大坝填筑碾压试验方案讲解.doc
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1、 目 录1. 工程概况12. 碾压试验技术依据13. 试验目的与内容34. 试验场地规划与资源配置44.1 试验场地规划44.2 试验资源配置55. 坝体填筑碾压试验技术参数76. 碾压试验工艺和步骤76.1 试验工艺76.2 试验步骤77. 碾压单元分项试验107.1 碾压试验单元划分107.2 试验测点和取样部位107.3 分项试验117.4 试验检测方法117.5 碾压试验质量控制127.6 碾压试验安全保证措施137.7 碾压试验环境保护措施138. 试验成果及资料提交138.1 现场描述138.2 碾压试验成果整理及分析报审131. 工程概况胜土水库坝址以上流域集水面积17.33km
2、2(其中:明流区集雨面积1.79km2,闭流区15.54km2),坝址以上主河道河长8.83km,平均坡降36.2。水库校核洪水位1145.32m,总库容515万m3;正常蓄水位1143.00m,相应库容为442万m3;死水位1113.00m,相应库容为19.3万m3,兴利库容422.7 万m3。根据防洪标准(GB 50201-2014)、水利水电工程等级划分及洪水标准(SL 252-2000)及水工混凝土结构设计规范(SL/T191-2008)的有关规定,本工程挡水建筑物、泄水建筑物为4 级建筑物,次要建筑物为5 级建筑物,临时建筑物为5 级。枢纽布置为:混凝土面板堆石坝+右岸开敞式溢洪道+
3、左岸取水兼放空洞+供水管线。坝顶高程1145.50m,坝基最低高程1110.00m,最大坝高45.5m,坝顶宽度6m,坝顶长214m。取水钢管直径1.0m,取水口进口底板高程为1111.00m。溢洪道净宽15m,堰顶高程1143.00m,进口底板高程为1141.00m。2. 碾压试验技术依据(1)胜土水库设计岩石物理力学性质胜土水库填筑料主要是石料场开采毛料,岩性中厚层至厚层以灰岩为主,根据瓮安县胜土水库工程初步设计报告,本工程中厚层至厚层以灰岩,吸水率、干密度均较大,表明这类岩石受风化影响明显,抗压强度高,岩体完整性好,局部岩体破碎,裂隙发育。(2)设计指标1)填筑料坝料颗粒级配要求(坝料颗
4、粒级配见表1)。表1 坝料颗粒级配表材料分区材料颗粒级配(粒径:mm)0.0750.10.250.51 2 5 1020406080垫层料上包线%81119263342506884100下包线%5612172024304255708392过渡区上包线%510141923304152647380下包线%47914203039495762主堆石上包线%2381014202837465255下包线%41221313740材料分区材料颗粒级配(粒径:mm)100150200300350400500600800垫层料上包线%下包线%过渡区上包线%7993100下包线%68778495主堆石上包线%567
5、07887919295下包线%45536172778087921002)坝料颗粒级配包络线图3)填筑指标填筑指标见表2表2 坝体填筑料指标表项目填筑材料设计孔隙率%设计干密度g/cm3碾压层厚cm最大粒径mm碾压遍数碾压加水量%盖重区开挖石渣料30振动碾碾压8遍数铺盖区粘土30振动碾碾压4遍数垫层料加工后新鲜石料192.224080振动碾碾压8遍数010特殊垫层料加工后新鲜石料192.222040振动碾碾压8遍数010过渡料新鲜开挖石料212.1640300振动碾碾压8遍数010主堆石料新鲜开挖石料222.1480800振动碾碾压6遍数1020下游堆石料新鲜开挖石料222.1480800振动碾
6、碾压8遍数10204)填筑质量要求主堆石区采用料场新鲜开挖石料,最大块石粒径应小于80cm,压实后层厚80cm,用20t振动碾碾压密实,设计干容重2.15(g/m)3,孔隙率22%。下游堆石区采用料场新鲜开挖石料,最大块径应小于80cm,压实后层厚80cm,用20t振动碾碾压密实,设计干容重2.1(g/m)3,孔隙率25%。过渡料采用人工破碎后新鲜石料,最大粒径30cm,压实后层厚40cm,按前进法卸料、平料,用20t振动碾碾压密实,设计干容重2.2(g/m)3,孔隙率20%。垫层料采用人工破碎及筛分后新鲜石料,最大粒径8cm,压实后层厚40cm,按前进法卸料、平料,只允许小粒径石料占据大粒径
