混凝土面板堆石壩壩體碾壓工藝試驗施工方案

1、1、工程概況上水庫西南副壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，壩頂長度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)計總填筑量為249665 m3。根據(jù)進度計劃，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，須進行碾壓工藝試驗。西南副壩填筑工藝試驗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標上水庫土建工程施工合同文件的有關(guān)條款和國家現(xiàn)行水利水電技術(shù)規(guī)范要求進行。本方案適用于江西洪屏抽水蓄能電站上水庫西南副壩壩體填筑試驗的施工。2、碾壓工藝試驗?zāi)康模?）核實壩料設(shè)計填筑標準的合理性。

2、（2）確定達到設(shè)計填筑標準的壓實方法（包括進行壩體不同區(qū)域鋪料方式、鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、鋪料加水量、壓實層的孔隙率和干密度試驗）及控制措施。（3）分別按技術(shù)條款要求，對西南副壩主堆石、次堆石、過渡料、堆石過渡料、墊層料分別進行試驗及取得的工藝控制參數(shù)。（4）匯總數(shù)據(jù)，整理成果，報經(jīng)監(jiān)理工程批準后，作為指導(dǎo)全標段填方施工控制的依據(jù)；（5）落實填筑施工作業(yè)和程序，使施工技術(shù)管理規(guī)范化。3、試驗要求為工藝試驗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），采用自卸汽車運輸，倉面施工（平倉、碾壓）設(shè)備與計劃用于西南副壩填筑施工設(shè)備相同。4、碾壓試驗

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

4、數(shù)選定后，用選定參數(shù)進行復(fù)核試驗。大壩壩體上游斜坡碾壓試驗待壩體填筑至一定高度后，直接在壩體上進行，本次不做壩體上游斜坡碾壓試驗。5、工藝試驗施工組織5.1、試驗場地布置和規(guī)劃、試驗場地碾壓試驗場地布置在西南副壩壩后臨時中轉(zhuǎn)料場，試驗場地用風化開挖料進行平整，18T振動碾碾壓8遍。碾壓試驗場地長60m，寬42m，分A、B、C、D、E五個區(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。碾壓試驗平面及剖面布置見圖1。圖1 碾壓試驗布置示意圖5.1.

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

6、*14*35*26*17*2施工員準備工作，安排工作面施工機械8*1振動碾操作手9*1推土機操作手10*2測量人員松鋪系數(shù)確定11*4自卸車司機12*15普工試驗配合、松鋪等輔助工作合 計355.4、試驗時間初定試驗時間2012年3月1日2012年3月10日。5.5、工藝試驗施工保證措施為確保副壩填料碾壓工藝試驗順利進行，針對施工場地、機具、人員采取有效可行的施工措施。試驗前，已將場地平整壓實。因場地為填方區(qū)，為保證碾壓混凝土試驗?zāi)苣雺好軐崳粱怀霈F(xiàn)彈簧土，保證試驗的準確性。場地平整以后，用風化開挖料進行平整，18T振動碾碾壓8遍，將地基對試驗的影響降到最低限度。按試驗設(shè)備配置要求，組織施工

7、機具提前進場，在投入運行前進行一次全面檢修，并將倉面施工機具運至施工現(xiàn)場。對所有參加碾壓試驗的施工人員進行一次技術(shù)培訓(xùn)，并將試驗計劃下發(fā)到施工班組，并安排相關(guān)人員現(xiàn)場值班。6、筑壩材料6.1、堆石料主堆石料從石料場進行開采，及利用本標和C2標開挖的合格料。次堆石料和堆石過渡料，除使用本標和C2標開挖的利用料外，不足部分擬從石料場進行開采。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，不足部分從石料場進行開采。6.3、料源設(shè)計要求設(shè)計要求的各種填料主要指標見表3：表3： 筑壩材料指標表序號項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振動碾10151×103 5×1032過渡層料新鮮開挖石料192振動碾10203主堆石料微、弱風化石渣料212.12808006816t振動碾10204次堆石料弱、強風化石渣混合料232.0680800416t振動碾10205堆石過渡料主、次堆石混合料222.09808006816t振動碾1020墊層料、過渡料、主堆石料、次堆石料及堆石過渡料設(shè)計級配曲線見圖2：圖2： 主要筑壩材料設(shè)計級配曲線圖7、 碾壓工藝試驗試驗場地壓密實后測量放線，劃分各種填料區(qū)域，即開始碾壓

