碾压混凝土试验大纲

坝体填筑碾压试验大纲一概况1.1 工程概况托口水电站右岸为粘土心墙堆石坝，坝顶高程253.00m，最大坝高58.285m，坝顶长155.50m，坝顶宽8.0m，坝顶上游侧设有1.2m高的防浪墙。

堆石坝采用粘土心墙防渗，坝基采用帷幕灌浆进行防渗。

粘土心墙顶厚3.0m，两侧均以1:0.2的斜坡至坝基；心墙底部最大宽度为25.30m。

粘土心墙外设反滤带及过渡区。

反滤带宽1.50m；过渡区宽3.00m。

堆石坝上游坝坡1:1.8，下游坝坡1:1.7。

上游坝坡从坝顶至232.00m(死水位235.00m)采用0.3m厚的干砌石护坡。

下游设2级马道，马道宽均为2.0m，第一级马道高程235.00m，第二级马道高程218.00m。

高程218.00m以下设排水层。

土石坝下游高程218.00m以上采用0.3m厚的干砌石护坡，土石坝下游高程218.00m以下用6.00×5.00m(长×宽)厚30cm～60cm混凝土板护面和用粒径较大的石渣抛石护坡，混凝土护面与堆石坝间用5.0m长锚杆连接；堆石坝下部设混凝土挡墙座落至基岩，挡墙底部设锚筋，入岩5.0m。

堆石坝与混凝土重力坝连接采用混凝土刺墙插入式接头，接头段坝顶长95.0m，分5个坝段。

粘土心墙与混凝土坝连接采用插入式，混凝土接头段插入粘土防渗体内5.0m，刺墙端上、下游外包粘土防渗体厚3.5m。

外部堆石坝采用圆锥形裹头与混凝土重力式刺墙相接。

1.2 试验的目的通过室内试验和现场碾压工艺性试验，确定以下几个方面：⑴核查坝料的质量是否满足设计要求；⑵核查现场碾压的压实机具性能是否满足施工质量的要求；⑶通过现场碾压工艺性试验，根据设计提供的压实参数：压实方法、铺土厚度和压实遍数，核查土石料压实后能否够达到设计指标要求；⑷通过现场工艺性试验，制定出相关质量控制要求、施工工艺参数和检验方法。

1.3 试验料源及试验场地布置⑴试验料源①粘土心墙料采用厂房区杨梅山转料场回采料；②反滤料采用主坝天然砂石骨料或加工厂供应；③过渡料采用柳洲洲头或清水清天然砂砾石料；④主堆石料采用厂房副坝弃碴堆存转料场。

⑵试验场地布置试验场地拟定在3#弃渣场。

具体布置见《堆石坝现场碾压工艺性试验平面布置图》。

二编制依据⑴《托口水电站主体土建大坝工程施工招标文件》；⑵《湖南省沅水托口水电站右岸粘土心墙堆石坝施工技术说明书》；⑶《土工试验规程》(SL237-1999)；⑷《碾压式土石坝施工规范》(DL/T5129－2001)；⑸《碾压式土石坝设计规范》(SL274-2001)；⑹《水电水利工程土工试验规程》(DL/T5355-2006)。

三试验内容3.1 粘土心墙料的开采、含水量调整及碾压试验⑴粘土心墙料开采试验一般取料厚度为10m～15m，采用立采法取料，测定反铲挖掘机的取料效率、含水率。

⑵粘土心墙料含水量调整在碾压试验前，需要做粘土心墙料含水率现场检测，并通过现场检测结果对粘土料含水率采取相应措施。

如现场检测粘土心墙料含水率大于设计碾压试验技术要求最优含水率较多，则采取剥离覆盖层，翻晒粘土料降低土料含水量。

如现场检测粘土心墙料天然含水量与最佳含水量相差不大，试验土用量不大，不进行含水量调整试验，直接开采后进行碾压试验。

粘土心墙料含水量调整在碾压现场加水，现场采用洒水车或喷枪洒水，以压力水和压缩空气混合以雾状喷出，使洒水均匀。

铺料后就开始洒水，现场洒水量为最佳含水量与天然含水量的差值，然后进行碾压，与碾压试验同步进行。

⑶粘土心墙料碾压试验进行铺土方式、铺土厚度、碾压机械的类型及重量、碾压遍数、填筑含水量、碾压前后的砾石含量(对风化土料)、压实土的干密度、渗透系数、压缩系数和抗剪强度等试验，复核粘土心墙料的设计参数。

