烏拉斯特水庫過渡料碾壓試驗

許玉梅

前言：

烏拉斯特水庫位于新疆北部，總庫容1518萬m3，最大壩高69.3m。工程規(guī)模為Ⅲ等中型工程 。主要建筑物為擋水大壩、導(dǎo)流洞、放水洞和溢洪道。大壩為瀝青混凝土心墻土堆石壩。瀝青混凝土心墻兩側(cè)分別填筑2m寬過渡料，過渡料外填筑爆破堆石料。過渡料填筑量為7.8萬m3，爆破堆石料填筑量為155萬m3。由于過渡料填筑量可觀，研究過渡料的碾壓指標(biāo)對于保證工程質(zhì)量的同時降低工程投資具有重要意義。

1、碾壓試驗?zāi)康?/p>

1）通過碾壓試驗驗證填筑材料設(shè)計壓實標(biāo)準(zhǔn)合理性。2）通過碾壓試驗選擇合適的填筑壓實機械。3）確定適宜經(jīng)濟的施工壓實參數(shù)。4）研究和完善填筑的施工工藝和措施，并制定填筑施工的實施細則。

2、試驗場地布置

機械攤鋪碾壓試驗場地布置在大壩瀝青心墻上游左壩肩段，場地長30m，寬12m。試驗區(qū)按照三種不同碾壓遍數(shù)共3個試驗組合，每個試驗組合場地為10×4m進行攤鋪過渡料。

3、試驗用料及碾壓機械

試驗用過渡料采用當(dāng)?shù)亍?81團”料場混合料。碾壓機械為江蘇駿馬壓路機械有限公司的YZC3振動碾，壓路機的技術(shù)性能參數(shù)見下表。

4、鋪料、碾壓

根據(jù)規(guī)劃好的鋪料區(qū)域，在料場用挖掘機進行挖裝，自卸汽車倒運，挖掘機和鋪料機進行鋪料。振動碾行走速度控制在25-30m/min，前進后退一次算兩遍，按照方案分區(qū)域進行碾壓。

5、試驗及成果分析

1）測試項目及成果整理

測試項目包括壓實后含水量、干密度等。含水量測定采用烘干法；干密度采用灌砂法測定；干密度測定完后用全料進行篩分求得P5含量值。相對密度試驗，采用人工松填法測定最小干密度，采用振動臺法測定最大干密度。

根據(jù)試驗數(shù)據(jù)，以鋪料厚度為參數(shù)，

砂礫料相對密度試驗采用人工松填法求得其在各P5含量時的最小干密度，用機械振動臺法求得其在各P5含量時的最大干密度，通過計算，繪制填筑料Dr-P5-ρd關(guān)系曲線。

相對密實度由于考慮了顆粒級配的影響，所以在理論上是較完善的，可以較準(zhǔn)確地判斷無黏性土密實度。但是在測定最大孔隙率和最小孔隙率時，人為因素影響很大，試驗結(jié)果不穩(wěn)定，誤差較大，而最困難的是現(xiàn)場取原裝土樣，一半條件下不可能完全保持粗粒土的天然結(jié)構(gòu)，尤其在地下水位以下，取原狀土樣更加困難。因此具體試驗操作應(yīng)嚴(yán)格按照根據(jù)《土工試驗規(guī)程》SL237-1999進行操作。