9、試驗。每一場次的試驗施工過程為：測量放線埋設(shè)基礎(chǔ)面觀測鋼板、靜碾后觀測鋪料灑水埋設(shè)表面觀測鋼板、靜碾后觀測振動碾壓試驗檢測。填筑順序：為模擬西南副壩填筑施工工藝順序，首先進行主堆石區(qū)第1層的碾壓試驗，其后依次進行過渡區(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，為一循環(huán)。其后再進行主堆石區(qū)第2層的碾壓試驗等，依次循環(huán)，保持填筑體全斷面平齊上升。7.1、填筑材料及運輸7.1.1、碾壓試驗用填筑料墊層料由由業(yè)主提供。主堆石料從石料場進行開采，及利用本標和C2標開挖的合格料。次堆石料和堆石過渡料，除使用本標和C2標開挖的利用料外，不足部分擬從石料場進行開采。過渡

10、料使用中轉(zhuǎn)的洞挖料，不足部分從石料場進行開采。采用摻配法加工出符合設(shè)計級配要求的墊層料、堆石料和過渡料。所有填筑用料在使用前均經(jīng)篩分檢測合格，上料過程中以目測加強質(zhì)量控制，保證試驗用的填筑料符合設(shè)計要求并具有代表性。、運輸設(shè)備壩料上壩全部采用自卸汽車運輸。運輸墊層料、過渡料和堆石料使用的車輛相對固定，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、運輸措施（1）料源裝料、運輸和倉面卸料、鋪料等工序持續(xù)和連貫進行，以免周轉(zhuǎn)過多而導(dǎo)致含水量的過大變化。（2）墊層料運輸及卸料過程中，采取控制措施防止顆粒分離。運輸過程中墊層料保持濕潤并控制卸料高度。（3）對

11、不合格的墊層料、過渡料或堆石料，一律不得上倉面。7.2、填筑鋪料方式堆石料、過渡層料采用進占法卸料，即自卸汽車行走平臺及卸料平臺是該填筑層已經(jīng)初步推平但尚未碾壓的填筑面，卸料及平料時大石塊自然滾落至本層底部，小石塊及細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，細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，即在已壓實的層面上后退卸料形成密集料堆，再用推土機平料。這種卸料方式可減少填筑料的分離，對防滲、減少滲流量有利。7.3、填筑料加水對過渡料、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灑清水

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

13、內(nèi)，自行式振動碾從該條帶一側(cè)按確定的速度、振動工況、重疊往返次數(shù)等施工參數(shù)振動行駛結(jié)束后，在另一條帶再進行振動行駛，完成整個填筑倉號壓實的施工過程，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，可從兩個方面入手。一方面可根據(jù)各填料鋪填厚度、自卸車斗容計算出每車填料可鋪填的面積，然后在倉面上畫出方格，控制卸料間距，例如墊層料壓實層厚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量儀器控制層厚，填料粗平之后，在倉面上放點，標出超填高度或欠填高度，然后進行精平，或在填筑范圍外打樁，標示高程，拉線控制層厚。7.7、沉降觀測每層填料松鋪前，在基礎(chǔ)面埋設(shè)鋼板，并用振動碾靜碾一遍以固定，填料松鋪后，在對應(yīng)位置填料表面埋設(shè)鋼板，并用振動碾靜碾一遍以固定，用全站儀對每層填料基礎(chǔ)面、表面埋設(shè)的鋼板進行觀測，測出振動碾壓2遍、4遍、6遍、8遍、10遍后的壓縮沉降量，進而計算壓縮沉降率。7.8、密度試驗、篩分試驗用試坑灌水法在填料振動碾壓4遍、6遍、8遍、10遍后檢測干密度和顆粒級配。7.9、現(xiàn)場滲透試驗用原位滲透法在墊層料復(fù)核層碾壓完畢后檢測墊層料滲透系數(shù)。7.