7、石料的位置,不允许大粒径石料占住小粒径石料的位置,用20t振动碾碾压密实,设计干容重2.26(g/m)3,孔隙率18%。特殊垫层料采用人工破碎及筛分后新鲜石料,最大粒径4cm,应逐层铺筑,压实后层厚20cm,采用20t振动碾碾压密实,特殊垫层料的设计干容重2.26(g/m)33 ,孔隙率18%。3. 试验目的与内容(1)通过试验,根据筑坝料的岩性,试验各填筑料的压实参数,力求得到最佳压实效果,以满足最大干容重,最小空隙率、渗透系数等设计要求。(2)通过碾压试验对原设计的压实密度进行验证,核实坝体填筑设计压实标准的合理性,分析比较各种填筑碾压前后的级配变化。(3)研究填筑工艺,检验所选用的填筑压
8、实机械的适用性及性能的可靠性。 (4)确定适宜、经济的施工压实参数,如铺层厚度,进料方式,平料方式,加水量,碾压遍数等。(5)确定压实质量控制方法,包括压实机械类型械参数、施工参数等,完善填筑施工工艺,制定坝料填筑施工方法。4. 试验场地规划与资源配置4.1 试验场地规划为确保胜土水库坝体填筑施工进度,计划在2016年4月10日4月15日进行主堆石、下游堆石、特殊垫层料、垫层料和过渡料填筑碾压试验。(1)试验场地选择 碾压试验场地拟选择在大坝左岸侧填筑区0+0.000m0+73.000m范围,碾压试验规划面积约为2000m2。(2)试验场地规划1)主堆石(滤水坝址区、排水区)及下游堆石碾压试验
9、区规划原则试验场地场地中按不同加水量布置试验单元面积。每个试验单元面积的长度,以能获得2个试样检查压实度为宜;其宽度以振动碾轮宽的3倍为宜,即长宽需106m。按不同加水量和不同碾压遍数布置试验组数,每组试验分3个单元。每个单元内布置22m的方格网,以测量压实沉降度和相关检测指标的试验。布置方法详见附图:大坝碾压试验规划布置图。2)垫层料、特殊垫层料和过渡料碾压试验区规划原则试验场地中分不同石料、不同加水量布置试验单元面积。每个试验单元面积的长度,以能获得2个试样检查压实度为宜;单元宽度取4m,即试验单元长宽需64m。按不同加水量和不同碾压遍数设置试验组数,每组试验分3个单元,每个单元内布置1.
10、51.5m的方格网,以测量压实沉降度和相关检测指标的试验。垫层料与特殊垫层料铺料层厚不同,可设置1m宽的过渡带。布置方法详见附图:大坝碾压试验规划布置图。4.2 试验资源配置(1)试验场地的准备工作 1)试验用水:碾压试验用水采取从导流洞出口处河道抽取。2)试验道路:料源从备料场或石料场运至大坝下游填筑区,装满料源的自卸汽车从导流洞出口至大坝下游侧碾压混凝土硬化道路进入填筑区,卸料后从左岸基坑道路至料场,形成循环道路。 (2)试验人员配置根据试验规模及时间要求,将成立坝料碾压试验小组,由有面板堆石坝施工经验的人员组成,并由项目部总工程师担任组长。试验小组的人员配备初拟如下:专业工程师: 1人;
11、试验人员: 2人;测量技术人员: 2人;质检员: 1人;机械操作工: 4人;其他辅助人员: 14人;共计24人。 (3)碾压试验机械设备20t自行式振动碾(德国宝马) 两台推土机(SD22) 一台装载机(3m3) 一台自卸汽车25T 八台挖掘机 四台全站仪 一套GPS测量仪器 一套水准仪 一套(4)碾压试验仪器设备表1铁锹方、尖把4方、尖各2把2电子天平称量2.0kg台13计算器科学型个14烘箱台15磁盘40*25cm只106磅秤100型台1称量100KG7磅秤500型台1称量500KG8磁碗大号只109钢纤根21米、2米各一根10塑料水桶只211新标准土壤筛圆孔套112容量桶10升只113塑
12、料薄膜宽3m卷114羊角锄把215钢卷尺把116标准砂袋217电子台秤台1约20kg18水平尺把219皮尺50m把220钢卷尺5m把221线坠100克个222铁锤把1中号锤23长把勺把124凿子把2尖口、平口25铝盒个1026毛刷2寸、4寸把10各5把27温度计只528秒表只129双环内环直径22.6cm、高15cm套1渗透试验外环直径45.2cm、高15cm30钢圈200cm*20cm个1密度试验31钢圈120cm*20cm个1密度试验32钢圈50cm*20cm个1密度试验33酒精纯度95%桶125kg34调土刀把135水表只436石灰粉代4200kg(5)碾压试验材料准备垫层料(2A) 1
13、30m3(Dmax80mm)过渡料(3A) 140m3(Dmax300mm)主堆石料(3B) 620m3(Dmax800mm)特殊垫层料(2B) 65m3(Dmax40mm)下游堆石料(3C) 620m3(Dmax800mm)5. 坝体填筑碾压试验技术参数参数组合时,采用逐步淘汰法,即固定其它参数,变动一个参数,通过试验得出此参数与压实效果(干密度)的关系曲线;然后固定此参数,变动另一个参数,通过试验求得第二个参数与压实效果的关系曲线;依此类推,使每一个参数通过试验求得最优值。最后用全部参数,再进行一次复核试验。若碾压结果满足设计、施工要求,此碾压参数组合可作为施工时的碾压参数。本次填筑碾压试
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