混凝土面板堆石壩壩體碾壓工藝試驗(yàn)施工方案

1、1、工程概況上水庫(kù)西南副壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，壩頂長(zhǎng)度311.2m，壩頂高程738.90m，最大壩高37.4m。壩體主要由主堆石區(qū)、次堆石區(qū)、堆石過渡區(qū)、過渡區(qū)、墊層區(qū)組成，設(shè)計(jì)總填筑量為249665 m3。根據(jù)進(jìn)度計(jì)劃，西南副壩從2012年4月1日開始填筑。按照合同要求，在西南副壩開始填筑前，須進(jìn)行碾壓工藝試驗(yàn)。西南副壩填筑工藝試驗(yàn)工程施工方案的編制，遵循江西洪屏抽水蓄能電站工程主體土建工程C1標(biāo)上水庫(kù)土建工程施工合同文件的有關(guān)條款和國(guó)家現(xiàn)行水利水電技術(shù)規(guī)范要求進(jìn)行。本方案適用于江西洪屏抽水蓄能電站上水庫(kù)西南副壩壩體填筑試驗(yàn)的施工。2、碾壓工藝試驗(yàn)?zāi)康模?）核實(shí)壩料設(shè)計(jì)填筑標(biāo)準(zhǔn)的合理性。

2、（2）確定達(dá)到設(shè)計(jì)填筑標(biāo)準(zhǔn)的壓實(shí)方法（包括進(jìn)行壩體不同區(qū)域鋪料方式、鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、鋪料加水量、壓實(shí)層的孔隙率和干密度試驗(yàn)）及控制措施。（3）分別按技術(shù)條款要求，對(duì)西南副壩主堆石、次堆石、過渡料、堆石過渡料、墊層料分別進(jìn)行試驗(yàn)及取得的工藝控制參數(shù)。（4）匯總數(shù)據(jù)，整理成果，報(bào)經(jīng)監(jiān)理工程批準(zhǔn)后，作為指導(dǎo)全標(biāo)段填方施工控制的依據(jù)；（5）落實(shí)填筑施工作業(yè)和程序，使施工技術(shù)管理規(guī)范化。3、試驗(yàn)要求為工藝試驗(yàn)盡可能模擬西南副壩填筑施工工況，采用的原材料與西南副壩填筑施工相同的材料（堆石料、過渡層料、墊層料），采用自卸汽車運(yùn)輸，倉(cāng)面施工（平倉(cāng)、碾壓）設(shè)備與計(jì)劃用于西南副壩填筑施工設(shè)備相同。4、碾壓試驗(yàn)

3、主要內(nèi)容墊層料壓實(shí)層厚按40cm控制，選定加水量分別為5%，8%，10%，15%，進(jìn)行碾壓遍數(shù)n=2碾壓試驗(yàn)，測(cè)試其壓實(shí)沉降值，及碾壓遍數(shù)n=4、6、8、10碾壓試驗(yàn)，測(cè)試其滲透系數(shù)、干容重、孔隙率、壓實(shí)沉降值、顆粒級(jí)配、計(jì)算壓縮模量，以確定最佳加水量及碾壓遍數(shù)。過渡料壓實(shí)層厚按40cm控制，選定加水量分別為8%，10%，15%，20%；堆石料壓實(shí)層厚按80cm控制，選定加水量分別為10%，15%，20%，分別進(jìn)行碾進(jìn)行碾壓遍數(shù)n=2碾壓試驗(yàn)，測(cè)試其壓實(shí)沉降值，及碾壓遍數(shù)n=4、6、8、10碾壓試驗(yàn)，測(cè)試其干容重、孔隙率、壓實(shí)沉降值、顆粒級(jí)配、計(jì)算壓縮模量，以確定最佳加水量及碾壓遍數(shù)。待各項(xiàng)參

