1、萨里克特水电站引水发电系统工程萨里克特水电站工程换填砂砾料碾压试验报告批准：郭培华编写：陈岗试验：陈岗 潘武豪中国葛洲坝集团公司新疆萨里克特水电站工程施工项目部试验室2011年5月5日萨里克特水电站工程砂砾料碾压试验报告根据招标文件及合同文件要求，我部于2011年3月初对萨里克特水电站压力前池工程回填砂砾料进行了碾压试验，现将试验成果报告如下：一、碾压试验目的1.核实砂砾料设计填筑标准的合理性和可行性；2.确定达到设计填筑标准的压实方法(包括压实机械类型、机械性能参数、施工参数等)；3.检验所选用的压实机械的适用性及其性能的可靠性；4.研究确定砂砾料填筑碾压的施工方法和工艺，制定填筑施工的实施
2、细则。二、引用标准1.土工试验规程SL2371999；2.水利水电工程天然建筑材料勘探规程SL2512000；3.碾压式土石坝施工规范DL/T5129-2001；4.堤防工程施工规范SL260-98。三、试验场地的布置碾压试验场地选择在压力前池基础部位，铺料前将试验区域内用PC360反铲将原场地整平，铺料前在原地面上20t自行式振动碾碾压10遍，在此基础上再用试验用反滤料铺一层2050cm的垫层并用20t自行式振动碾碾压12遍后，按要求进行试验场地布置，用白灰线标识出每一试验组合的位置。试验区划分三种不同铺料厚度，选用三种不同碾压遍数，共计9个试验单元，每单元67m(碾压方向长7m)。在每个试
3、验单元布置1.52m的方格网，并用全站仪测定各方格网点的座标及高程，作为铺料厚度的控制基准。采用后退法卸料，铺料时人工配合PC360反铲摊铺，使各铺土厚度满足试验要求。铺料完成后在铺料顶面根据铺料基面布置的方格网座标，恢复方格网平面座标位置，并测设各点高程，从而计算出实际铺料厚度。碾压完各料区后，振动碾退出试验区。再按基面方格网平面座标位置，二次恢复各试验单元方格网，测设各网点高程，从而计算出碾压后的厚度和沉降率。试验场地布置详见碾压试验平面布置图1。四、试验用料及碾压机具碾压试验前对砂砾料进行颗分检测，以满足设计要求的合格料样进行试验。碾压机具采用20t自行式振动碾，振动碾的技术性能参数见表
4、1，振动碾行进速度控制在4km/小时以内。碾压方法采用整辊满错法，振动碾前进后退一次算两遍，每两遍错距一次，顺碾压方向碾筒轮迹的重叠宽度为碾筒宽度的10%(即20cm)。表1 自行式振动碾技术性能表厂家 洛建机械型号 LSS2101工作质量(t) 21振动频率(Hz) 28Hz激振力(kN) 360/220振幅(mm) 2.0/1.0五、试验及成果分析1.测试项目及成果整理检测项目包括压实后干密度、颗分、含泥量、含水率。干密度测定采用灌水法，含水率测定采用烘干法，颗粒级配筛分是将试坑内测定干密度用的全料分级筛分。相对密度试验采用人工松填法测定最小干密度，振动台法测定最大干密度。根据试验测定成果
5、，绘制颗分级配曲线，并对碾压前后的全料颗粒级配进行对比，以铺料厚度为参数，绘制干密度与碾压遍数关系曲线，以及不同碾压遍数与沉降率的关系曲线。详见表（2、3、4）及图（2、3、4）。2.试验成果分析(1)碾压前后的颗粒级配变化从表2和图2及现场目测可以看出，砂砾料碾压后无明显破碎，粒径变化不大。图中级配变化幅度明显其主要原因是铺料过程中料源不均匀，故细料相应增加或减少。(2)碾压遍数与干密度的关系从表3和图3看出，砂砾料干密度都随着碾压遍数的增加而增大。砂砾料铺料厚50cm碾压8遍的相对密度满足设计要求。砂砾料铺厚70cm碾压10遍的相对密度均达到设计要求。 (3)关于铺料厚度振动碾的振动力以压
