小中河电站填筑材料碾压工艺试验报告.doc

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1、中国水利水电第三工程局 越南社会主义共和国小中河水电站项目 独立自由幸福报 告试验报告 工程：小中河水电站工程项目：面板堆石坝填筑材料碾压工艺试验建设地址：老街省沙巴县达万乡投资商：越中电力投资有限责任公司监理单位：设计咨询和投资股份公司施工单位：中国水利水电第三工程局越南小中河项目部 沙巴，2009年10月 中国水利水电第三工程局 越南社会主义共和国小中河水电站项目 独立自由幸福沙巴，2009年10月报 告试验报告工程：小中河水电站根据越南小中河工程面板堆石坝现场碾压试验大纲项目：面板堆石坝填筑材料碾压工艺试验根据小中河水电站工程施工总进度计划进度要求。根据现场施工实际情况以下是中国水利水电

2、第三工程局越南小中河项目部面板堆石坝填筑材料碾压工艺试验报告。监理单位意见： 负责人 （签名）投资商意见： 负责人 （签名）越南 沙巴小中河水电站面板堆石坝填筑材料碾压工艺试验试验报告（合同编号：XL-03） 中国水利水电第三工程局越南小中河项目部2009年10月批准：戴 均审核：权红军校核：于世军编写：张永林试验：张永林 于世军 李光伟 权红军 丁明虎越南小中河水电站工程面板堆石坝填筑材料碾压工艺试验报告1 工程概况小中河水电站工程位于越南社会主义共和国老街省沙巴县境内的小中河上，距沙巴县约20.5公里。小中河水电站枢纽建筑物包括首部枢纽、引水系统、厂房及尾水渠工程。拦河坝为混凝土面板堆石坝

3、。电站装机容量22MW，发电总水头863.3m。本工程由中国水利水电第三工程局小中河项目部承建，2008年3月25日开工，受前期“三通一平”及征地移民工作的制约，2008年9月展开施工，2010年6月实现发电目标。2 试验目的2.1 核实填筑材料设计填筑标准的合理性2.2 通过填筑材料的碾压工艺试验，确定碾压施工参数（包括压实机械类型、机械参数、施工参数等）。3 试验依据3.1 水电水利工程碾压式土石坝施工组织设计导则 DL/T5116-2000；3.2 混凝土面板堆石坝施工规范DL/T5128-2001；3.3 碾压式土石坝施工规范DL/T5129-2001；3.4 碾压式土石坝设计规范 S

4、L274-2001；3.5 土工试验规程SL237-1999。4 设计要求4.1 坝区材料分区和技术指标要求，见表4.1；4.2 坝体分区碾压指标，见表4.2；4.3 中南勘测设计研究院越南小中河混凝土面板堆石坝施工技术要求。表4.1 坝区材料分区和技术指标部位分区序号石料要求上游铺盖开挖覆盖层土料垫层料A轧制的新鲜、弱风化石料，级配优良，最大粒径80mm，含砂（5mm）量为3050%，小于0.075的颗粒含量少于8%，级配连续。B轧制的新鲜、弱风化石料，级配优良，最大粒径40mm，含砂（5mm）量为3050%，泥质含量3%。过渡料A弱风化新鲜的花岗岩石料，级配优良，最大粒径300mm，含砂（

5、5mm）量为520%，泥质含量2%。堆石料B采用新鲜少量分散弱风化的花岗岩，最大粒径600mm,含泥量5%。砂砾料C采用河滩砂砾料，最大粒径300mm，含砂（5mm）量为1535%，泥质含量2%，超径含量1%，含泥量5%。下游坝坡干砌石采用新鲜少量分散弱风化的花岗岩，最大粒径不宜小于400mm。表4.2 坝体分区碾压指标部位分区号干密度 （g/cm3）空隙率 （%）备注垫层料A2.2217.2B2.2516.0过渡料A2.1519.8堆石料B2.1021.6砂砾料C2.1519.8相对密度不小于0.85 原材料5.1试验概况填筑材料碾压工艺试验所选用的填筑材料与设计要求的大坝施工填筑材料相一致

6、。在碾压工艺试验之前，对所用填筑材料的各项性能指标进行了室内试验。填筑材料室内试验内容包括表观密度、堆积密度、空隙率、含泥量、颗粒分析试验、岩石特性及岩石物理力学性质试验。表观密度、堆积密度、空隙率、含泥量，试验结果见表5.1；颗粒分析试验结果1、颗粒分析试验结果2见表5.2-12、颗粒分布曲线见图5.2-15；岩石特性及物理力学试验结果见表5.3。表5.1 填筑材料表观密度、堆积密度、空隙率、含泥量试验结果填筑材料名称最大粒径（mm）表观密度（kg/m3）堆积密度（kg/m3）空隙率（%）含泥量（%）垫层料（A）8026101510421.8垫层小区料（B）402615153041.5/过渡

7、料（A）30026301570401.7堆石料（B）60026501540421.2砂砾料(C)30026401660371.4表5.2 -1 填筑材料颗粒分析试验结果1粒径（mm）300804020105210.50.20.10.075垫层料（A）（%）11.018.419.814.08.67.84.02.35.52.62.5垫层料（B）（%）15.422.915.010.98.65.32.66.24.18.4过渡料（A）（%）9.423.529.46.89.47.45.13.62.81.40.9堆石料（B）（%）4.66.116.826.814.710.87.75.13.31.41.51.

