进水口坝段下游砂砾石土回填及碾压试验施工技术

进水口坝段下游砂砾石土回填及碾压试验施工技术

作者：田丽娟 管魁璞

来源：《中国科技博览》2013年第05期

中图分类号：TV523 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）05-0032-01

引言：鲁地拉水电站进水口坝段下游砂砾石土回填施工，由于其垂直高度大，填筑质量要求高，对底部及周边大体积混凝土及边坡附属设施需要进行保护，工期紧，下料难度大等特点，致使施工难度较大。根据本工程施工特点采用修筑便道，使运输车量直接至工作面，为了全面开展砂砾石土回填施工，在工作面进行了现场试验，具有代表性，满足试验区域的施工要求。在工作面的试验数据更能贴近实际，为大面积砂砾石回填施工提供依据，提高了施工质量，满足了施工进度。 1.工程概述

鲁地拉水电站位于云南省大理州和丽江市的交界处，坝址右岸属大理州宾川县，坝址左岸属丽江市永胜县。是金沙江中游河段梯级开发的第七级，上接龙开口水电站，下接观音岩水电站。电站是以发电为主，兼有水土保持、库区航运、旅游等综合效益的水利水电枢纽工程。电站总装机容量2160MW，多年平均年发电量99.57亿kW·h。电站属大（I）型一等工程，主要建筑物为1级，次要建筑物为3级。

本回填区域垂直高度14米，宽度32米，长度168米，在砂砾石土回填及碾压施工过程中严格按照规范要求施工，在施工过程中及时调整、优化施工，保证施工质量和施工进度。 2.回填顺序及施工方法

回填施工按照施工规范及设计图纸的要求，进行分层回填，分层的最大厚度不大于0.5米，回填碾压后的相对密度Dr不低于0.7。 2.1填筑方法

在1#进水口靠坝后挡墙位置设置反滤层，厚度1米，反滤料采用人工拣集的碎石，粒径为5cm，反虑料外铺设土工布，施工质量均应满足规范要求。

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回填之前在EL.1214高程铺设纵横向排水盲沟间排距5米；侧面边坡EL.1223高程以下纵横向排水盲沟间排距5米，随回填高度逐步施工。

回填时采用自卸汽车进占法卸料，推土机向前进占平料。在平料过程中，及时检查铺料厚度，严格控制含水量，对超厚部位立即进行处理，对于一些凹坑辅以人工整平。

碾压采用18t振动碾进退错距法进行碾压，并严格控制压实遍数，防止超压和漏压。碾压时碾迹搭接宽度顺碾压方向不小于0.3-0.5m。碾压完毕经取样合格后，压实面洒水湿润再进行下一层填筑。

在与边坡及混凝土接缝部位回填时，配合回填的上升速度，采用平板振动夯辅助分层进行夯实，并使含水量控制在规定范围内，然后继续铺填新料进行压实。

由于其回填基础较深，开始填筑前修筑的斜坡道随填筑需要二次挖出进行回填碾压，从而保证填筑压实质量。 2.2回填施工参数

回填原材料采用电站开挖无用料，碾压后的相对密度Dr不低于0.70，且粒径不大于20cm。分层回填碾压，碾压的分层厚度不大于0.5m，各工序、各部位均按规范要求施工。 3.碾压试验与检测 3.1试验目的

通过填料现场填筑和不同施工参数碾压生产性试验，达到以下目的：

（1）在已选定的压实机具和施工机械条件下，达到设计压实标准时，确定经济、合理的压实参数，包括：铺料厚度、碾压遍数、沉降率、含水率等。

（2）通过试验确定填料施工工艺，包括：堆料调整、铺料方式、碾压方法、行车速度、结合层面的处理、含水量调整、洒水方式和洒水量等。 3.2试验场地布置

（1）试验场地选定：试验在回填区做，根据生产隋况安排试验。

（2）场地清理完成后，用与试验相同的材料铺一层，厚约50cm，碾压10遍，确保基面坚实、平整、平整度为±5cm。将这一层作为基底，然后在其上进行正式的碾压试验。 （3）碾压试验场次的确定（如表1）

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砂砾石土料：碾压试验场地为40×25m2，碾压试验分别为三种不同碾压遍数（分别为6、8、10遍）、铺填厚度（50cm），18T振动碾，加水量15%进行组合，最后选取铺料厚度一定情况下最优的碾压遍数和含水率等。 （5）碾压沉降变形网点布置与测量

各试验组合区均按1.5m×1.5m的网格设测点。在试验区外设置控制桩，网格测量点以石灰粉标记并编号。用水准仪测量基面网点高程。铺料和压实不同遍数后，在同一网点上测量高程，以计算每一个组合铺料平均厚度和不同压实遍数的平均沉降量。水准尺下放置尺垫，中心设置一蘑菇头形亭帽。

3.3碾压试验基本工艺流程和铺填碾压方法 3.3.1碾压试验基本工艺流程

地平碾压→基面测量→进料（退铺法）→推平（控制铺料厚度）→静压→沉降测量→碾压（6、8、10遍）→沉降测量→含水率、密度、级配渗透系数检测→回填试验坑碾压→下一场试验。

2.3.2铺填、加水、碾压方法

砂砾石土料采用进占法填筑，铺填厚度误差为松铺厚度的±10%。

加水方法：砂砾石土填料在碾压现场加水，采用带孔的钢管（长度一条带宽）均匀洒水，用水表计量。

碾压时采用进退错距法，轮压重叠宽度为轮宽/碾压遍数（cin），碾压时行车速度为3km/h。

3.4现场检测试验

3.4.1填料铺料厚度及沉降率。

在试验区布置测量点（2m×2m的方格），在铺料前、松铺平整后、规定的碾压遍数后测量对应点的高程，计算铺料厚度、压实后的厚度及对应的沉降率。 3.4.2干密度检测

砂砾石土料用灌水法，每一场次取样4个，采用0.3mm塑料膜，并进行体积校正。试坑直径为最大粒径的2-3倍，试坑深度为压实层厚度。

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3.5室内试验 3.5.1物理性能试验

筑料物理性能试验包括：颗粒级配和颗粒比重。

颗粒级配：每种填料的颗粒级配试验三组。颗粒比重：细粒部分采用比重瓶法，粗粒部分采用浮称法，根据级配计算全料的比重。 3.5.2力学性能试验 1、击实试验

仅针对碎石土料，采用代表性土料进行。 2、相对密度试验

仅针对反滤料，采用代表l生填料进行。最小干密度采用松填法，最大干密度采用振动台法。

3.7试验成果

通过试验获得的试验参数，整理汇总：

（1）压实干密度（孔隙率）与碾压遍数的关系； （2）压实沉降量与碾压遍数的关系曲线；

（3）碎石土不同碾压遍数时干密度与含水率关系曲线。

（4）绘制最优参数下干密度、压实度，孔隙率的频率分配曲线与累计N-g曲线。 （5）提出达到设计标准的施工参数：碾压机具、碾压遍数、行车速度、错车方式、含水率及堆石的加水量等。

结束语：砂砾石土回填施工容易出现沉降等施工问题，经过碾压试验确定碾压遍数及最优含水率等技术参数，施工过程中严格按照此参数进行施工，严格控制。能使沉降风险降低到最低。经实践证明此施工方法节省了施工工期，后期沉降率在规定范围内，节约了工程投资，为类似工程施工积累了一定施工经验。 作者简介

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田丽娟（1976）女，山东日照人，工程师，主要从事水利水电工程技术和施工管理工作。