禹門口高效節(jié)水灌溉項目渠道土方填筑碾壓試驗分析

楊曉霞

（山西省運(yùn)城市鹽湖區(qū)尊村引黃灌溉管理局，山西 運(yùn)城 044000）

禹門口灌區(qū)西范灌溉片高效節(jié)水灌溉項目設(shè)計要求回填土的壓實(shí)度不小于93%。為核實(shí)土料設(shè)計填筑標(biāo)準(zhǔn)的合理性，確定滿足設(shè)計要求的施工碾壓參數(shù)和填筑工藝，故進(jìn)行本次碾壓試驗。

1 工程概況

禹門口灌區(qū)西范灌溉片高效節(jié)水灌溉項目共發(fā)展高效節(jié)水灌溉面積20.02萬畝，其中：恢復(fù)灌溉面積7.64萬畝，改善灌溉面積9.25萬畝，新增灌溉面積3.13萬畝。其中西范灌溉片15.3萬畝，西范東擴(kuò)灌區(qū)4.72萬畝。該工程取水水源為黃河干流，由禹門口一級站改擴(kuò)建工程和汾河清水復(fù)流北趙連接段工程給西范一級泵站供水。

本標(biāo)段主要施工內(nèi)容為U型混凝土防滲渠道及渠系建筑物配套，渠道長共8 km，渠道土方填筑合同量63719 m3。施工工藝要求：渠道土方全斷面回填，再開槽成U型斷面，進(jìn)行混凝土澆筑。

2 碾壓試驗基本原理、方法及參數(shù)組合

碾壓試驗原理[1]是含水率基本控制在最優(yōu)含水率（13.6%），固定鋪土厚度，變動碾壓遍數(shù)，通過試驗得出不同鋪土厚度的不同碾壓遍數(shù)的參數(shù)值，并作比較選擇最優(yōu)參數(shù)，最后用全部最優(yōu)參數(shù)進(jìn)行一次復(fù)核試驗，若結(jié)果滿足設(shè)計要求，即可定為施工碾壓參數(shù)（如表1）。

表1 渠道回填土碾壓試驗參數(shù)組合

3 試驗步驟

3.1 碾壓試驗場地布置及碾壓試驗步驟

根據(jù)現(xiàn)場施工情況綜合考慮，試驗場地定在總七支樁號 0+000～0+050渠道填方段，長度為 50 m，寬度為5 m。

碾壓試驗確定為3場試驗,其中前2場試驗的鋪土厚度分別為30 cm、35 cm，最后一場試驗則設(shè)計為最優(yōu)參數(shù)復(fù)核試驗，鋪土厚度為X，碾壓遍數(shù)為n。試驗中的土壤含水率結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求及工程實(shí)踐，控制在標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)最優(yōu)含水率的±2%附近[2]。

3.2 碾壓試驗步驟

試驗區(qū)域先用裝載機(jī)和振動碾進(jìn)行平整壓實(shí)，壓實(shí)度不低于93%。在壓實(shí)、找平的基礎(chǔ)上，按碾壓試驗的要求，在其上鋪料進(jìn)行碾壓試驗。

（1）攤鋪、初平

將土料攤鋪平整，鋪土厚度為松鋪厚度的±10%。且不得含有草皮、樹根、垃圾等雜物。攤鋪過程中不斷用鋼釬檢查松鋪厚度，同時人工鋪填邊部，對凹凸處鏟平。

（2）碾壓

土料攤鋪初平完成，松鋪厚度、平整度和含水率符合試驗要求后立即開始碾壓。利用振動碾，采取進(jìn)退錯距法平行于縱軸線進(jìn)行碾壓，前后各碾壓2遍，碾壓速度控制在2 km/h以內(nèi)，并人工配合及時補(bǔ)平，以保證無漏壓、無死角，確保碾壓勻稱。使平整度符合要求。

（3）干密度檢測

干密度試驗方法采用環(huán)刀法進(jìn)行檢測；按規(guī)定的碾壓遍數(shù)碾壓結(jié)束后，按梅花形布置測點(diǎn)，每一組采用環(huán)刀法測5個干密度值；干密度試驗結(jié)束后，繼續(xù)進(jìn)行第二場、第三場，直至完成所有試驗。

4 碾壓試驗成果

本次碾壓試驗成果如表2～表3所示。

根據(jù)表2～表3的試驗成果繪制出土料不同鋪土厚度時壓實(shí)干密度與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線，見圖1。圖中h代表鋪料厚度。

圖1 土料不同鋪料厚度時干密度與碾壓遍數(shù)的關(guān)系曲線

表2 回填土料鋪料前后測量結(jié)果（松鋪30cm）

表3 回填土料鋪料前后測量結(jié)果（松鋪35cm）

由圖1可見回填土料的壓實(shí)干密度在鋪料厚度相同時隨碾壓遍數(shù)的增大而增大，碾壓遍數(shù)相同時隨鋪料厚度的增大而減小。

由表2可知，當(dāng)鋪料厚度30 cm時碾壓4、6、8遍平均壓實(shí)干密度達(dá)到設(shè)計要求，合格率100%；由表3可知，鋪料厚度35 cm時碾壓4遍合格率為80%，其中有一個點(diǎn)不合格，碾壓6遍平均壓實(shí)干密度達(dá)到設(shè)計要求，合格率100%。根據(jù)以上分析，回填土料鋪料35 cm，碾壓6遍為合理施工參數(shù)，松鋪系數(shù)為1.17。復(fù)核試驗結(jié)果平均壓實(shí)干密度達(dá)到1.65 g/cm3（壓實(shí)度為95.3%），合格率為100%，見表4。

表4 回填土料松鋪系數(shù)測量結(jié)果（復(fù)核層松鋪35cm）

5 結(jié)論及建議

禹門口灌區(qū)西范灌溉片高效節(jié)水灌溉項目碾壓參數(shù)是合理的，既能滿足設(shè)計要求和符合規(guī)范，又能充分發(fā)揮施工機(jī)械的效率，土料壓實(shí)密度控制標(biāo)準(zhǔn)合理的，也是可行的。但在實(shí)際施工過程中還應(yīng)注意以下問題：

（1）嚴(yán)格控制鋪土厚度為松鋪厚度的±10%左右，不得隨意增加虛鋪厚度。

（2）振動碾速度一定要嚴(yán)格控制，使得碾壓有一個壓力和壓力波的傳遞過程。

（3）隨時檢查碾壓機(jī)具性能，不斷提高碾壓機(jī)械司機(jī)的操作水平，避免造成碾壓混亂，出現(xiàn)漏壓、過壓的現(xiàn)象。

（4）下層碾壓完畢后，保持土層濕潤，進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，視天氣情況必要時進(jìn)行灑水刨毛后填筑下一層土料。當(dāng)停工時間較長土料已風(fēng)干時應(yīng)將干土層清除后灑水刨毛再填筑上層土料。