碾压试验实施方案改后.docx
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碾压试验实施方案改后
深圳市清林径引水调蓄工程第二标段
碾压试验实施方案
一、工程概况
1号坝在原清林径1号副坝上扩建，为粘土心墙土石坝，坝轴线为直线，最大坝长度为309.8m，最大坝高34.6m，坝顶宽8.0m。
坝顶高程为82m，下游棱体高程53.5m。
坝体上游边坡1：
3，下游边坡1：
2.75，从上游至下游依次布置上游坡砼面板、粗砂碎石垫层中粗砂垫层、上游强风化料、粘土心墙、下游反滤层、下游强风化料、下游草皮，上游护坡采用现浇C20砼，厚度为250mm，面板5m×5m,下设粗砂碎石垫层和中粗砂垫层，厚度均为300mm。
板上设DN50PVC排水管，纵横间距2.5m。
下游侧设路灯和路缘石，下游护坡采用草皮护坡，每100m设一条横向排水沟，下游设置有2m宽砼梯步。
心墙顶高程为80.3m,粘土心墙顶宽4m,上下游坡度均为1：
0.75，心墙下游（大部分断面高程75m以下）设竖向2.0m宽砂反滤层和坝底设水平1.5m厚的砂反滤层。
大坝坝顶采用砼路面，并布置0.8m高C25钢筋砼防浪墙。
大坝坝体填筑方量为：
坝壳料357300m3，反滤料31000m3，心墙料140800m3。
本工程的土方碾压控制指标为：
防渗土料最优含水量为16.5%，土料的含水量应控制在最优含水量的-2%~3%，击实后最大干密度为1.79g/cm3.压实度应大于98%。
反滤料级配满足要求且粒径小于0.075mm的颗粒含量不得超过5%，含泥量不应大于5%，压实后相对密度应大于0.7,压实度应大于98%。
强风化坝壳料最优含水率为8.8%，击实后最大干密度为2.14cm/cm3，压实度应大于98%。
二、试验依据
试验中严格遵循、执行现行有关规范，主要规范规程及要求如下：
1、《水利水电工程施工测量规范》（SL/T5099－1999）
2、《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129－2007）
3、《土工试验规程》（SL237－1999）
4、《水电水利工程土工试验安全技术规程》（DL/T5371－2003）
5、施工图纸
6、《施工技术要求》
7、招标文件中的有关技术条款
三、实验目的
在具备与大坝实际填筑施工相同的条件下，对所采用的建筑材料进行现场压实实验，其目的为：
1.核实坝体填筑设计压实标准的合理性，通过碾压试验对设计的压实指标进行验证。
2.确定压实机械的碾重，检验所选用的填筑压实机械的实用性及其性能的可靠性。
3.确定经济合理的压实遍数、含水量、行车速度、铺土厚度等施工压实参数。
4.确定压实质量控制方法和检测方法，完善填筑工艺，制定坝料填筑施工方法及措施。
5.提前为大坝填筑施工做好技术准备。
四、碾压试验组织机构
为切实做好碾压试验工作，确保试验成果真实有效，我部成立碾压试验领导小组，在建设单位、监理单位及相关部门共同参与下进行碾压试验。
在整个试验过程中，由专人负责，技术人员指导，试验、质检、测量、施工部门配合下实施，业主、监理、设计单位相关人员现场监督指导，碾压试验成果由我部整理上报监理审查。
碾压试验组织机构如下：
组长：
彭新玉
副组长：
李维义王文忠蒋金喜
组员：
彭军杨正华张伟曾志育雷泽民林钦跃蔡加弟等
五、碾压试验准备工作
碾压试验前应做好以下准备工作：
1.试验前应选择代表性土料（本次试验心墙料选在1号料场2-1区域，坝壳料选在1-2区域）,并进行必要的加工、处理，同时储备足够的土料供试验使用。
2.供试验使用的各种机械、设备和试验仪器、工具、器材必须准备齐全。
3.参加试验的人员必须对试验工作充分了解，并熟悉本职工作，熟悉设计要求和试验步骤。
4.进场道路、试验场地平整、压实布置，其它辅助设施必须准备就绪。
六、试验设备
1.大型设备：
厦工振动平碾20T一台，1m³挖掘机一台，推土机一台，15T自卸汽车二辆。
②小型设备:
天平一台，磅秤一台，烘箱一个，孔筛一套，秒表1只，环刀20个，铁锹2把，箩筐2个，薄膜一卷，铲子3把，套环一套。
水准仪一台，铝盒20个。
七、碾压试验
1、压实参数和实验组合
①压实参数：
机械参数和施工参数
机械参数：
厦工XG6204M振动碾（20T），功率为125kw，频率为28Hz,静线载荷460N/m，施工中行驶速度采用Ⅰ=2.4km/h，激振力为210～350KN。