4、數(shù)選定后，用選定參數(shù)進(jìn)行復(fù)核試驗(yàn)。大壩壩體上游斜坡碾壓試驗(yàn)待壩體填筑至一定高度后，直接在壩體上進(jìn)行，本次不做壩體上游斜坡碾壓試驗(yàn)。5、工藝試驗(yàn)施工組織5.1、試驗(yàn)場(chǎng)地布置和規(guī)劃、試驗(yàn)場(chǎng)地碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地布置在西南副壩壩后臨時(shí)中轉(zhuǎn)料場(chǎng)，試驗(yàn)場(chǎng)地用風(fēng)化開挖料進(jìn)行平整，18T振動(dòng)碾碾壓8遍。碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地長(zhǎng)60m，寬42m，分A、B、C、D、E五個(gè)區(qū)，從上游面至下游面依次為：墊層A區(qū)4m×60m、過渡B區(qū)4m×60m、主堆石C區(qū)16m×60m、堆石過渡D區(qū)8m×60m、次堆石E區(qū)10m×60m。碾壓試驗(yàn)平面及剖面布置見圖1。圖1 碾壓試驗(yàn)布置示意圖5.1.

5、2、進(jìn)場(chǎng)道路由進(jìn)場(chǎng)道路經(jīng)1#施工道路入場(chǎng)。5.1.3、風(fēng)、水、電施工用水采用從附近小溪溝抽水，施工用電采用現(xiàn)場(chǎng)布置柴油發(fā)電機(jī)方式發(fā)電。5.2、設(shè)備配置主要施工設(shè)備及檢驗(yàn)儀器設(shè)備見表1。表1： 主要施工設(shè)備及檢驗(yàn)儀器設(shè)備序 號(hào)設(shè) 備 名 稱 及 型 號(hào)數(shù) 量備注1推土機(jī)SD161臺(tái)已到位2振動(dòng)碾18T1臺(tái)已到位3自卸汽車20T4臺(tái)已到位4裝載機(jī)ZL501臺(tái)已到位5烘箱1臺(tái)已到位6薄膜已到位7雙環(huán)1個(gè)已到位82.5m鋼圈1個(gè)已到位91m鋼圈1個(gè)已到位100.5m鋼圈1個(gè)已到位5.3、人員安排西南副壩填料碾壓工藝試驗(yàn)人員安排見下表。表2： 西南副壩填料碾壓工藝試驗(yàn)人員安排序號(hào)姓 名人數(shù)1*12*23

6、*14*35*26*17*2施工員準(zhǔn)備工作，安排工作面施工機(jī)械8*1振動(dòng)碾操作手9*1推土機(jī)操作手10*2測(cè)量人員松鋪系數(shù)確定11*4自卸車司機(jī)12*15普工試驗(yàn)配合、松鋪等輔助工作合 計(jì)355.4、試驗(yàn)時(shí)間初定試驗(yàn)時(shí)間2012年3月1日2012年3月10日。5.5、工藝試驗(yàn)施工保證措施為確保副壩填料碾壓工藝試驗(yàn)順利進(jìn)行，針對(duì)施工場(chǎng)地、機(jī)具、人員采取有效可行的施工措施。試驗(yàn)前，已將場(chǎng)地平整壓實(shí)。因場(chǎng)地為填方區(qū)，為保證碾壓混凝土試驗(yàn)?zāi)苣雺好軐?shí)，土基不出現(xiàn)彈簧土，保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。場(chǎng)地平整以后，用風(fēng)化開挖料進(jìn)行平整，18T振動(dòng)碾碾壓8遍，將地基對(duì)試驗(yàn)的影響降到最低限度。按試驗(yàn)設(shè)備配置要求，組織施工