⑷粘土心墙料碾压试验后，检查压实土层之间以及土层本身的结构状况。

如发现疏松土层、结合不良或发生剪切破坏等情况，则分析原因，提出改善措施。

3.2 反滤料、砂砾料与堆石料填筑现场碾压试验反滤层、过渡层与坝体堆石料根据技术要求分别进行坝体不同区域铺料方式、铺料厚度、振动碾的类型及重量、碾压遍数、铺料过程中的加水量、压实层的孔隙率和干密度等试验。

填筑时加水，目的在于使材料浸湿，软化细粒并降低粗粒的抗压强度，以提高压实密度和效率，减少竣工后的后期沉降。

合适的加水量不仅有利于堆石料等各种填料的顺利压实，也可获得较大的沉降量，减少管理运行期堆石坝的沉降量。

3.3 层间结合碾压试验进行防渗土料与反滤层、反滤层与过渡料、过渡料层与堆石料之间的填筑程序、压实方法等施工方法试验。

各种料物间界面进行骑缝碾压试验。

3.4 现场碾压相关项目的检测⑴铺料厚度（压缩系数）确定试验对于不同种类的坝体材料，在试验铺筑前分别测量该料区各测点的相对高程，求其平均值，作为铺料厚度计算的基点；平料后埋设沉降点，用上述方法，计算铺料后的平均高程，该高程与铺料前的平均相对高程既为该层铺料厚度。

铺料后采用振动碾碾压，首先静碾两遍，测量并计算平均相对高程，作为计算相对碾压沉降的基点，然后按照同样方法，分别按设计要求振动碾压6、8、10、12遍，测其平均相对高程，静碾两遍后的平均相对高程与振动碾压各遍后的平均相对高程差，即为各碾压遍数的沉降值，各沉降值与该铺筑层厚的比率即为各碾压遍数的相对沉降率。

根据相对沉降率确定物料的压缩系数和铺料厚度。

⑵孔隙率试验孔隙率是反映填筑料压实程度的一个重要指标，首先进行比重试验，通过不同料的比重和其在不同碾压遍数时的干容重就可求得不同料有不同碾压遍数时的孔隙率，供最终选取最优碾压参数作为现场施工参数。

⑶其它相关检测项目,按照《水电水利工程土工试验规程》(DL/T 5355-2006)和《土工试验规程》(SL237-1999)进行。

3.5 室内检测项目室内检测项目见表1。

表1 室内检测项目统计表说明：“√”表示应做项目，“—”表示可不做项目。

3.6 设计要求主要检测项目碾压试验设计要求主要检测项目见表2。

续表2 设计要求主要检测项目统计表续表2 设计要求主要检测项目统计表说明：“√”表示应做项目，“—”表示可不做项目。

3.7现场碾压工艺性检测项目现场碾压工艺性检测项目见表3。

表3 现场碾压工艺性检测项目统计表说明：“√”表示应做项目，“—”表示可不做项目。

四填筑物料技术要求4.1 粘土心墙料⑴塑性指数控制在10～20之间；⑵有机质含量（按质量计）应≤2%，水溶盐含量（指易溶盐和中溶盐，按质量计）应≤3%；⑶土中粘粒（d＜0.005mm）含量在15%～40%之内；⑷砾石土料中粒径＞5mm的颗粒含量≤50%，最大粒径≤150mm或不超过铺土厚度的2/3，0.075mm以下的颗粒含量≥15%，且粘粒（d＜0.005mm）含量≥8%。

填筑时应避免粗料集中架空现象；⑷浸水与失水时体积变化较小；干密度≥1.6g/cm3，渗透系数＜i×10-6；⑹压实后土料压实度≥98%。

4.2 反滤料⑴反滤料要求新鲜、坚硬碎石料，最大粒径为20mm，≤5mm的颗粒含量在70%以上，粒径＜0.075mm的颗粒含量≤3%，不均匀系数C U＞5，应无针片状颗粒，坚固抗冻，含泥量＜3%；⑵干密度≥1.95g/cm3，孔隙率≤26%，渗透系数＞i×10-3。