施工参数：
防渗料铺土厚度分别为40cm、45cm二种，碾压变数分别为7遍、8遍。
坝壳料铺料厚度分别为40cm、50cm、60cm，碾压遍数分别为6遍、7遍、8遍。
反滤料的的厚度40cm、50cm、60cm,振动平碾静压2遍，之后用平碾碾压2遍、4遍、6遍。
②实验组合：
采用淘汰法，即每次只变一种参数，固定其它参数，通过实验求出该参数的适宜值，以同样的操作，变动另外一个参数，用实验求出第二个参数的适宜值，以此类推，待各项参数选定后，用选定参数进行复核实验，用此方法的优点是实验总数较少。
本次试验采用天然含水量进行。
粘土料碾压试验参数组合
场次
组合号
铺筑厚度（cm）
碾压遍数
第一场
1
40
7
2
40
8
第二场
3
45
7
4
45
8
第三场
按初步确定参数进行复核试验
强风化坝壳料碾压试验参数组合
场次
组合号
铺筑厚度
（cm）
碾压
遍数
场次
组合号
铺筑厚度（cm）
碾压
遍数
第一场
1
40
6
第二场
4
50
6
2
40
7
5
50
7
3
40
8
6
50
8
第三场
7
60
6
第四场
按初步确定参数进行复核试验
8
60
7
9
60
8
反滤料碾压试验参数组合
场次
组合号
铺筑厚度
（cm）
碾压
遍数
场次
组合号
铺筑厚度（cm）
碾压
遍数
第一场
1
40
4
第二场
4
50
4
2
40
6
5
50
6
3
40
8
6
50
8
第三场
7
60
4
第四场
按初步确定参数进行复核试验
8
60
6
9
60
8
2、实验场地的选择：
根据现场实际情况，将防渗料、坝壳料、反滤料在同一场地进行试验，场地选择在1号坝下游靠近1-1上坝路一侧较平坦区域测量放线出15m×25m的试验场地。
①实验场地的要求：
场地应平坦，地基坚实；用实验料先在地基上铺压一层厚30cm土料，压实到设计标准（其含水率应控制在最优含水率附近），将这一层作为基层，然后在其上进行碾压试验。
②实验场地的面积要求和布置：
粘土料碾压试验的面积是10m×16m,坝壳料和反滤料的实验场地面积为10m×21.5m。
详细布置见下表:
表1粘土碾压试验场地布置图
10m
表2风化料碾压试验场地布置图
4×5m+3×0.5m=21.5m
行车方向
10m
表3反滤料碾压试验场地布置图
4×5m+3×0.5m=21.5m
行车方向
10m
3、实验内容：
①粘土料的碾压试验。
②坝壳料的碾压试验。
③反滤料的碾压试验。
④选定参数的复核实验。
4、碾压试验的工作计划
粘土的碾压试验:
2014年8月18日～2011年8月19日
坝壳料的碾压试验：
2014年8月19日～2014年8月20日
反滤料的碾压试验：
2011年8月20日～2018年8月21日
复核试验：
各料完成碾压试验后立即进行。
试验报告：
2014年8月22日~2014年8月23日
八、碾压试验步骤
1、粘土料的碾压试验步骤：
①采取定点测量方式来控制铺土厚度，用15t自卸车运料，进占法卸料，用推土机平整，整平后再测定铺料厚度，铺土厚度在标杆上用油漆标记，标杆间距1.5-20m，铺土厚度误差为松铺厚度的±10%；
②采用进退错距法碾压（若碾压6遍,则每次错距为1/6碾宽,碾宽200cm,错距为33cm）,静压时不错距，碾压方向平行于纵轴线。
振动碾行走速度控制在2km/h以内，垂直碾压方向搭接宽度0.3-0.5m，平行碾压方向搭接宽度1.0-1.5m。
先用振动平碾静压两遍，再用振动碾压，直到所规定的碾压遍数，静碾并观测沉降量，做好记录；
③完成所规定的碾压遍数后，取样由环刀进行取样，取样部位在层厚的1/2以下。
每一组取10-15个，同时记录下压实层厚度；
④用酒精燃烧法或烘烤法测定含水率和干密度，验证是否满足压实度的要求；
⑤铺筑下一层土料之前，对上一层进行洒水并刨毛；
⑥整理试验数据，绘制关系曲线。
根据试验结果对铺土厚度、碾压遍数进行分析，初步推荐适合的施工参数；
⑦复核试验。
在碾压试验完成后，并对试验数据整理得出初步推荐的施工参数之后，再对该推荐参数进行复核试验。
2、坝壳料碾压试验步骤：
①采取定点测量方式来控制铺土厚度，用15t自卸车运料，进占法卸料，用推土机整平，整平后再测定铺料厚度,用20T振动平碾碾压，直到所规定的碾压遍数，完成所规定的碾压遍数后，观测压实后的厚度，碾压时对沉降量进行观测并记录，最后采用灌水法或灌砂法进行干容重测定，取样时试坑深度即为层厚。