7、機(jī)具提前進(jìn)場(chǎng)，在投入運(yùn)行前進(jìn)行一次全面檢修，并將倉(cāng)面施工機(jī)具運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)。對(duì)所有參加碾壓試驗(yàn)的施工人員進(jìn)行一次技術(shù)培訓(xùn)，并將試驗(yàn)計(jì)劃下發(fā)到施工班組，并安排相關(guān)人員現(xiàn)場(chǎng)值班。6、筑壩材料6.1、堆石料主堆石料從石料場(chǎng)進(jìn)行開采，及利用本標(biāo)和C2標(biāo)開挖的合格料。次堆石料和堆石過渡料，除使用本標(biāo)和C2標(biāo)開挖的利用料外，不足部分?jǐn)M從石料場(chǎng)進(jìn)行開采。6.2、墊層料、過渡料墊層料由由業(yè)主提供。過渡料使用中轉(zhuǎn)的洞挖料，不足部分從石料場(chǎng)進(jìn)行開采。6.3、料源設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求的各種填料主要指標(biāo)見表3：表3： 筑壩材料指標(biāo)表序號(hào)項(xiàng)目填筑材料孔隙率填筑干密度（g/cm3）填筑層厚cm最大 粒徑mm碾壓遍數(shù)碾壓機(jī)具加水

8、量滲透系數(shù)（%）（cm/s）1墊層料加工后新鮮石料16.52.2440806813t振動(dòng)碾10151×103 5×1032過渡層料新鮮開挖石料192振動(dòng)碾10203主堆石料微、弱風(fēng)化石渣料212.12808006816t振動(dòng)碾10204次堆石料弱、強(qiáng)風(fēng)化石渣混合料232.0680800416t振動(dòng)碾10205堆石過渡料主、次堆石混合料222.09808006816t振動(dòng)碾1020墊層料、過渡料、主堆石料、次堆石料及堆石過渡料設(shè)計(jì)級(jí)配曲線見圖2：圖2： 主要筑壩材料設(shè)計(jì)級(jí)配曲線圖7、 碾壓工藝試驗(yàn)試驗(yàn)場(chǎng)地壓密實(shí)后測(cè)量放線，劃分各種填料區(qū)域，即開始碾壓

9、試驗(yàn)。每一場(chǎng)次的試驗(yàn)施工過程為：測(cè)量放線埋設(shè)基礎(chǔ)面觀測(cè)鋼板、靜碾后觀測(cè)鋪料灑水埋設(shè)表面觀測(cè)鋼板、靜碾后觀測(cè)振動(dòng)碾壓試驗(yàn)檢測(cè)。填筑順序：為模擬西南副壩填筑施工工藝順序，首先進(jìn)行主堆石區(qū)第1層的碾壓試驗(yàn)，其后依次進(jìn)行過渡區(qū)第1層及第2層、墊層區(qū)第1層及第2層、堆石過渡區(qū)第1層、次堆石區(qū)第1層的碾壓試驗(yàn)，為一循環(huán)。其后再進(jìn)行主堆石區(qū)第2層的碾壓試驗(yàn)等，依次循環(huán)，保持填筑體全斷面平齊上升。7.1、填筑材料及運(yùn)輸7.1.1、碾壓試驗(yàn)用填筑料墊層料由由業(yè)主提供。主堆石料從石料場(chǎng)進(jìn)行開采，及利用本標(biāo)和C2標(biāo)開挖的合格料。次堆石料和堆石過渡料，除使用本標(biāo)和C2標(biāo)開挖的利用料外，不足部分?jǐn)M從石料場(chǎng)進(jìn)行開采。過渡

