摻砂的方式降低黏土料的含水率，有效解決了填筑過程中出現的“彈簧土”問題，對工程的按時完工起到了極大的作用。同時，也為同類型黏土斜墻土石壩施工提供了參考。

參考文獻：

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