2、砂砾石碾压试验施工方案

甘肃省陇南市白龙江锦屏水电站

土建施工及金属结构安装工程

合同编号：JPSN-TJ-2014-01/JPYS-TJ-2014-02

JPCF-TJ-2014-03

砂砾石碾压工艺试验施工方案

葛洲坝新疆工程局（有限公司）

白龙江锦屏水电站施工项目部

二〇一五年一月

编制：审核：批准：

目录

1 工程概况 (1)

2 试验目的 (1)

3 编制依据 (1)

4 碾压试验的设备配置 (2)

5 碾压试验的人员配置 (2)

6 试验材料 (3)

7 现场碾压试验 (3)

7.1场地布置 (3)

7.2碾压试验相关参数 (4)

8 砂砾石碾压试验基本工艺及铺填碾压方法 (4)

8.1 碾压试验基本工艺流程 (4)

8.2 铺填碾压方法 (4)

9 检测试验 (5)

9.1 铺料厚度、碾压遍数及沉降量 (5)

9.2 干密度检测 (5)

10 成果整理 (7)

附表 (8)

1 工程概况

白龙江锦屏水电站位于甘肃省东南部的两水镇境内，地理坐标：东经104°46′～104°50′，北纬33°24′～33°26′，行政隶属甘肃省陇南市武都区两水镇。电站设计为低坝引水式开发方式，引水开发方案由枢纽、引水系统和发电厂房等三部分组成。电站枢纽位于烟墩里下游770m的白龙江干流上，枢纽长约145m，枢纽由3孔进水闸和8孔泄冲闸组成，正常蓄水位1031.0m，闸顶高程1033.2m；引水系统由渐变段、梯形明渠、矩形明渠组成，其中：Ⅰ型梯形明渠（含渐变段）长340.94m，矩形明渠长1078.00m，Ⅱ型梯形明渠（含渐变段）长157.80m。厂房及厂区由发电厂房、升压站、前池、尾水渠等组成。

电站装机容量24.0MW，引水流量202.3m3/s，属IV等小（1）型工程。主要建筑物级别为4级，次要建筑物和临时建筑物级别为5级。

2 试验目的

以达到设计指标为目地，通过现场碾压试验，进行相应的检测项目，主要包括沉降量、干密度、碾压后颗粒破碎情况试验，来选定合理的碾压施工参数，其中包括：铺土方式、铺土厚度、碾压机械的类型及重量、碾压遍数、压实方法等。现场试验结束后，将全部成果整理编写成正式报告递交监理人，报告中应根据设计要求对施工参数的选择作出论证。在得到监理人批准后进行正式填筑施工。

3 编制依据

（1）招标文件中的技术条款；

（2）现有设计施工图；

（3）《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5129-2001）。

4 碾压试验的设备配置

砂砾石碾压试验设备配置见下表：

表4-1 机械设备配置表

编号设备名称设备型号单位数量备注

1 推土机SD16TL 台 1

2 洒水车8t 台 1

3 压路机LGS820 台 1

5 平地机PY-180 台 1

6 自卸车15t 辆 2

7 挖掘机 1.3m3台 1

8 装载机ZL-50 台 1

9 蛙式夯实机HW60 台 2

10 套环直径120cm，

高20cm

套 2

11 台秤500kg 台 1

12 全站仪台 1

13 水准仪台 1

5 碾压试验的人员配置

砂砾石碾压主要施工管理人员配置见下表：

表5-1 主要施工管理人员配置表

序号工种人数备注

1 管理人员 2

2 测量人员 2

3 试验人员 2

4 技术员 1

5 质量员 2

6 安全员 1

7 普工10

合计20

6 试验材料

本次铺填料为白龙河河床开挖砂砾石，现场碾压试验之前，取样进行砂砾料的室内物理性质检验，确定砂砾料的级配、最大干密度、最小干密度等指标。砂砾料粒径要求及压实标准要求见表6-1。

表6-1 各部位填筑砂砾料要求及压实标准

部位

级配特征压实质量指标

最大粒径

(mm)

最小粒径(mm) 含泥量(%) 干容重压实相对密度

枢纽工程不大于

150mm

不小于

0.075mm

不超过10% 不小于22KN/m3不小于0.8

引水工程采用天然砂砾石不小于21KN/m3不小于0.8 厂房工程采用天然砂砾石不小于21KN/m3不小于0.75

7 现场碾压试验

7.1场地布置

试验前用ZL-50装载机将试验区域表层淤泥、腐殖土等不合格土及草皮、树根、建筑垃圾等杂物清除，经过平地机平整后用压路机进行碾压处理，地基基本不沉降后，基面应平整坚实，表面平整度小于10cm。然后用白石灰将碾压区域分块划分场地。在试验场地外1.5m处打木桩，木桩上显示刻度以控制每层铺料厚度。

本次砂砾石压路机碾压试验，拟确定为3种铺筑厚度（40cm、60cm、80cm）、4种碾压遍数（6遍、8遍、10遍、12遍）进行12种情况组合，共分16个碾压单元。