10、料使用中轉(zhuǎn)的洞挖料，不足部分從石料場(chǎng)進(jìn)行開采。采用摻配法加工出符合設(shè)計(jì)級(jí)配要求的墊層料、堆石料和過渡料。所有填筑用料在使用前均經(jīng)篩分檢測(cè)合格，上料過程中以目測(cè)加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證試驗(yàn)用的填筑料符合設(shè)計(jì)要求并具有代表性。、運(yùn)輸設(shè)備壩料上壩全部采用自卸汽車運(yùn)輸。運(yùn)輸墊層料、過渡料和堆石料使用的車輛相對(duì)固定，并經(jīng)常保持車廂、輪胎的清潔，防止殘留在車廂和輪胎上的泥土帶入清潔的料源及填筑區(qū)。7.1.3、運(yùn)輸措施（1）料源裝料、運(yùn)輸和倉(cāng)面卸料、鋪料等工序持續(xù)和連貫進(jìn)行，以免周轉(zhuǎn)過多而導(dǎo)致含水量的過大變化。（2）墊層料運(yùn)輸及卸料過程中，采取控制措施防止顆粒分離。運(yùn)輸過程中墊層料保持濕潤(rùn)并控制卸料高度。（3）對(duì)

11、不合格的墊層料、過渡料或堆石料，一律不得上倉(cāng)面。7.2、填筑鋪料方式堆石料、過渡層料采用進(jìn)占法卸料，即自卸汽車行走平臺(tái)及卸料平臺(tái)是該填筑層已經(jīng)初步推平但尚未碾壓的填筑面，卸料及平料時(shí)大石塊自然滾落至本層底部，小石塊及細(xì)料大部分填充于大石塊見，部分留在本層表面，這樣有利于工作面的推平整理，提高碾壓質(zhì)量，同時(shí)，細(xì)顆粒與大顆粒石料間的嵌填作用，有利于提高干密度，確保填筑質(zhì)量。墊層料采用后退法卸料，即在已壓實(shí)的層面上后退卸料形成密集料堆，再用推土機(jī)平料。這種卸料方式可減少填筑料的分離，對(duì)防滲、減少滲流量有利。7.3、填筑料加水對(duì)過渡料、主堆石、次堆石、堆石過渡料，在普劉璈平整完成后即在其表面均勻?yàn)⑶逅?/p>

12、，灑水量用水表計(jì)量。對(duì)墊層料，因其含細(xì)粒多，滲透性弱，一般情況下不宜在壩面灑水。要求墊層料生產(chǎn)存料時(shí)按擬定含水量均勻加水，悶料23天后供試驗(yàn)施工使用，保證其在上壩前具有合適的含水量，這樣可避免粗細(xì)骨料分離，對(duì)確保施工質(zhì)量、加快施工進(jìn)度很有好處。7.4、卸料、推平在卸料前，先由測(cè)量人員對(duì)填筑單元的邊線進(jìn)行放樣，并灑上石灰線。倉(cāng)面上設(shè)有專人指揮運(yùn)輸車輛倒料，指揮倒料人員根據(jù)車前掛牌上標(biāo)明的料物類別將上壩車輛指揮到相應(yīng)的填筑單元進(jìn)行卸料。堆石料和墊層料皆用推土機(jī)進(jìn)行推平，輔以ZL-50裝載機(jī)平料。7.5、碾壓碾壓采用進(jìn)退全振錯(cuò)距法，前進(jìn)和后退均為1遍，錯(cuò)距碾壓法是指在已鋪料平整、灑水后的分塊填筑倉(cāng)號(hào)

13、內(nèi)，自行式振動(dòng)碾從該條帶一側(cè)按確定的速度、振動(dòng)工況、重疊往返次數(shù)等施工參數(shù)振動(dòng)行駛結(jié)束后，在另一條帶再進(jìn)行振動(dòng)行駛，完成整個(gè)填筑倉(cāng)號(hào)壓實(shí)的施工過程，條帶間橫向碾跡接頭重疊0.20.3m，條帶內(nèi)縱向碾跡重疊2m以上，達(dá)到無漏壓、無死角，不得超碾和欠碾，確保碾壓均勻。 碾壓速度：振動(dòng)碾行走速度控制在2.0 km/h左右。7.6、碾壓層厚控制為保證填料層厚，可從兩個(gè)方面入手。一方面可根據(jù)各填料鋪填厚度、自卸車斗容計(jì)算出每車填料可鋪填的面積，然后在倉(cāng)面上畫出方格，控制卸料間距，例如墊層料壓實(shí)層厚40cm，考慮松鋪系數(shù)后松鋪層厚45cm，20T自卸車斗容10m3左右，則方格尺寸為4×5.56m