8、3砂砾料(C) （%）32.719.812.711.17.33.22.62.42.42.22.01.8表5.2-2 填筑材料颗粒分析试验结果2填筑材料名称不均匀系数Cu曲率系数Cc设计要求检测结果设计要求检测结果垫层料（A）151121-33.5垫层小区料（B）151121-32.5过渡料（A）10301-32.3堆石料（B）1031.2/砂砾料(C)10106/图5.2.2.1 垫层料(D80)颗粒分布曲线图5.2.2.2 垫层料(D40)颗粒分布曲线图5.2.2.3 过渡料颗粒分布曲线 图5.2.2. 4 堆石料颗粒分布曲线 图5.2.2.5 砂砾料颗粒分布曲线表5.3 岩石特性及物理力学

9、试验结果类别表观密度（g/cm3）吸水率（%）孔隙率（%）抗压强度（N/ mm2）软化系数风干饱和 类岩石2.680.400.4383.277.20.93以上成果表明，填筑材料的物理、力学试验满足设计要求。 5.2供料原则和料场规划坝体填筑材料按结构部位依次为面板上游石渣盖重区、粘土铺盖区、砼面板后垫层区、过渡区、主堆石区、砂砾石区、块石护坡区。坝体填筑总量12.5418万m3。坝体各部位填筑工程量见表5-4。表5-4 坝体填筑工程量表序号工程项目单位工程量备注1石渣盖重区（1A）m33245取自料场2粘土铺盖区m34089取自料场3垫层区（2A）m311873现已加工好部分溢洪道开挖料，不足

10、部分采自料场4垫层小区料（2B）m32588现已加工好部分溢洪道开挖料，不足部分采自料场5过渡区（3A）m314065现已加工好部分溢洪道开挖料，不足部分采自料场6主堆石区（3B）m359807现已加工好部分溢洪道开挖料，不足部分采自料场7沙砾石（3C）m326847现已加工好部分河滩开挖料，不足部分采自料场8下游干砌石护坡m32904现已加工好部分溢洪道开挖料，不足部分采自料场合计m3125418经业主、监理以及我部现场测量，现有可填筑上坝石料70000 m3 。5.2.1石料开采石料开采前，首先进行表土和覆盖层的剥离；然后采用自上而下分层钻孔爆破法开采石料。（1） 表土和覆盖层的剥离石料开

11、采前，采用1.0m3反铲配合推土机从上至下进行表土覆盖层全面剥离，直至可用岩层为止，剥离料按规定运往弃渣场堆放。（2） 开挖分层结合料场地形地质条件，石料开采均采用自上而下台阶法钻爆，堆石料场梯段高度10.012.0m左右。为了料场永久边坡稳定和满足现场文明施工需要，开挖永久边坡采用光面爆破，每1015m设2m宽马道。（3） 作业区划分根据料场开采施工程序，料场开采划分为：钻孔区、爆破装药、装渣区和堆存区，以满足连续作业要求（4） 开采料块度及级配要求料场开采的主堆石区所需新鲜石料，连续级配设计控制最大粒径600mm，并通过现场爆破试验调整；筛分加工料由料场控制爆破粒径（小于500mm），在破

12、碎场经破碎后，再按各种用料级配进行掺和后使用。（5）挖运爆破石渣采用1.2m3液压铲为主，辅以3.0m3装载机挖装； 15t自卸汽车运输。开采爆破试验：最大粒径控制在600mm左右，超径块体（600mm）在10%以内，级配合理，5mm的达到5% 6 碾压试验本次填筑材料碾压工艺试验于2009年7月至2009年10月分别安排了垫层料（A）、垫层料（B）、过渡料（A）、堆石料（B）、砂砾料（C）等材料的试验。摊铺厚度、碾压遍数、压实密度等试验参数严格遵照面板堆石坝现场碾压试验大纲和中国水电顾问集团公司中南勘测设计院小中河工程设计代表文件（小中河设计函【2009】001号）的要求进行。6.1 机械设

