株溪口水電站圍堰填筑碾壓試驗

李紀(jì)玲

（中國水電建設(shè)集團十五工程局有限公司第一分公司 陜西 咸陽 712000）

1 工程概況

株溪口水電站工程位于湘江支流資水干流中游，是以發(fā)電為主兼有航運等綜合利用的水電工程。 壩址地處湖南省安化縣境內(nèi)，上距縣城約15.8km，下距株溪口約1.5km。

樞紐建筑物主要由右岸砼擋水壩、右岸電站廠房、溢流壩、左岸船閘和左岸土石壩組成。壩軸線全長475.3m，壩頂高程95.7m，壩頂6.0m 寬公路橋貫通兩岸。 圍堰為粘土心墻圍堰，斷面尺寸為梯形，頂寬6m，邊坡1：1.5，一期圍堰土石碴填筑利用基坑開挖的爆破料，圍堰粘土填筑從土料場取料。

2 碾壓試驗的目的

1）核實填筑設(shè)計碾壓參數(shù)的合理性。

2）選擇碾壓機械的類型。

3）選擇相應(yīng)的施工碾壓參數(shù)。

4）研究填筑的施工工藝與措施。

3 試驗的主要依據(jù)

株溪口水電站圍堰工程結(jié)構(gòu)布置圖、工程招標(biāo)文件、《碾壓式土石壩施工技術(shù)規(guī)范》、《土工試驗規(guī)程》 等工程技術(shù)文件和資料是試驗的主要依據(jù)。

4 各料區(qū)的設(shè)計技術(shù)要求

表1 碾壓試驗設(shè)備表

填筑最大粒徑小于60cm， 鋪層厚度80cm， 碾壓遍數(shù)8遍，設(shè)計干密度2.10g/cm3，設(shè)計空隙率22%。

5 試驗所采用的儀器設(shè)備

試驗所用的儀器設(shè)備：（表1）。

6 碾壓試驗人員

碾壓試驗由監(jiān)理監(jiān)督，質(zhì)檢站、質(zhì)量部、測量隊、機械隊及相關(guān)人員聯(lián)合實施。

7 試驗內(nèi)容

1）確定碾壓鋪料厚度

根據(jù)設(shè)計優(yōu)化后的填體限徑要求，對填筑擬選定60、80、100cm 三種鋪料厚度進行對比試驗。

2）確定行車速度、振幅、頻率和碾壓遍數(shù)

行車速度按2.0、2.5、3.0km/h 三種速度進行試驗。碾壓遍數(shù)按6、8、10 遍進行控制， 按上述遍數(shù)碾壓完成后用水準(zhǔn)儀定點測定碾壓后料層沉降量，用灌砂法測試不同壓實遍數(shù)干密度并計算空隙率， 以便確定滿足設(shè)計要求的碾壓遍數(shù)、振幅和頻率。

3）加水試驗

試驗依據(jù)招標(biāo)文件規(guī)定：擬對填筑料進行加水試驗。

4）顆粒分析

對于干密度試驗所采用的是灌砂法，對試坑中所取得試樣進行顆分，并對碾壓前后填筑料級配進行比較。

8 試驗步驟及方法

1）試驗步驟如圖

2）碾壓試驗方法

（1）碾壓試驗前，先對試驗區(qū)進行找平填筑，采用推土機、振動碾對試驗場地進行平整、壓實，其密度不小于場平填筑的設(shè)計密度值。整平后的試驗場地局部不平整度為±10cm，隨后按碾壓試驗場地布置圖用白灰撒線。

表2 填料碾壓試驗成果表

（2）在各試驗段內(nèi)定點布置1.5m×1.5m 的網(wǎng)點，并在填筑區(qū)內(nèi)外設(shè)置控制基樁，對各單元網(wǎng)格測點編號，用水準(zhǔn)儀測量并記錄其起始高程。

（3）碾壓試驗段采用反鏟裝車，自卸汽車運輸，采用后退法定點卸料，推土機平料，平料前由試驗室在料場進行抽樣篩分，不符合料要求的料不準(zhǔn)填筑。

（4）碾壓采用縱向進退式碾壓方法，每2 遍一個環(huán)節(jié)，搭接寬度為30cm～50cm，振壓前先靜碾一遍，以平整表面凹凸點（不計入碾壓遍數(shù)）并對每一個點進行水準(zhǔn)測量以確定其初始厚度。

（5）干密度、孔隙率系數(shù)測定。 按照土工試驗規(guī)程和土工試驗方法標(biāo)準(zhǔn)進行測試。

（6）成果資料整理試驗結(jié)束后由試驗室整理資料，以鋪層厚度為參數(shù)，繪制碾壓遍數(shù)與干密度，碾壓遍數(shù)與沉降量關(guān)系曲線。

9 試驗成果

現(xiàn)場碾壓試驗采用三種鋪料厚度60cm、80cm、100cm，分別進行6、8、10 遍碾壓；最終試驗采用鋪料厚度80cm，碾壓8遍，其干密度、空隙率、沉降量試驗結(jié)果見表2。

10 結(jié)論

表3 試驗選定的碾壓參數(shù)表

綜合現(xiàn)場情況和碾壓試驗結(jié)果，在鋪料厚度為60cm 時，碾壓6、8、10 遍時均符合要求；鋪料厚度為80cm 時，碾壓8、10 遍時均符合要求；鋪料厚度為100cm 時，碾壓6、8、10 遍時均不符合要求。 在加水與不加水的情況下，干密度相差甚微。因此為了便于施工，采用鋪料厚度為80cm，不加水碾壓8遍進行圍堰填筑施工，結(jié)果見表3。S