14、。二方面可使用全站儀等測(cè)量?jī)x器控制層厚，填料粗平之后，在倉(cāng)面上放點(diǎn)，標(biāo)出超填高度或欠填高度，然后進(jìn)行精平，或在填筑范圍外打樁，標(biāo)示高程，拉線控制層厚。7.7、沉降觀測(cè)每層填料松鋪前，在基礎(chǔ)面埋設(shè)鋼板，并用振動(dòng)碾靜碾一遍以固定，填料松鋪后，在對(duì)應(yīng)位置填料表面埋設(shè)鋼板，并用振動(dòng)碾靜碾一遍以固定，用全站儀對(duì)每層填料基礎(chǔ)面、表面埋設(shè)的鋼板進(jìn)行觀測(cè)，測(cè)出振動(dòng)碾壓2遍、4遍、6遍、8遍、10遍后的壓縮沉降量，進(jìn)而計(jì)算壓縮沉降率。7.8、密度試驗(yàn)、篩分試驗(yàn)用試坑灌水法在填料振動(dòng)碾壓4遍、6遍、8遍、10遍后檢測(cè)干密度和顆粒級(jí)配。7.9、現(xiàn)場(chǎng)滲透試驗(yàn)用原位滲透法在墊層料復(fù)核層碾壓完畢后檢測(cè)墊層料滲透系數(shù)。7.

15、10、試驗(yàn)場(chǎng)次及參數(shù)組合試驗(yàn)場(chǎng)次及參數(shù)組合見表4：表4： 碾壓場(chǎng)次、試驗(yàn)參數(shù)組合一覽表填料區(qū)試驗(yàn)層次加水量(%)壓實(shí)層厚(cm)模擬 施工季節(jié)碾壓機(jī)械墊層料(第1層540常溫18T振動(dòng)碾第2層8第3層10第4層12復(fù)核層待定第1層840常溫18T振動(dòng)碾第2層10第3層15第4層20復(fù)核層待定第1層1080常溫18T振動(dòng)碾第2層15第3層20復(fù)核層待定第1層1080常溫18T振動(dòng)碾第2層15第3層20復(fù)核層待定第1層1080常溫18T振動(dòng)碾第2層15第3層20復(fù)核層待定8、試驗(yàn)檢測(cè)方法墊層料、過渡料、堆石料現(xiàn)場(chǎng)密度檢測(cè)，采用挖坑灌水法。試坑直徑不小于最大粒徑的23倍，最大不超過2.5m，試坑深度

16、為碾壓層厚。墊層料加水量檢測(cè)，采用烘干法。過渡料、堆石料加水量檢測(cè)，采用烘干和風(fēng)干聯(lián)合法。西南副壩填料碾壓工藝試驗(yàn)?zāi)雺涸囼?yàn)檢查次數(shù)見表5：表5 西南副壩填料碾壓工藝試驗(yàn)?zāi)雺涸囼?yàn)檢查次數(shù)填料類別檢查項(xiàng)目取樣（檢測(cè)）次數(shù)墊層料干密度3組/層/工況顆粒級(jí)配3組/層/工況滲透試驗(yàn)2次/整個(gè)試驗(yàn)過渡料/堆石料干密度2組/層/工況顆粒級(jí)配2組/層/工況8.1、密度試驗(yàn)密度試驗(yàn)參照土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)（GB/T50123-1999）和土工試驗(yàn)規(guī)程（SL237-1999）進(jìn)行，采用挖坑灌水法。根據(jù)不同填筑料最大粒徑，套環(huán)直徑分別為堆石料2500mm、過渡料1000mm、墊層料500mm。灌水法密度試驗(yàn)：在選定的層