4.3 过渡料⑴过渡料要求新鲜、坚硬砂砾石料，最大粒径为300mm，≤5mm的颗粒含量在10～20%，小于0.075mm的颗粒含量≤5%，不均匀系数C U＞5，曲率系数为1～3。

应无针片状颗粒，坚固抗冻，含泥量＜3%；⑵干密度≥2.10g/cm3，孔隙率≤21%，渗透系数＞i×10-2。

4.4 砂砾料⑴采用弱风化～新鲜石料，最大粒径为400mm，要求级配均匀连续，≤5mm的颗粒含量在5%～29%，小于0.075mm的颗粒数量≤5%，不均匀系数C U＞5，曲率系数为1～3；⑵干密度≥2.05g/cm3，孔隙率≤19.5%，渗透系数＞i×10-2。

4.5 堆石料⑴堆石料采用弱风化～新鲜石料，下游排水区料石料要求微风化～新鲜石料。

最大粒径均为800mm，级配均匀连续，≤5mm的颗粒含量在5%～20%范围内，小于0.075mm的颗粒数量≤5%，不均匀系数C U＞5，曲率系数为1～3；⑶干密度≥2.10g/cm3，5区堆石区孔隙率≤21%，6区下游堆石排水区≤22%；⑶渗透系数＞i×10-2。

五碾压试验施工5.1试验施工程序试验施工程序如下：施工准备→物料开采→物料运输→施工放线→铺料、平料及洒水→碾压→试验检测。

5.2 试验施工方法5.2.1 试验施工准备⑴成立堆石坝碾压工艺性试验小组试验小组成员由领导办、施工办、技术办、计划合同办、质量办、试验室及测量队组成。

⑵试验场地平整试验场地平整采用推土机配合人工清除施工场地的石块、杂物等，满足施工要求。

试验场地用D85推土机进行平整处理，平地机找平，20t振动碾碾压密实,以使基础的密实度满足试验要求，表面不平整度不超过±10cm，并设置测量方格网和起始高程点。

⑶施工用水、用电布置试验现场采用洒水车对碾压土石料进行加水，加水量通过流量计进行控制。

本次试验施工用电主要是照明用电，考虑采用柴油发电机供电。

⑷检测振动碾工作特性参数：如振动频率、振幅、减振气胎压力、碾重等参数，并作好详细记录。

5.2.2 物料开采与运输粘土心墙料采用立采法取料，CAT330反铲挖掘机于杨梅山料场开采装料，20T 自卸汽车运输。

反滤料、过渡料、堆石料采用通过试验确定合格的料源，取料、装料，20T自卸汽车运输至试验现场。

5.2.3 施工放线根据《堆石坝碾压工艺性试验平面布置图》中各碾压料的场地规划尺寸，逐层放出各区各条带的分界线，并用石灰粉定出各碾压区的边界。

另外在碾压区两端边界上打木桩作为永久标志。

5.2.4 铺料、平料、洒水及碾压⑴心墙粘土料、反滤料及过渡料的碾压试验粘土心墙料初步拟定按45cm/层松铺(实际松铺厚度由现场工艺性试验情况确定)，粘土料用20t自卸车运输，采用进占法卸料，推土机铺料，平地机找平，20t 凸块碾碾压，在碾压到6、8、10、12遍时（行驶速度1.5～2.0km/h），作压实度、孔隙率、干密度等试验，并作好记录。

粘土料碾压完成后，将其散落在两边的粘土料清除，按堆石坝设计坡比修坡，再铺设反滤料，重复上面的施工程序，并做好记录，特别做好两种填筑料相结合处的记录。

依次类推，对过渡料进行碾压试验。

过渡料和反滤料采用进占法卸料。

反滤料及过渡料采用20T自行式光鼓振动碾碾压。

⑵堆石料碾压试验堆石料松铺厚度初步拟定按100cm/层铺设(实际松铺厚度由现场工艺性试验情况确定)，用20t自卸汽车从料场运到试验场，按进占法和后退法及综合法分别卸料，推土机前进法平料，然后细料填缝，表面平整，20t自行式光鼓振动碾在平整的表面碾压，以达到碾压振实的目的。