圍堰填筑碾壓試驗方法

◎雷斌

隨著我國社會經(jīng)濟的不斷向前發(fā)展，水利工程項目建設(shè)施工規(guī)模和施工量也在不斷擴大，水庫工程是我國水利工程項目建設(shè)工作中非常重要的組成部分，所發(fā)揮出的功能和作用也非常明顯，不但可以實現(xiàn)農(nóng)田灌溉，同時還可以實現(xiàn)水體資源的合理規(guī)劃與使用，為人們的日常生活和生產(chǎn)活動提供必要的水資源。在水庫工程項目建設(shè)過渡過程中，圍堰結(jié)構(gòu)是其中非常重要的組成部分，直接關(guān)系到水庫工程的使用安全系統(tǒng)。因此，在圍堰填筑工作過程中必須要有效做好碾壓工作。通過圍堰填筑碾壓工作的開展，可以保證整個圍堰結(jié)構(gòu)的整體安全性，為水庫項目工程各項功能的正常發(fā)揮提供有效保證，要想從根本上提高圍堰填筑工作質(zhì)量，必須要做好碾壓試驗工作?；诖耍疚挠行ЫY(jié)合我國某地區(qū)一處水庫項目工程案例展開分析和研究，對本次水庫工程項目圍堰填筑碾壓試驗工作進行探索，提出圍堰填筑碾壓試驗工作的關(guān)鍵工作要點，保證圍堰結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性，延長水庫工程的使用周期，實現(xiàn)項目工程建設(shè)單位的良好經(jīng)濟效益和社會效益，同時為后續(xù)類似工作開展提供必要的參考和借鑒。

一、工程概況

椒花水庫工程項目位于我國瀏陽河上游，大溪河左岸一級支流椒花河道下游區(qū)域，距離滸鎮(zhèn)5km 距離瀏陽市40km。本次水庫工程項目主要任務(wù)，是以城鎮(zhèn)供水防洪工作為主，同時還兼顧到周圍區(qū)域的農(nóng)田灌溉以及水庫下游區(qū)域生態(tài)環(huán)境的補水工作。水庫工程項目上游圍堰位于壩軸線上方110m 位置，采用的是土石圍堰結(jié)構(gòu)圍堰擋水，標準為全年20 年一遇洪水，對應(yīng)的水體流量為600m3/s，設(shè)計水位大小為143.2m，圍堰頂部高程為144.7m，最大圍堰高度為20.7m，圍堰頂部長度為289.9m，圍堰頂部寬度為8.0m 圍堰本體131.0m 高程以下圍堰基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分，使用的是高噴滲墻防滲技術(shù)方法，131.0m 高程以上使用的是復(fù)合土工膜防滲透處理。水庫工程項目下游圍堰，位于壩址壩軸線下游223.1m 位置，采用的是土石圍堰，圍堰頂部高程為，123.50m，水庫設(shè)計水位為122.0m，圍堰頂部高程為123.5m，最大高度為4.5m，圍堰頂部長度為142.5m，頂部寬度為6.0m，水庫工程迎水面邊坡比例為1：2，背水面邊坡比例為1：1.75，圍堰本體和圍堰基礎(chǔ)防滲施工均使用的是黏土心墻。

圖1 椒花水庫工程

二、圍堰填筑碾壓試驗工作目標

本次圍堰填筑碾壓試驗工作目標，主要是為了有效檢查現(xiàn)場施工過程中開挖料壓實完成之后，是否可以達到預(yù)先設(shè)定的相關(guān)標準和設(shè)計工作參數(shù)要求，檢驗所使用的壓實機械設(shè)備的適用性效果，以及在施工過程中的可靠性，以此為基礎(chǔ)從中選擇出更加科學(xué)合理的施工參數(shù)：鋪料方法、鋪料厚度、壓實工作方法、有效壓實厚度等施工方法與參數(shù)，有效確認相關(guān)質(zhì)量控制技術(shù)要求和檢測工作方法，并且進行現(xiàn)場碾壓和試驗工作。