6、实波的方式向堆石体内传播，动压力随深度的增加逐渐减弱。因此，铺料厚度对压实效果影响甚大。由表3、图3及现场目测可以看出，砂砾料在铺料厚5070cm易于碾压。(4)碾压遍数与沉降率的关系从表4与图4可看出，砂砾料的沉降随碾压遍数的增加而增大，砂砾料从6遍到8遍沉降率增加了1.03%，从8遍到10遍增加了0.12%,表明已趋于稳定。(5)关于砂砾料的相对密度砂砾料的相对密度试验，是用等量替代法将料场复查得到的坝壳料的平均级配，换算为Dmax=80mm的级配后，采用人工松填法求得其在各P5含量时的最小干密度，采用机械振动台法求得其在各P5含量时的最大干密度，通过计算绘制砂砾料P5-d-Dr关系曲线，
7、详见图5。六、施工碾压参数根据以上碾压试验的成果，砂砾料铺料厚度50cm自行振动碾（20T）振动碾压8遍和铺料厚度70cm自行振动碾（20T）振动碾压10遍，相对密度均能满足设计要求。考虑到前池填筑现场施工的差异性，为了满足设计相对密度一定的富裕度，建议砂砾料铺料厚度为50cm，采用进占法卸料，用20t自行振动碾振动碾压，行车速度4km/m3，碾压遍数8遍。图1 砂砾料碾压场地布置示意图 单位：（m）1.5 2.0 6.0 6.0 6.0 2.0 1.5 碾压方向2.07.0 铺料厚度30cm2.0 过渡带7.0 铺料厚度50cm2.0 过渡带7.0 铺料厚度70cm2.0 过渡带 2.06遍
8、区 8遍区 10遍区表2 砂砾料碾压级配颗分表粒径（mm） 小于某粒径土质量百分数(%)碾压前 6遍 8遍 10遍300 100 100.00 100 100200 86.43 95.57 94.21 96.65100 77.83 87.35 84.33 82.3480 68.99 73.94 71.56 68.6560 63.56 68.82 67.96 66.3740 53.79 57.22 58.46 58.1120 50.32 51.07 55.65 54.3210 42.64 41.17 46.52 44.365 33.12 31.56 36.53 35.412 19.56 19.5
9、8 20.18 21.351 11.37 11.79 13.18 14.260.5 5.86 5.69 6.97 6.910.25 4.64 4.45 5.78 5.760.1 3.14 3.02 4.21 3.990.075 2.38 2.44 2.78 2.935mm含量（%） 33.12 31.56 36.53 35.41含泥量（%） 8.98 9.25 9.29 9.34砾石含量（%） 66.88 68.44 63.47 64.59表3 砂砾料碾压试验干密度检测成果表铺料厚度（cm） 碾压遍数（N） 坑号 实测干密度（g/cm3） 相对密度 平均相对密度 砾石含量（%）30 6 1 2
10、.18 0.83 0.84 68.882 2.19 0.85 69.148 1 2.24 0.91 0.92 74.932 2.25 0.93 69.0710 1 2.29 0.99 0.98 77.242 2.28 0.97 68.6750 6 1 2.16 0.80 0.81 64.822 2.18 0.83 62.738 1 2.23 0.90 0.91 69.222 2.25 0.93 71.3710 1 2.28 0.97 0.96 79.552 2.27 0.96 66.2770 6 1 2.13 0.76 0.76 82.152 2.14 0.77 69.278 1 2.21 0.88 0.87 61.342 2.20 0.86 66.1810 1 2.24 0.92 0.92 74.312 2.25 0.93 69.28图3 砂砾料碾压遍数与干密度关系图表4 砂砾料碾压试验沉降率 单位：(%)铺料厚度(cm) 碾 压 遍 数(n)6 8 1030 4.52 5.57 5.7350 4.92 5.91 5.9970 5.33 6.39 6.50图4 砂砾料碾压遍数与沉降率关系图图5 砂砾料P5、d、Dr三因素相关图