本次砂砾石蛙式夯实机碾压试验，拟确定为3种铺土厚度（30cm、40cm、50cm）、3种碾压遍数（4遍、6遍、8遍）进行9种情况组合，共分9个碾压

单元。

（施工现场试验场地布置示意见附图。）

7.2碾压试验相关参数

碾压机具技术参数

碾压机械型号振动方式工作质

量（t）

静线荷载

（N/cm）

功率

（kw）

碾轮轮参

数（mm）

振幅

（mm）

振频

（Hz）

激振力

（kN）

LGS820压路

机单轮20.0 455 132

D1600×

L2150×

H40

2/1 28/35 360/280

HW60蛙式夯

实机0.18 2.2

L520×

W120 填筑碾压试验场次安排表

碾压机械型号填筑

材料

铺料法松铺厚度（cm）碾压遍次行走速度碾压方式

LGS820压路机砂砾

石

后退法40、60、80 6、8、10、12 2~3km/h

进退错距法

碾压

HW60蛙式夯

实机砂砾

石

后退法30、40、50 4、6、8 0.5~0.8km/h

进退错距法

碾压

试验块表面布置

层厚：40cm

碾压遍数：静碾2遍+振碾4、6、8、10遍

试验面积：

32m×6m 层厚：60cm

碾压遍数：静碾2遍+振碾

4、6、8、10遍

试验面积：

32m×6m

层厚：80cm

碾压遍数：静碾2遍+振碾

4、6、8、10遍

试验面积：

32m×6m

8 砂砾石碾压试验基本工艺及铺填碾压方法

8.1 碾压试验基本工艺流程

测量放样→场地整平→铺料→推平→静碾→振动碾压→层厚测量→碾压过程的沉降观测→密度检测→回填试验坑碾压→下一场试验

8.2 铺填碾压方法

在选定的场地上，用白灰线按布置要求布设试验场地的大边框。先用推土机平整场地：再平地机对整个场地进行整平，场地的平整度控制在10cm以内，最大高低差小于30cm；再对整个场地进行碾压，直至场地的沉降接近0时为止。场地的沉降采用水准仪进行控制。

采用自卸车运料至试验场地规定点卸料，采用后退法铺筑，按计划要求的铺筑厚度用推土机摊铺整平，同时用带有高度标记的竹竿控制铺料厚度，厚度误差控制在±5cm范围内。

碾压前用白灰标记各测点，然后实测并记录各点初始高程，核对铺料厚度。压路机采用先静碾后振碾，按前进、后退全振不错位法进行碾压作业，两条碾压带之间的搭接宽度为10~20cm，往返一个来回为振压两遍。

蛙式夯实机碾压时，顺轴线方向平行行驶。

碾压后的测量：以此每完成碾压两遍后，对各区的标记点进行一次碾压后的高程测量，与前一次的高程对比，求出碾压后各点的沉降值，并计算试验分区内的沉降平均值，并绘制沉降值~碾压遍数关系曲线。

9 检测试验

9.1 铺料厚度、碾压遍数及沉降量

现场记录填料铺料厚度，碾压遍数及沉降量。

9.2 干密度检测

现场砂砾石粒径偏大，本次试验采用灌水法检测密度。

每一种碾压组合取一组试样进行颗粒分析检测，碾压后的级配曲线。

灌水法检测（DL/T5129-2001），试验步骤如下：

1、准备试验检测所需套环、磅秤等仪器。

2、将选定试验处的试坑地面整平，除去表面松散的土层。

3、将套环平稳地放置在试坑试验地面。

4、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。

5、用盛水器向环内注水，记录每桶水质量，当环内水位与套环边缘平齐时，停止注水，记录注水总质量m 1、水温T 和环内水位h 1。

6、排除环内水，取出塑料薄膜，在套环内挖试坑，试坑尺寸90～120cm ，深度同碾压分层厚度。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 。

表9-1 试坑尺寸与最大粒径关系

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

7、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，如图9-1所示。

8、用盛水器向试坑内注水，记录每桶水质量，注水至环内水位与套环边缘平齐时，停止注水，记录注入试坑内水的总质量m 2，测量水的温度T 。

图9-1 灌水法测密度试验

9、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，待修补好以后再按规定进行。

干密度计算：

1、试坑体积计算公式：

ΔV ρm m w

1

2+-=

V 式中：V ——修整后的试坑体积，cm 3； m 1——套环内注水质量，g ；

m 2——套环加试坑内注水质量，g ；

ρw ——T °时水的密度（ρw ≈1.0），g/cm 3； ΔV ——塑料薄膜的体积，cm 3。 2、干密度计算公式：

V

m ρd

式中：ρd ——干密度，g/cm 3； m ——试样干质量，g ； V ——试坑体积，cm 3。 3、相对密度计算公式：

Dr ＝ρ

max

*（ρd －ρ

min

）/（ρd *（ρ

max

－ρ

min

））

式中：Dr ——相对密度，%； ρ d ——干密度，g/cm 3； ρmax

——最大干密度，g/cm 3； ρmin ——最小干密度，g/cm 3；

10 成果整理

通过试验获得的试验参数，整理汇总，提交以下成果：

1、报告提供各种填料不同铺料厚度时的干密度与碾压遍数关系曲线；沉降率与碾压遍数关系曲线。

2、提出各种回填料达到设计标准要求的碾压参数。如碾压机具、铺土厚度、碾压遍数、压实干密度、压实相对密度等。

3、各种填料的颗粒级配。

4、报告还对今后填筑施工质量控制，施工工艺，压实质量检测方法提出具体意见。

附表

1、土密度检测原始记录（灌水法）；

2、颗粒大小分析检测原始记录（筛析法）；

2、粗粒土最小干密度、最大干密度检测原始记录。