三、圍堰填筑碾壓試驗工作方法

（一）試驗設(shè)備

在本次圍堰填筑試驗工作當中所使用的試驗設(shè)備如表1所示：

表1 機械設(shè)備

（二）試驗工作的主要內(nèi)容

1.填筑材料的使用要求和來源。

水庫工程項目兩岸位置壩肩開挖料，采用的是填筑料土料最大顆粒直徑不能超過150mm，土石填筑工作當中所使用的石料顆粒直徑最大，不能超過壓實層厚度的2/3。

2.碾壓試驗工藝流程。

圖2 碾壓試驗工藝流程

（三）試驗準備工作

試驗場地通過使用推土機設(shè)備進行場地平整，處理使用22t 振動壓路機設(shè)備進行充分碾壓和密實，局部位置壓路機碾壓不到位，可以通過使用振動夯實方法來進行處理，以此來滿足基礎(chǔ)碾壓試驗工作要求和標準，最終保證整個場地的平整程度和面層的密實程度效果。在正式開始碾壓試驗工作之前，試驗室根據(jù)土工試驗規(guī)程要求和相關(guān)工作方法，對所使用的填筑材料含水率大小進行嚴格測試，同時將試樣當中小于40mm 部分做土工基石試驗，有效確認材料的最大干密度和最佳含水率，其中主要是以干密度作為縱坐標，含水率作為橫坐標繪制干密度和含水率關(guān)系，曲線曲線以上的峰值點，縱橫向坐標分別設(shè)定為回填材料的最大干密度以及最佳含水率。

圖3 圍堰碾壓

（四）試驗分組

在水庫項目工程上下游圍堰選定一塊區(qū)域來進行試驗工作，總共分為6 個試驗區(qū)，每個試驗區(qū)長度為20m，寬度為5m。通過使用白灰畫線邊界組裝進行拉線。其中1 號試驗區(qū)域松鋪黏接性土壤厚度40cm；2 號試驗區(qū)域松鋪黏性土50cm；3號適應(yīng)區(qū)域松鋪黏性土壤60cm；4 號試驗區(qū)域松土無黏性土壤70cm；5 號試驗區(qū)域按松鋪無黏性土80cm；6 號線區(qū)域根據(jù)松鋪無黏性土壤90cm。在碾壓工的過程中首先需要使用22t 的振動壓路機設(shè)備在表面進行一次碾壓和找平，然后按照2、4、6、8 并反復(fù)進行碾壓，在碾壓第 2 遍之后每碾壓一次都需要檢查壓實度以及高程。

圖4 試驗分區(qū)示意圖

（五）填筑材料鋪設(shè)

選定的儲料場當中，通過使用裝載機和挖掘機設(shè)備來進行裝運，使用25t 自卸汽車來進行材料運輸，填筑材料使用自卸汽車后退法來進行上料，使用推土機設(shè)備進行表面平整，使用人工配合機械設(shè)備進行整平處理。在鋪料工作過程中需要使用帶刻度的尺桿，控制鋪料的厚度大小，鋪筑工作結(jié)束之后相關(guān)測量工作人員需要檢查圍堰的高程大小。

（六）碾壓工作

在填筑材料攤鋪工作結(jié)束之后，方可進行后續(xù)的試驗?zāi)雺海谀雺汗ぷ鬟^程中碾壓速率需要控制在1.5km/h 之內(nèi)，碾壓條帶之間的搭接寬度范圍在10～20cm，碾壓過程中端頭位置的搭接寬度為100cm。通過使用壓路機設(shè)備進行分層壓實處理，在碾壓工作過程中需要保證先慢后快、先進行邊緣再進行中間位置的碾壓，在壓實工作過程中需要保證每一個區(qū)域壓實充分均勻，不能產(chǎn)生漏壓情況，對于一些死角位置無法碾壓到位，需要通過采取人工使用小型機具來進行壓實處理，現(xiàn)場碾壓工作過程中通常情況下，需要保證不超過最佳含水率2%的條件下進行，如果實際含水量偏差量過大需要經(jīng)過必要的翻松晾曬以及灑水處理工作之后，方可進行后續(xù)的碾壓工作，回填土每層壓實完成之后需要根據(jù)標準規(guī)范要求，對壓實層的壓實程度進行控制，需要達到標準壓實程度之后，方可進行上一層土壤的壓實工作?；靥罟ぷ魍瓿芍髮τ诔^設(shè)計高程的區(qū)域需要及時進行整平處理，低于設(shè)計高程的位置需要進行土壤翻松之后再進行補充然后進行充分壓實。

