赤水市旺隆水庫(kù)工程泥巖心墻防滲料試驗(yàn)研究及應(yīng)用

劉 念

(遵義黔通達(dá)檢測(cè)試驗(yàn)有限責(zé)任公司，貴州 遵義 563000)

1 概 述

旺隆水庫(kù)位于赤水市旺隆鎮(zhèn)勝豐村境內(nèi)，距赤水市區(qū)28km。該水庫(kù)正常蓄水位442.00m，水庫(kù)總庫(kù)容441萬(wàn)m3。水庫(kù)規(guī)模為小(1)型，工程等別為Ⅳ等。水庫(kù)樞紐工程主要建筑物由擋水建筑物、泄水建筑物、取(放)水建筑物等組成；輸水建筑物主要由輸水管道、管橋等組成。擋水建筑物壩型為泥巖心墻壩[1]

作為貴州首座泥巖心墻壩，該壩在修建之初作了大量的科研試驗(yàn)研究，對(duì)該壩的上壩填筑提供了充分的數(shù)據(jù)，也為今后大壩防滲料的選擇提供了良好的借鑒。

2 泥巖心墻料特性

泥巖心墻料場(chǎng)位于胡家溝與鴨嶺河之間的河間山體，距壩址約0.3km，出露地層為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟上亞組(J2s2)，泥巖心墻料平均開(kāi)采厚約10m，其中強(qiáng)風(fēng)化開(kāi)采厚6-8m，弱風(fēng)化開(kāi)采厚2-4m，泥巖心墻料總儲(chǔ)量>30萬(wàn)m3，對(duì)于壩殼填筑料，該料場(chǎng)平均開(kāi)采厚19.4m，儲(chǔ)量>86萬(wàn)m3，儲(chǔ)量、質(zhì)量均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

3 泥巖心墻防滲料試驗(yàn)研究

泥巖心墻防滲料填筑技術(shù)要求，見(jiàn)表1。

表1 泥巖心墻防滲料填筑技術(shù)要求

根據(jù)大型擊實(shí)試驗(yàn)前后顆粒級(jí)配的分析，確定其全級(jí)配曲線(xiàn)，泥巖心墻料擊實(shí)前后級(jí)配分析表，見(jiàn)表2，1-3顆粒級(jí)配曲線(xiàn)示意圖見(jiàn)圖1-3。

表2 泥巖心墻料擊實(shí)前后級(jí)配分析表

圖1 1-1顆粒級(jí)配曲線(xiàn)圖

圖2 1-2顆粒級(jí)配曲線(xiàn)圖

圖3 1-3顆粒級(jí)配曲線(xiàn)圖

采用大型擊實(shí)試驗(yàn)得到最大干密度，最優(yōu)含水率。泥巖心墻料擊實(shí)及滲透試驗(yàn)成果表，見(jiàn)表3。

表3 泥巖心墻料擊實(shí)及滲透試驗(yàn)成果表

其他力學(xué)指標(biāo)采用擊實(shí)最大干密度乘壓實(shí)系數(shù)0.97作為控制干密度，同時(shí)控制干密度下線(xiàn)值1.78g/cm3，含水率按最優(yōu)含水率15.5%±3%控制[2]。

該泥巖料表現(xiàn)出較高的抗?jié)B透變形穩(wěn)定性，滲透系數(shù)達(dá)到10-6cm/s量級(jí)。同時(shí)屬中等壓縮性料，綜合壓縮模量14.7-15.8MPa。直剪試驗(yàn)及固結(jié)試驗(yàn)也表明泥巖料具有一定的抗剪強(qiáng)度，泥巖心墻料直剪試驗(yàn)及固結(jié)試驗(yàn)成果表，見(jiàn)表4。

表4 泥巖心墻料直剪試驗(yàn)及固結(jié)試驗(yàn)成果表

通過(guò)上述試驗(yàn)研究，料場(chǎng)泥巖料均可作為防滲體料，它們具有較高的壓實(shí)干密度，較高的抗?jié)B強(qiáng)度，中等壓縮性及一定的抗剪穩(wěn)定性。

4 泥巖心墻施工填筑應(yīng)用

碾壓的干密度除與材料的性質(zhì)有關(guān)，還與級(jí)配、含水率等條件密切相關(guān)，為了明確達(dá)到技術(shù)要求的最佳鋪料厚度及最優(yōu)碾壓遍數(shù)，該工程進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)及施工參數(shù)的確定。

泥巖心墻采用20t凸塊振動(dòng)碾，根據(jù)設(shè)計(jì)技術(shù)要求及碾壓試驗(yàn)提出的施工碾壓參數(shù)為：①采用22T柳工CLG6622E凸塊式振動(dòng)壓路機(jī)直線(xiàn)行車(chē)往返錯(cuò)距式(往返各算1遍)；②行車(chē)速度2.0-2.5km/h，重迭率≥20cm，上料方式采用后退法；③鋪料厚度：≤55cm，壓實(shí)厚度40cm，碾壓方式采用：靜碾壓2遍+動(dòng)壓10遍；④控制含水率15.5%±3%，最大干密度1.83g/cm3。

全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化泥巖心墻料現(xiàn)場(chǎng)填筑干密度、滲透系數(shù)、含水率共計(jì)做了546次，干密度最大值達(dá)到1.82 g/cm3，干密度最小值達(dá)到1.78 g/cm3，干密度平均值達(dá)到1.79 g/cm3；滲透系數(shù)2.56×10-6cm/s-8.92×10-6cm/s；含水率14.1%-18.6%。

填筑干密度及滲透系數(shù)100%滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，統(tǒng)計(jì)成果詳見(jiàn)表5、表6；其分布情況基本滿(mǎn)足正態(tài)分布規(guī)律，見(jiàn)圖4、圖5。

圖4 泥巖心墻干密度頻率分布直方圖

干密度/g·cm-3壓實(shí)度/%頻數(shù)頻率/%1.7897.311220.51.7997.822641.41.898.416530.21.8198.9407.31.8299.530.5

圖5 泥巖心墻滲透系數(shù)頻率分布直方圖

5 結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)試驗(yàn)研究表明，泥巖料可作為防滲體料，它們具有較高的壓實(shí)干密度，較高的抗?jié)B強(qiáng)度，中等壓縮性及一定的抗剪穩(wěn)定性。且在工程實(shí)踐中表明，該料各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求，為今后大壩防滲料的選擇提供了良好的借鑒。