堆石料填筑控制技术总结

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堆石料填筑控制技术总结

施甸县岔河底水库工程拦河坝填筑时间自2018年4月8日开始填筑，2019年4月12日完成填筑工作，通过深入施工作业一线观察与研究，总结如下。

一、堆石料开采

石料场位于羊圈山石场，位于岔河底水库坝址北东方向直线距离1.5Km处，岩性为石炭系下统（C1）的厚层鲕状灰岩、燧石条带灰岩及泥质灰岩、呈中厚层状产出，大面积分布。岩石致密坚硬，性脆，呈整体状、块石状产出，岩层产状265°∠63°。所选石料分布地段，地形陡峭，地形坡度35～60°，岩石大多地表裸露，开采运输较方便。

为满足大坝填筑各时段的要求，满足大坝填筑堆石料级配要求，减小爆破震动对料场边坡产生的影响，永久边坡满足稳定要求。石渣料开采采用自上而下的梯段爆破开采方法，台阶梯段高度9m，梯段爆破采用毫秒微差挤压松动爆破技术，每区一次起爆。爆破参数见下表1。

台阶

高度

边坡

坡比

孔径

药径

孔距

排距

第一排距

最小抵抗线

超深

孔深

堵塞长度

单孔装药量

第一排单孔

炸药单耗

qkg/ m3

部位

1000

0.75

300

220

250

300

1174

300

60.27

53.04

0.5

爆破孔

采用微差爆破网络，1～20段非电毫秒雷管联网，电磁雷管起爆，最大一次起爆药量≤500kg。爆破后因道路不通畅，采用2台挖掘机翻甩至山脚，造成粗细料分离，装车时注意拌合装车使用，开采效率较低。开采高度下降2台（40m）后，临时道路可修通，自卸汽车直上开采平台装料运输至共工作面。

二、碾压实验

1、试验安排

（1）坝壳料

按3种铺土厚度（80cm、90cm、100cm）、3个碾压遍数（6、8、10遍），共进行9个小场试验。

（2）特细坝壳料和特粗坝壳料

根据施甸县岔河底水库工程二标枢纽工程料场实际情况，由于先期开采坝壳料不是直接开挖装车，而是从料场抛一定高度后装车，坝壳料存在一定分离现象。所以对该料场坝壳料做两种特殊坝壳料碾压试验。

按1种铺料厚度（80cm），3个碾压遍数（6、8、10遍），共3个小场试验。

坝壳料压实参数表

机械参数			施工参数
序号	名称	参数	序号	名称	参数
1	额定功率	245kw	1	碾压遍数	6、8、10
2	平碾砣重	32t	2	铺料厚度	80cm、90cm、100cm
3	碾宽	2.0m	3	行车速度	2.6km/h
4	推土机	16.5t	4	加水量	表面洒水
5	载质量	20t	5	卸料方式	进占法

2、试验结果

堆石料检测每一个组合压实后的干密度、含水率和现场渗透试验，检查方法按SL237——1999有关规定执行，湿密度采用试坑法灌水进行，含水率用烤箱烘干法进行，经计算求得干密度，取样数量为每一个组合4组，共50组；采用试坑法做渗透试验50组；比重试验采用比重瓶法和虹吸筒法，取每个试坑里面的土样，小于5mm的颗粒用比重瓶法，大于5mm的颗粒用虹吸筒法，两组比重值加权平均，共9组；坝壳料颗粒分析试验9组；实验结果见下表。

表2-1碾压前坝壳料常规试验成果表

序号	材料名称	来源	虹吸筒法（＞5mm的颗粒含量）	比重瓶法（＜5mm的颗粒含量）
1	坝壳料	羊圈山石场	2.704	2.546
2	坝壳料	羊圈山石场	2.705	2.569
3	坝壳料	羊圈山石场	2.719	2.503
4	坝壳料	羊圈山石场	2.719	2.564
5	坝壳料	羊圈山石场	2.717	2.523