17、面上放置鋼制套環(huán)，套環(huán)安防穩(wěn)固，整個(gè)操作過程中不能移動(dòng)。將隔水塑料薄膜放入環(huán)內(nèi)，灌入清水，當(dāng)水從套環(huán)一邊開始溢出時(shí)停止灌水并記下灌入的水量V1和溢水位置。取出塑料膜，開始挖取試坑，分別稱量濕試料質(zhì)量m。試坑挖好后將塑料膜鋪于試坑內(nèi)，灌入清水，分次灌水總質(zhì)量V2，則試坑濕密度=m/(V2-V1)。含水量測(cè)定：根據(jù)填筑料不同，將濕試樣現(xiàn)場(chǎng)篩分至20mm，按D20mm、D20mm測(cè)定各自含水量，按級(jí)配加權(quán)平均，計(jì)算出試坑全試樣的含水量代表值。8.2、篩分試驗(yàn)顆粒分析從料源地或從試坑中取出的試樣，200mm以上的顆粒用鋼尺量記其代表粒徑，小于200mm的用大篩現(xiàn)場(chǎng)篩分至20mm，小于20mm的細(xì)顆粒經(jīng)

18、四分法取樣進(jìn)行室內(nèi)篩分，最終計(jì)算全試樣級(jí)配組成。8.3、現(xiàn)場(chǎng)滲透試驗(yàn)墊層料現(xiàn)場(chǎng)滲透試樣參照土工試驗(yàn)規(guī)程（SL237-1999）的原位滲透試驗(yàn)方法進(jìn)行。滲透環(huán)為雙環(huán)，內(nèi)環(huán)直徑22.6cm，高30cm，外環(huán)直徑45.2cm，高30cm。試驗(yàn)時(shí)將內(nèi)外環(huán)嵌入試體1520cm，用濕粘土將環(huán)下口外側(cè)密封，防止水流向環(huán)外。加水后測(cè)記滲透速度，當(dāng)滲透穩(wěn)定后，在1小時(shí)內(nèi)測(cè)記滲入量56次，計(jì)算平均滲透系數(shù)。9、試驗(yàn)成果及資料提交9.1、現(xiàn)場(chǎng)描述（1）記錄使用的運(yùn)輸設(shè)備、卸料方式及鋪料方法。（2）對(duì)于堆石料應(yīng)觀察表面石料壓碎及堆石架空情況。9.2、試驗(yàn)成果根據(jù)碾壓試驗(yàn)，結(jié)合工程的具體情況，確定各種壩料施工碾壓參數(shù)和填筑標(biāo)準(zhǔn)，在試驗(yàn)報(bào)告中提出以下結(jié)論：（1）設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的合理性；（2）各種壩料填筑干密度控制范圍；（3）提出達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的施工參數(shù)：鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、行車速度、錯(cuò)距方式及堆石料、墊層料、過渡料的加水量等。（4）對(duì)于墊層料，因設(shè)計(jì)對(duì)其有滲透系數(shù)要求，在試坑內(nèi)進(jìn)行專門的滲透試驗(yàn)，以驗(yàn)證經(jīng)碾壓后的墊層料其滲透性是否可達(dá)到設(shè)計(jì)要求。10、質(zhì)量保證措施（1）嚴(yán)格執(zhí)行江西洪屏抽水蓄能電站上水庫(kù)土建工程C1標(biāo)技術(shù)條款要求。（2）嚴(yán)格控制壓實(shí)質(zhì)量，隨時(shí)檢查密實(shí)度，并按江西洪屏抽水蓄能電站上水庫(kù)土建工程C1標(biāo)技術(shù)條款要求取樣試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不足，及時(shí)處理，并及時(shí)采取改進(jìn)措施。（3）墊層料、過