選用代表性土樣在105-110℃下烘干并分級貯存。篩分過程中應(yīng)使弱膠結(jié)的土樣能充分剝落。

對粒徑小于10mm的烘干土，采用固定 體積法。將拌勻的土樣，從漏斗管嘴均勻徐徐的注入試樣筒。注入時隨時調(diào)整漏斗管口的高度，使自由下落的距離保持在2-5cm之間。同時要從外側(cè)向中心呈螺旋線移動，使土層厚度均勻增高而不產(chǎn)生大小顆粒分離。當(dāng)充填到高出筒頂約25mm時，用鋼直刀沿筒口刮去余土。注意在操作時不得擾動試樣筒稱筒及試樣總質(zhì)量。對粒徑大于10mm的烘干土，采用固定體積法。用大勺或小鏟將土樣填入試樣筒內(nèi)。裝填時小鏟應(yīng)貼近筒內(nèi)土面，使鏟中土樣徐徐滑入筒內(nèi)，直至填土高出筒頂，余土高度不應(yīng)超過25mm為止。然后將筒面整平當(dāng)有大顆粒露頂時，凸出筒頂?shù)捏w積應(yīng)能近似地與筒頂水平面以下的大凹隙體積相抵消，稱筒及試樣總質(zhì)量。

最大干密度的測定有干法和濕法兩種方法。干法：先拌勻烘干土樣，將土樣裝填于試樣筒中，稱筒與試樣總質(zhì)量。裝填方法與最小干密度的測定相同。通常情況是直接用最小干密度試驗時裝好的試樣筒，放在振動臺上，加上套筒，把加重蓋板放于土面上，依次安放好加重物。隨即將振動臺調(diào)至最優(yōu)振幅0.64mm振動8min后，卸除加重物和套筒，測讀試樣高度，計算試樣體積。濕法：在烘干試料中加適量的水，或用天然的濕土進行裝樣。裝完試樣后，應(yīng)立即振動6min。對于高含水率的土樣，為了防止某些土在振動過程中產(chǎn)生顆粒跳動，振動6min時，應(yīng)隨時減小振動臺的振幅。振動后吸除土面上的積水，依次裝上套筒，施加重物，然后固定在振動臺上，振動8min后，依次卸除加重物與套筒。測讀試樣高度，稱筒與試樣總質(zhì)量。取代表性土樣測含水率。

最大干密度與最小干密度測定應(yīng)按規(guī)程的規(guī)定進行平行試驗。

3）試驗成果分析

從干密度與碾壓遍數(shù)關(guān)系曲線看出，在鋪料厚度一定的條件下采用3t振動碾，其干密度隨碾壓遍數(shù)的增大而增大，碾壓8遍時，相對密度最大。碾壓4遍時，相對密度可以達到Dr=0.77，碾壓6遍時，相對密度可以達到Dr=0.88，碾壓8遍時，相對密度可以達到Dr=1.00。結(jié)果見碾壓遍數(shù)與相對密度匯總表（見下頁表3）。

6、建議施工碾壓參數(shù)與結(jié)論

根據(jù)檢測結(jié)果分析，為滿足相對密度Dr≥0.8的設(shè)計要求，采用西安惠澤建設(shè)工程有限公司的攤鋪機進行鋪料，采用江蘇駿馬壓路機械有限公司的YZC3振動碾進行碾壓，

振動碾行車速度25-30m/min，靜碾2遍，動碾6遍。碾壓前含水率控制在4-6%作為過渡料填筑的施工控制參數(shù)。

對于料源組成相對穩(wěn)定單一的料場，采用一組固定的指標(biāo)對填筑進行控制是可行的，但是對于來源比較復(fù)雜、顆粒機配差別較大以及多個料場的料源，繼續(xù)采用一組固定的指標(biāo)對填筑進行控制，則經(jīng)常出現(xiàn)尚未完成設(shè)定的碾壓遍數(shù)，相對密度已經(jīng)大于1或者反復(fù)碾壓也達不到設(shè)計指標(biāo)的現(xiàn)象。本工程在試驗中出現(xiàn)相對密度大于1的數(shù)據(jù)，在施工過程中對于不同料場過渡料的應(yīng)采用不同的碾壓試驗參數(shù)，以確保碾壓質(zhì)量。

參考文獻：

[1]土力學(xué) .黃河水利出版社，2002.

[2]土工試驗規(guī)程SL237-1999 .中國水利水電出版社，1999.