表2-2碾压前坝壳料常规试验成果表

序号	材料名称	来源	岩石状态(砂岩)
序号	坝壳料	羊圈山石场	干燥状态抗压强度平均值（MPa）	水饱和状态抗压强度平均值（MPa）	软化系数	表观密度（kg/m3）
1	坝壳料	羊圈山石场	93.6	72.6	0.77	2695
2	坝壳料	羊圈山石场	90.3	69.1	0.76	2703

2-3 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
1-1	坝壳料	80	6	2.029	2.4	1.98	2.609	24.1	2.01	3.74×10-2
				2.070	2.8	2.01		22.8		3.83×10-2
				2.071	2.0	2.03		22.2		3.48×10-1
				2.055	2.6	2.00		23.2		6.41×10-1

2-4 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
1-2	坝壳料	80	8	2.104	2.5	2.05	2.616	21.5	2.03	8.10×10-2
				1.998	1.6	1.97		24.8		7.85×10-2
				2.099	1.4	2.07		20.8		1.83×10-1
				2.080	2.2	2.04		22.2		1.44×10-1

2-5 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
1-3	坝壳料	80	10	2.055	1.7	2.02	2.622	22.9	2.03	8.72×10-2
				2.017	1.9	1.98		24.5		6.63×10-2
				2.079	2.0	2.04		22.3		6.24×10-2
				2.144	2.5	2.09		20.2		6.35×10-2

2-6 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
2-1	坝壳料	90	6	2.027	2.3	1.98	2.628	24.6	2.00	5.38×10-2
				2.087	1.5	2.06		21.8		2.28×10-2
				1.968	1.5	1.94		26.2		4.33×10-2
				2.077	2.2	2.03		22.7		5.25×10-2

2-7 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
2-2	坝壳料	90	8	2.006	2.0	1.97	2.617	24.7	2.02	5.88×10-2
				2.102	2.2	2.06		21.4		3.78×10-2
				2.118	2.2	2.07		20.8		4.22×10-1
				2.060	3.8	1.99		24.1		6.57×10-2

2-8 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
2-3	坝壳料	90	10	2.051	2.0	2.01	2.629	23.5	2.03	8.85×10-2
				2.094	1.9	2.05		21.8		1.03×10-1
				2.017	2.3	1.97		25.0		1.22×10-1
				2.157	2.6	2.10		20.0		7.65×10-2

2-9 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
3-1	坝壳料	100	6	1.984	4.9	1.89	2.609	27.5	1.91	8.38×10-2
				1.950	4.2	1.87		28.2		1.40×10-1
				1.990	3.9	1.92		26.6		4.89×10-2
				2.034	4.4	1.95		25.3		4.03×10-2

2-10 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
3-2	坝壳料	100	8	2.036	5.9	1.92	2.616	26.5	1.97	8.61×10-2
				2.033	4.8	1.94		25.8		5.84×10-2
				2.003	4.8	1.9		27.0		5.94×10-2
				2.214	5.3	2.10		19.6		1.00×10-1

2-11 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
3-3	坝壳料	100	10	2.100	5.0	2.00	2.622	23.7	2.01	7.16×10-2
				2.103	5.6	1.99		24.1		1.58×10-1
				2.135	4.1	2.05		21.8		9.11×10-2
				2.107	5.1	2.00		23.5		7.59×10-2

2-12 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
1-1	特细坝壳料	80	6	1.915	5.8	1.81	2.573	29.7	1.83	7.68×10-4
				1.994	6.9	1.86		27.6		8.56×10-4
				1.921	6.1	1.81		29.6		7.14×10-4
				1.951	6.8	1.83		29.0		8.84×10-4

2-13 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
1-2	特细坝壳料	80	8	1.924	5.8	1.82	2.573	29.3	1.89	7.54×10-4
				2.042	5.8	1.93		25.0		5.76×10-4
				1.917	5.4	1.93		29.3		7.16×10-4
				2.077	5.9	1.96		23.8		6.90×10-4