（七）壓實工作之后的試驗檢測工作

在檢測壓實程度過程中，需要根據(jù)項目工程施工現(xiàn)場回填材料的實際使用工作情況，每一層壓實回填，工作結(jié)束之后取樣檢測壓實程度大小，每一層取一組，每組取三個點。通過使用灌水工作方法來進行檢測和分析，根據(jù)試樣最大材料顆粒直徑來確認試驗尺寸，本次試驗工作過程中所使用的試坑尺寸為直徑475mm，深度大小為525mm。具體如表2：

表2 試樣最大顆粒直徑

四、安全保障措施

（一）安全技術(shù)措施

第一，在實際試驗過程中必須要嚴格依照國家、省、市所頒布的相關(guān)安全法規(guī)和規(guī)程內(nèi)容，要充分符合安全生產(chǎn)工作條例，通過建立起以項目經(jīng)理為首的安全指導(dǎo)工作小組，并且制定出一系列安全有效的控制工作策略，全面貫徹和落實“”安全生產(chǎn)，預(yù)防為”主的工作方針，有效保證項目工程現(xiàn)場的安全性和穩(wěn)定性。

第二，在正式開始試驗工作之前，需要組織相關(guān)人員對整個試驗工作的安全防護要求和標準進行學(xué)習(xí)，并且還需要設(shè)置出專職的安全人員，主要負責安全生產(chǎn)責任的管理和落實，如果發(fā)現(xiàn)工作現(xiàn)場產(chǎn)生安全隱患，必須要及時指出和處理，充分做到定時、定人、定措施整改，工作防止出現(xiàn)不安全性隱患。

第三，在工作場地主要的進場道口位置，需要設(shè)置比較醒目的安全告示牌，同時還需要根據(jù)國家勞動保護法的相關(guān)規(guī)定進一步加強勞保用品的管理工作，現(xiàn)場的作業(yè)工作人員必須要配發(fā)相關(guān)的勞動保護工作用品，比如安全帽、安全帶以及防塵面具等，禁止工作人員出現(xiàn)酒后工作等情況。

（二）施工機械設(shè)備的安全控制措施

第一，針對各種機器設(shè)備操作工作人員以及車輛駕駛?cè)藛T，必須要取得相關(guān)的操作合格證，不能將機械設(shè)備直接交給無本機操作證的工作人員來進行使用，對這些操作工作人員需要有效建立起檔案的專人管理。

第二，相關(guān)機械設(shè)備操作工作人員，必須要根據(jù)機械設(shè)備的操作說明書，以及相關(guān)使用規(guī)范要求來進行使用，要嚴格執(zhí)行工作之前的檢查工作制度以及工作過程中的相關(guān)注意要點，機械設(shè)備使用完成之后，需要有效落實設(shè)備的保養(yǎng)工作。

第三，駕駛室或者操作室內(nèi)部需要保證充分干凈整潔，禁止存放一些易燃易爆性物品，嚴禁人員酒后使用機器設(shè)備，禁止機器設(shè)備出現(xiàn)帶病運行情況，避免機械設(shè)備出現(xiàn)超負荷運轉(zhuǎn)。通過使用手柄啟動機器設(shè)備需要充分注意手柄出現(xiàn)倒轉(zhuǎn)傷人情況，對機器設(shè)備進行加油工作時，工作過程中需要禁止煙火，嚴禁對運轉(zhuǎn)工作過程中的機械設(shè)備進行維修保養(yǎng)以及調(diào)整等各種操作。

五、結(jié)語

綜上，在試驗段工作結(jié)束之后，總結(jié)最終的試驗工作結(jié)論并且有效得出材料鋪設(shè)厚度、圍堰結(jié)構(gòu)的碾壓次數(shù)、土壤最佳含水率等相關(guān)技術(shù)參數(shù)，為后續(xù)的圍堰填筑工作打下良好的基礎(chǔ)。