下以灌水法为例。
②干容重测定
a）按表C1规定的试坑尺寸，将相应直径的套环平稳地放置在试验点上。
表C1试坑尺寸与试样最大粒径关系
试样最大粒径
mm
试坑尺寸
套环直径
cm
直径
cm
深度
≥800
不小于160
碾压层厚
200
≥300
90～120
120
b）将水位测针安装在套环上。
c）将大于套环内表面积的一层塑料薄膜置于套环内，沿环底、环壁紧密相贴。
d）用盛水器向环内注水，记录每桶水质量，环内水深控制在10cm—15cm，记录注水总质量m1。
水温T和环内水位h1（即测针读数）。
e）排除环内水，取出塑料薄膜，按C1规定，在套环内挖试坑。
挖试坑应从中间向外扩展，在挖试坑过程中，不得碰撞套环和挤压坑壁，已松动的岩块应全部取出，称量试样干质量m。
f）在挖好的试坑内，人工整平踩实坑底，将面积足够大的一层塑料薄膜置于坑内沿坑底、坑壁及套环壁松松地铺上，如下图所示。
g）用盛水器向试坑内注水，记录每桶水质量，注水至环内水位h2止（即测针读数），记录注入试坑内水的总质量m2，测量水的温度T。
h）向试坑注水过程中随时调整塑料薄膜，排除薄膜与试坑壁间的孔隙，使其靠紧坑底、坑壁及环壁。
同时，要随时观察塑料薄膜有无刺破漏水现象，发现有刺破漏水处，应停止向试坑内注水，排除坑内的水，待修补好以后再按7、8款规定进行。
③干容重测定满足设计及规范要求后，再进行渗透系数检测；
④整理试验数据，绘制关系曲线。
根据试验结果对铺土厚度、碾压遍数进行分析，初步推荐适合的施工参数。
⑤复核试验。
在碾压试验完成后，并对试验数据整理得出初步推荐的施工参数之后，再对该推荐参数进行复核试验。
3、反滤料碾压试验步骤：
①先做室内试验对反滤料的粒径做筛分，当反滤料粒径、级配及含泥量满足设计要求后再进行碾压试验。
②反滤料的铺料厚度40cm、50cm、60cm，用5吨的自卸汽车运料，人工配合平料,边界线用人工修整,并削除交界面的超径石。
③测相对密度和渗透系数，在压好的反滤料上，用“挖坑灌水法”测定要求Dr（相对密实度）>0.7。
④测比重和颗分看是否满足设计要求，小于0.075mm的颗粒含量小于0.5%（其中颗粒是否在包络线，不均匀系数小于等于5～8,含泥量小于5%。
渗透系数大于5.8ⅹ10-3cm/s。
⑤整理试验数据，绘制关系曲线。
根据试验结果对铺土厚度、碾压遍数进行分析，初步推荐适合的施工参数。
⑥复核试验。
在碾压试验完成后，并对试验数据整理得出初步推荐的施工参数之后，再对该推荐参数进行复核试验。
七、碾压试验成果整理
1、粘土料
①绘制不同铺土厚度时的干密度（ρd）与碾压遍数（N）关系曲;
②绘制不同铺土厚度不同碾压遍数时的干密度（ρd）与含水率（ω）关系曲线；
③根据关系图，寻求最优施工组合方案和施工参数，并提出书面报告报监理工程师审核，并以此参数指导心墙填筑施工。
2、坝壳料
①绘制不同铺土厚度时的干密度（ρd）与碾压遍数（N）关系曲线;
②绘制不同铺土厚度不同碾压遍数时的干密度（ρd）与含水率（ω）关系曲线；
③应绘制砾石（〉5mm）含量与干密度（ρd）关系曲线;
④绘制沉降量（△h）与碾压遍数（N）关系曲线;
3、反滤料
①绘制不同铺土厚度时的干密度（ρd）与碾压遍数（N）关系曲线;
②绘制相对密实度与铺土厚度、碾压遍数的关系曲线。
根据以上成果结合工程的具体条件确定各种坝料施工碾压参数和填筑标准，在试验报告中将提出以下结论：
1设计标准是否合理；
2与各种坝料相适应的压实机械和参数；
3各种坝料填筑干密度控制范围，所有碾压料有关的颗粒曲线是否满足设计要求；
4提出达到设计标准的施工参数：
铺土料厚度、碾压遍数、行车速度、错车方式、黏性土含水率及无黏性土堆石料的加水量等；
5上下土层的结合情况及其处理措施；
6其他施工措施与施工方法如铺土、平土、刨毛等。
在碾压试验过程中，我施工单位试验人员将严格按照试验规程《碾压式土石坝施工规范》中附录B操作；现场试验完毕后，将试验资料系统整理、分析研究后，对设计提出的技术指标进行验证。
提出现场试验报告，推荐施工参数，报监理工程师和设计单位审定后，才进行坝体填筑。
八、编写实验报告
在现场试验完成后进行试验报告编写。
清林径引水调蓄工程二标施工项目部
二〇一四年八月十三日
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