2-14 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
1-3	特细坝壳料	80	10	1.970	7.0	1.84	2.573	28.4	1.89	1.34×10-3
				1.971	5.5	1.87		27.4		5.97×10-4
				2.065	6.7	1.94		24.8		6.26×10-4
				2.002	5.5	1.90		26.2		5.17×10-4

2-15 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
1-1	特粗坝壳料	80	6	1.996	3.3	1.93	2.673	27.7	1.87	1.11×10-1
				1.920	2.3	1.88		29.7		1.13×10-1
				1.893	2.2	1.85		30.7		5.75×10-1
				1.889	3.3	1.83		31.6		2.73×10-1

2-16 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
1-2	特粗坝壳料	80	8	1.983	2.9	1.93	2.673	27.9	1.90	3.26×10-1
				1.916	2.6	1.87		30.2		4.53×10-1
				1.954	2.8	1.90		28.9		1.55×10-1
				1.938	3.2	1.88		29.7		2.60×10-1

2-17 碾压土工试验成果统计表

序号	土样类别	铺料厚（cm）	碾压遍数	湿密度(g/cm3)	含水率（%）	干密度 (g/cm3)	比重	孔隙率（%）	平均干密度(g/cm3)	试坑渗透系数（cm/s）
1-3	特粗坝壳料	80	10	1.940	1.8	1.91	2.673	28.7	1.91	4.04×10-1
				1.979	1.7	1.95		27.2		1.66×10-1
				1.903	2.0	1.87		30.2		5.70×10-1
				1.937	2.7	1.89		29.4		7.45×10-1

3、试验结论

结合工程施工条件，及公司以往其它工程类似的施工经验，建议施甸县岔河底水库工程二标枢纽工程坝壳料填筑的施工控制参数为：

（1）、进占法铺料，碾压方向平行于坝轴线，铺料厚度为90cm（+10、-10）。

（2）、振动平碾碾压8遍（单遍），错距按振动碾宽度除以碾压遍数，一般控制在40cm～50cm。

（3）、振动油门低速档，行车速度不大于3.0km/h。

（4）、建议施甸县岔河底水库工程二标枢纽工程坝壳料填筑时，拌和坝壳料后再装车进行填筑工程。

（三）坝体填筑

拦河坝基础验收完成具备填筑施工条件后，首先组织石料厂挖装直径小于30cm的细堆石料找平大坝基处凹坑处，完成后从低处开始按碾压参数进行施工。堆石料填筑分上游与下游，坝料分区交替填筑，均衡上升。上游面从右侧上游方向开始摊铺，下游从穿心墙道路出口开始摊铺。每层填筑起头时，是摊铺层厚的关键，测量员应多设测点，控制摊铺层厚，待推土机摊有铺操作空间时，可适当放宽测点密度。铺料方向首先沿右岸坡边坡方向摊铺，完成后在平行坝轴线摊铺。坝面应与石料厂有对讲机联络通讯，填筑时，石料厂可安排3-4张车辆专门运输相对较细的堆石料用于填筑与坝坡、与反滤料接合处及两岸破接合处约2m范围。碾压沿坝轴线方向进行，错距50cm，与岸坡接合处碾压时可在坝面碾压完成后沿岸坡线性碾压2遍，局部位置挖掘机配合整平夯实。

超径石处理：超径石集中破碎后使用挖掘机分散摊铺。

实验检测结果：比重实验25组，孔隙率实验160组。实测比重2.614~2.746；干密度2g/cm3~3.6g/cm3，均大于设计要求干密度1.93g/cm3；孔隙率16.4%~25.0%，满足设计孔隙率n≤25%要求；渗透系数2.4×10-3cm/s~1.26×10-1cm/s，满足设计渗透系数K大于等于1×10-4cm/s要求。

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