旁多水利樞紐壩體砂礫石過(guò)渡料現(xiàn)場(chǎng)控制

王民財(cái)，王寶文，佘曉光

（中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司，吉林 長(zhǎng)春130062）

旁多水利樞紐工程地處西藏自治區(qū)拉薩河的中游，是一座以灌溉、發(fā)電為主，兼顧防洪和供水的綜合利用工程。位于林周縣旁多鄉(xiāng)下游1.5 km，距下游拉薩市直線距離約63 km。水庫(kù)庫(kù)容12.3億m3，電站裝機(jī)容量160 MW，工程規(guī)模為Ⅰ等，大(1)型水庫(kù)，地震基本烈度為Ⅷ度，為西藏“十一五”期間重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目。大壩采用碾壓式瀝青混凝土心墻砂礫石壩，在大壩檢修廊道和交通廊道兩側(cè)、大壩碾壓式瀝青混凝土心墻兩側(cè)設(shè)置砂礫石過(guò)渡料，砂礫石過(guò)渡料采用距壩址上游1.5 km的旁多砂礫石料場(chǎng)篩分后上壩進(jìn)行填筑。

1 碾壓的試驗(yàn)條件

1.1 砂礫石過(guò)渡料的技術(shù)要求

砂礫石過(guò)渡料經(jīng)旁多砂礫石壩殼料篩分后上壩，采用條篩進(jìn)行篩分，篩分后運(yùn)至試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，其砂礫石過(guò)渡料技術(shù)要求為：1）礫石過(guò)渡料填筑壓實(shí)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)為相對(duì)密度不小于0.85；2）級(jí)配連續(xù)，最大粒徑80 mm，粒徑小于0.075顆粒含量不大于5%，含水量不大于5%，不均勻系數(shù)Cu≥15，見(jiàn)表1，砂礫石過(guò)渡料級(jí)配控制指標(biāo)；3）過(guò)渡料與瀝青心墻同步施工，鋪設(shè)層厚度應(yīng)與心墻鋪層厚度相適應(yīng)，施工機(jī)械及碾壓參數(shù)宜通過(guò)碾壓試驗(yàn)確定；4）填筑時(shí)不應(yīng)發(fā)生粗細(xì)顆粒分離現(xiàn)象。

表1 砂礫石過(guò)渡料級(jí)配控制指標(biāo)

1.2 試驗(yàn)場(chǎng)地及機(jī)械準(zhǔn)備

為方便碾壓式瀝青混凝土心墻工藝性試驗(yàn)，砂礫石過(guò)渡料試驗(yàn)場(chǎng)地布置于瀝青拌和站附近，場(chǎng)地面積4 0 m×10 m，基礎(chǔ)用18 t振動(dòng)平碾碾壓20遍，確保場(chǎng)地平坦，地基堅(jiān)實(shí)。設(shè)置一個(gè)碾壓條帶，不同條帶之間設(shè)置2 m寬過(guò)渡帶，每個(gè)試驗(yàn)單元面積10 m×8 m，共設(shè)置3個(gè)試驗(yàn)單元，每個(gè)試驗(yàn)單元內(nèi)設(shè)置2 m×1.5 m方格網(wǎng)4個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)，共試驗(yàn)2層。試驗(yàn)主要機(jī)械設(shè)備：反鏟挖掘機(jī)、自卸汽車(chē)、推土機(jī)和振動(dòng)碾等4種主要機(jī)械，反鏟挖掘機(jī)取料、自卸汽車(chē)卸料、推土機(jī)進(jìn)行平料，振動(dòng)碾采用寶馬振動(dòng)碾（BW120 AD-4）2.6 t和三一YZ18C靜碾，砂礫石過(guò)渡料填筑碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地布置，見(jiàn)圖1。

1.3 試驗(yàn)方法

砂礫石過(guò)渡料的鋪料厚度與瀝青混凝土心墻鋪料厚度一致，按照鋪設(shè)25 cm對(duì)砂礫石過(guò)渡料進(jìn)行厚度控制，局部不平整部位用人工平整，確保鋪料層面的厚度及平整度，以滿足試驗(yàn)要求。采用寶馬2.6 t（BW120 AD-4）振動(dòng)碾前輪振動(dòng)碾壓6，8，10，12遍、前后輪振動(dòng)碾壓4，6，8，10遍和采用三一18 t（YZ18C）靜壓8，10，12遍進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)碾壓；試驗(yàn)主要進(jìn)行了壓實(shí)干密度、碾壓層表面沉降、最大、最小干密度試驗(yàn)。壓實(shí)干密度采用灌水法進(jìn)行，試坑的大小、深度必須符合規(guī)范要求；沉降量采用自制鋼筋標(biāo)桿進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)試驗(yàn)單元布置4個(gè)測(cè)點(diǎn)；采用鋪設(shè)25 cm砂礫石料，用試驗(yàn)振動(dòng)碾碾壓20遍的壓實(shí)干密度為最大干密度，最小干密度采用固定體積法進(jìn)行。