13、备选用及人员安排本次试验机械设备及人员配置均以满足大坝主体施工要求配置。配置情况见表6.1。表6.1 碾压施工机械设备及人员配置表序号机械名称规格型号数量(台)产地1挖掘机CAT3202中国2装载机ZL502临工3推土机SD161山东4自卸汽车5T10进口5洒水车5T2进口6振动碾G6181柳工7平板夯机油动1国产8水泵4寸2中国昆明9施工辅助人员10人10试验人员2人6.2 主要试验仪器、设备主要试验仪器、设备包括填筑材料物理试验、现场密度试验、力学试验等，见表6.2。表6.2 主要试验仪器、设备序号试验仪器、设备规格型号数量产地1骨料筛5-300mm一套浙江上虞2土工筛一套浙江上虞3电子天

14、平10kg一台江苏4磅秤100kg一台昆明5容积桶30L、5L各一个国产6搪瓷盘大、中、小各一套国产7压力机200T一台越南8塑料薄膜2mm一卷昆明9钢板尺500mm一把国产10钢圈1400、400mm各一个越南11竹筐80kg5个越南12水桶15L3个越南13钢卷尺5m一个昆明14全站仪TCR802一台国产15温度计0-100两支国产6.3 试验场地选在堆料场进行，试验前对场地进行整平、碾压密实，满足碾压工艺试验的要求。6.4 填筑材料的进场顺序和摊铺本次试验填筑顺序为垫层区、过渡料区、堆石料区、次堆石料区全断面展开，填筑材料的铺筑采用汽车后退法依次卸料，推土机摊铺整平，边角部位人工摊铺整平

15、。6.5 碾压参数的定义：6.5.1 无振碾压振动碾在不启动振动对填筑材料进行碾压的过程，可实现填筑材料振动碾压前后有平整的工作面，有利于振动碾压密实和碾压后的材料铺筑。6.5.2 有振碾压振动碾采用额定的振动功率对填筑材料进行碾压的过程，可实现填筑材料振动碾压密实。6.5.3 碾压遍数振动碾在无振或有振碾压作用下，在碾压工作面上往复1个循环定义为1遍。6.6 现场碾压试验程序和碾压遍数现场碾压的施工程序为各区域填料的进料摊铺整平测量松铺厚度无振碾压有振碾压无振碾压测量碾后厚度试验检测。碾压遍数采用无振1遍+有振6遍+无振1遍、无振1遍+有振8遍+无振1遍、无振1遍+有振10遍+无振1遍依次对

16、各种填筑材料进行碾压。6.7 现场碾压试验成果针对不同的填筑材料、碾压遍数，对填筑材料进行碾压完成后，对压实密度、空隙率、压实厚度和含水率等参数进行了试验检测，试验检测结果见表6.7。表6.7 碾压试验结果填筑材料松铺厚度（cm)碾压遍数(n)检 测 项 目碾压n遍厚度 (cm)松铺 系数湿密度（g/cm3)含水量(%)干密度（g/cm3)空隙率（%）渗透系数垫层区（A）45.51+6+141.11.122.3666.42.22217.11.9510-31+8+140.62.4162.27115.31+10+140.22.4662.31813.5垫层区（B）231+6+119.71.172.3

17、845.82.25415.91.1810-31+8+119.62.4002.26915.41+10+119.42.4152.28314.8过渡区（A）48.51+6+141.91.172.2384.02.15219.75.5010-21+8+141.42.3312.24116.41+10+141.02.4222.32913.1主堆区（B）901+6+178.91.162.2266.02.10021.6自由排水1+8+177.62.3542.22117.11+10+176.82.4832.34212.6（砂砾石C）501+6+145.01.142.2635.22.15119.7自由排水1+8+1

18、44.72.2922.17918.71+10+144.52.3212.20617.77 结论通过本次碾压试验和对资料的分析研究，达到了预期目的，取得以下成果：7.1 确定碾压施工参数a 铺设厚度垫层料 ；45cm特殊垫层料；25cm过渡料 ；50cm堆石料 ；90cm砂砾料 ；45cmb 碾压遍数 垫层料 ；1无振+8有振+1无振；过渡料 ；1无振+8有振+1无振；堆石料 ；1无振+8有振+1无振；砂砾料 ；1无振+8有振+1无振。c 碾压机具G618振动碾，18吨，行走速度应控制在12km/h。7.2 确定质量检查标准垫层料：A干密度2.22 g/cm3、B干密度2.25 g/cm3；过渡料：干密度2.15 g/cm3；堆石料：干密度2.10 g/cm3；砂砾料：干密度2.15 g/cm3。8 质量控制对堆石坝坝体填筑的质量控制及试验检测执行混凝土面板堆石坝施工规范 DL/T5128-2001、碾压式土石坝施工规范DL/T5129-2001和中南勘测设计研究院越南小中河混凝土面板堆石坝施工技术要求等标准进行。中国水利水电第三工程局越南小中河项目部2009年10月18日