15、10、試驗場次及參數(shù)組合試驗場次及參數(shù)組合見表4：表4： 碾壓場次、試驗參數(shù)組合一覽表填料區(qū)試驗層次加水量(%)壓實層厚(cm)模擬 施工季節(jié)碾壓機械墊層料(第1層540常溫18T振動碾第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振動碾第2層15第3層20復(fù)核層待定第1層1080常溫18T振動碾第2層15第3層20復(fù)核層待定第1層1080常溫18T振動碾第2層15第3層20復(fù)核層待定8、試驗檢測方法墊層料、過渡料、堆石料現(xiàn)場密度檢測，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，采用烘干法。過渡料、堆石料加水量檢測，采用烘干和風干聯(lián)合法。西南副壩填料碾壓工藝試驗?zāi)雺涸囼灆z查次數(shù)見表5：表5 西南副壩填料碾壓工藝試驗?zāi)雺涸囼灆z查次數(shù)填料類別檢查項目取樣（檢測）次數(shù)墊層料干密度3組/層/工況顆粒級配3組/層/工況滲透試驗2次/整個試驗過渡料/堆石料干密度2組/層/工況顆粒級配2組/層/工況8.1、密度試驗密度試驗參照土工試驗方法標準（GB/T50123-1999）和土工試驗規(guī)程（SL237-1999）進行，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：在選定的層

17、面上放置鋼制套環(huán)，套環(huán)安防穩(wěn)固，整個操作過程中不能移動。將隔水塑料薄膜放入環(huán)內(nèi)，灌入清水，當水從套環(huán)一邊開始溢出時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)。含水量測定：根據(jù)填筑料不同，將濕試樣現(xiàn)場篩分至20mm，按D20mm、D20mm測定各自含水量，按級配加權(quán)平均，計算出試坑全試樣的含水量代表值。8.2、篩分試驗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)場篩分至20mm，小于20mm的細顆粒經(jīng)

18、四分法取樣進行室內(nèi)篩分，最終計算全試樣級配組成。8.3、現(xiàn)場滲透試驗墊層料現(xiàn)場滲透試樣參照土工試驗規(guī)程（SL237-1999）的原位滲透試驗方法進行。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。試驗時將內(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。加水后測記滲透速度，當滲透穩(wěn)定后，在1小時內(nèi)測記滲入量56次，計算平均滲透系數(shù)。9、試驗成果及資料提交9.1、現(xiàn)場描述（1）記錄使用的運輸設(shè)備、卸料方式及鋪料方法。（2）對于堆石料應(yīng)觀察表面石料壓碎及堆石架空情況。9.2、試驗成果根據(jù)碾壓試驗，結(jié)合工程的具體情況，確定各種壩料施工碾壓參數(shù)和填筑標準，在試驗報告中提出以下結(jié)論：（1）設(shè)計標準的合理性；（2）各種壩料填筑干密度控制范圍；（3）提出達到設(shè)計標準的施工參數(shù)：鋪料厚度、碾壓遍數(shù)、行車速度、錯距方式及堆石料、墊層料、過渡料的加水量等。（4）對于墊層料，因設(shè)計對其有滲透系數(shù)要求，在試坑內(nèi)進行專門的滲透試驗，以驗證經(jīng)碾壓后的墊層料其滲透性是否可達到設(shè)計要求。10、質(zhì)量保證措施（1）嚴格執(zhí)行江西洪屏抽水蓄能電站上水庫土建工程C1標技術(shù)條款要求。（2）嚴格控制壓實質(zhì)量，隨時檢查密實度，并按江西洪屏抽水蓄能電站上水庫土建工程C1標技術(shù)條款要求取樣試驗，發(fā)現(xiàn)不足，及時處理，并及時采取改進措施。（3）墊層料、過