圖1 砂礫石過(guò)渡料填筑碾壓試驗(yàn)場(chǎng)地布置圖

2 試驗(yàn)成果分析

2.1 碾壓遍數(shù)與沉降量之間的關(guān)系

從測(cè)量結(jié)果看，隨著碾壓遍數(shù)的增加沉降量也隨著增加，當(dāng)碾壓遍數(shù)達(dá)到一定數(shù)量后，沉降量的增加幅度減緩，3種碾壓方式的砂礫石過(guò)渡料碾壓沉降量與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線，見(jiàn)圖2。

圖2 砂礫石過(guò)渡料碾壓沉降變化關(guān)系曲線

2.2 壓實(shí)干密度與碾壓遍數(shù)及鋪料厚度的關(guān)系

從采用寶馬2.6 t振動(dòng)碾動(dòng)碾和采用三一18 t振動(dòng)碾靜碾的壓實(shí)干密度結(jié)果分析，隨著碾壓遍數(shù)的增加其壓實(shí)干密度也隨著增加，但隨著遍數(shù)增加其增加趨勢(shì)減緩。采用三一18 t振動(dòng)碾靜碾壓實(shí)干密度比采用寶馬2.6 t振動(dòng)碾動(dòng)碾壓實(shí)干密度大，其結(jié)果見(jiàn)圖3。

圖3 壓實(shí)干密度與碾壓遍數(shù)關(guān)系曲線圖

2.3 相對(duì)密度計(jì)算

相對(duì)密度的計(jì)算分別采用在室內(nèi)根據(jù)設(shè)計(jì)砂礫石過(guò)渡料的上包線和下包線各粒徑含量配置砂礫石過(guò)渡料，采用振動(dòng)臺(tái)壓實(shí)進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)。

按照相對(duì)密度計(jì)算公式，把采用寶馬2.6 t振動(dòng)碾動(dòng)碾和采用三一18 t振動(dòng)碾靜碾的壓實(shí)干密度和用現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的砂礫石過(guò)渡料直接在室內(nèi)測(cè)得的最大、最小干密度進(jìn)行計(jì)算相對(duì)密度，相對(duì)密度計(jì)算對(duì)比分析曲線圖，見(jiàn)圖4。

圖4 相對(duì)密度對(duì)比分析曲線圖

3 結(jié)論與建議

3.1 砂礫石過(guò)渡料碾壓參數(shù)的確定

通過(guò)對(duì)砂礫石過(guò)渡料的現(xiàn)場(chǎng)工藝性試驗(yàn)，采用寶馬2.6 t（BW120 AD-4）振動(dòng)碾前輪振動(dòng)碾壓6，8，10，12遍、前后輪振動(dòng)碾壓4，6，8，10遍和采用三一18 t（YZ18C）靜壓8，10，12遍進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)場(chǎng)選用寶馬2.6 t（BW120 AD-4）鋪料25 cm、靜壓2遍和前輪動(dòng)碾10遍、前后輪振動(dòng)碾壓8遍作為心墻兩側(cè)2 m范圍內(nèi)砂礫石過(guò)渡料的填筑碾壓參數(shù)；選用三一18 t（YZ18C）鋪料25 cm、靜壓10遍作為心墻兩側(cè)2 m范圍以外的砂礫石過(guò)渡料的填筑碾壓參數(shù)。

3.2 施工工藝

1）砂礫石過(guò)渡料生產(chǎn)。砂礫石過(guò)渡料在旁多砂礫石料場(chǎng)進(jìn)行生產(chǎn)，采用條篩進(jìn)行篩分，定期檢測(cè)過(guò)渡料的級(jí)配及含泥情況。

2）過(guò)渡料運(yùn)輸與鋪料。砂礫石過(guò)渡料運(yùn)輸采用自卸車(chē)運(yùn)輸，在填筑現(xiàn)場(chǎng)采用機(jī)械攤鋪和用反鏟挖掘機(jī)攤鋪兩種方法，局部輔以人工進(jìn)行攤鋪和超徑石的清除。

3）碾壓。①采用寶馬2.6 t振動(dòng)碾(BW120 AD-4)和三一18 t振動(dòng)碾(YZ18C)，振動(dòng)碾行車(chē)速度不大于2 km/h。②過(guò)渡料與心墻的碾壓順序經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，按照先進(jìn)行過(guò)渡料碾壓，碾壓完成后進(jìn)行瀝青混凝土心墻碾壓的順序進(jìn)行，最后對(duì)過(guò)渡料復(fù)碾的順序進(jìn)行。

3.3 碾壓試驗(yàn)參數(shù)的調(diào)整

施工過(guò)程中，若料源、施工設(shè)備等出現(xiàn)變化，需對(duì)碾壓試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整：

1）若料場(chǎng)填筑料級(jí)配、碾壓機(jī)具、施工工藝等發(fā)生變化，碾壓施工參數(shù)應(yīng)根據(jù)相關(guān)試驗(yàn)做相應(yīng)的調(diào)整。

2）為了更好地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制，對(duì)砂礫石過(guò)渡料每10×104m3填料進(jìn)行控制標(biāo)準(zhǔn)復(fù)核試驗(yàn)。當(dāng)料場(chǎng)填筑料級(jí)配發(fā)生變化或在施工檢測(cè)過(guò)程中出現(xiàn)較高頻率異常情況時(shí)，隨時(shí)復(fù)核控制標(biāo)準(zhǔn)，以便準(zhǔn)確、真實(shí)地反應(yīng)填料的實(shí)際壓實(shí)效果。