中国水电建设集团十五工程局有限公司 陕西省西安市 710068
摘要：本文主要介绍了黑龙江阁山水库大坝工程土料填筑施工时遇到的高粘粒含量土料问题，提出了高粘粒含量土在开挖、填筑施工时的主要思路和解决方法。
关键词：高粘粒含量、土料、填筑试验
一、简介
黑龙江省诺敏河阁山水库位于呼兰河右岸一级支流诺敏河上游、绥化市绥棱县绥棱镇东北约36km处，是一座以灌溉、城镇供水为主，兼顾防洪、结合水力发电等综合利用的大（2）型水利枢纽工程。阁山水库最大坝高18.10m，总库容4.04×108m3，设计坝顶高程为234.20m，坝顶长度3246m。坝体填筑用粘土设计用量230×104m3。设计压实度不小于98%，碾压后渗透系数小于1×10-4cm/s。阁山水库工程筑坝土料场共分A、B、C、D四个分区，土料总储量约470万方。土料天然含水率高、粘粒含量高等因素是该工程大坝填筑的难点。
二、粘土料场情况
经过对上述4个料场进行料场勘察，发现这4个料场土料的粘粒含量、塑性指数、天然含水率指标均较正常情况偏高。如下表1、表2。
勘察过程中还发现，料场天然含水率随深度变化较大，随深度增加而增加。因粘粒含量、天然含水率的偏高，土料在开挖时容易产生大粒径土块，土块直径约10-25cm，最大粒径50cm。这给大坝土料填筑带来了不少困难因素。
为了解决这一制约性难点因素，验证料场土料其能否满足工程填筑施工质量要求，我们对其中的B料场进行了相关工艺试验研究。
三、工艺试验
因土料天然含水率较高，开挖土料粒径过大，不能直接用于填筑碾压，所以我们从土料的开挖制备和土料填筑两个方面进行试验。由于土料具有含水率沿深度方向变化明显，而且不同探坑的平均天然含水率接近的特点，所以为保证碾压试验用土含水的均匀性，采取立面开采的方式。除以上原因外，还考虑到击实试验过程中，不同深度黏粒含量明显不同的特点，为了保证土的均匀性同样需要采取立面开采。立面开采过程中，首先用推土机配合反铲将表面0.5m-1m范围深度的有机上覆土进行清除，然后利用反铲，采用立面开采方式，在1m～4m深度范围内取土，直接开挖得到的试验用土料含水率在24％～29％之间，明显高于最优含水率19.7%，需要通过加工才能进行填筑。
将开挖出来的土料，在试验场地附近长40m宽15m的平坦区域摊铺晾晒，铺料厚度0.4m，先晾晒1天，采用旋耕机旋耕3遍，用反铲对其翻捣，使其混合均匀，土块粒径约在10cm～25cm，在不同部位随机取样6个，酒精燃烧法测含水率约19.3%～20.5%。再继续旋耕3遍之后，土块粒径约8cm～12cm，然后继续晾晒半天，测其含水率为18.5%～19.5%，基本上已满足要求。将所有摊铺土料集中堆在一起，以备碾压试验用。土料翻晒时，天气晴朗，最高气温大约在32℃。现场采用20t自行式振动凸块碾作为土料填筑碾压的主要设备，以环刀法测土料压实密度为检测手段，开展现场碾压试验。现场碾压试验共对不同铺土厚度、不同碾压遍数的碾压试验参数进行了9组试验，并进行了最终参数校核试验。从最终试验情况来看，采用铺土厚度35cm、20t凸块碾碾压10遍的碾压参数，共对校核试验区进行34点个检测，其中压实度最大值为101.2%，最小值为96.4%，压实度平均值99.3%，合格率为97.1%。符合《土石方工程单元工程施工质量评定标准》SL631-2012中第6.2.6条规定的取样合格率不小于90%的要求。
四、施工控制及建议
根据料场勘察的情况看，料场的土料天然含水率普遍比最优含水率高出很多，应提前对料场进行规划。如在料场内部开挖多条排水沟，一是可以避免雨季雨水的直接浸泡，二是可以有效提高料场含水率的降低速度。也可以采用平面开采方法，先进行料场上部1m～3m范围的土料开采利用，因为从整体上来看这部分土料的天然含水率是相对较低的，尤其在夏天的时候。通过上述几种料场规划的方法可以有效提高施工进度。采用平面开采方式，经过运输、摊铺等施工环节，土料的含水率可以降低1％甚至可达2％；可以借鉴以往工程的成功经验，施工中还可以加强对料场自然降低含水率的研究，采取措施自然降低土料的天然含水率，可以加快施工进度。填筑土料含水率控制在最优含水率+1%至-2%范围内。在施工过程中，必要时需对填筑用土料进行击实试验，复核最大干密度和最优含水率，以便更准确地控制压实度和更好地达到压实效果。
五、结语
通过采用一系列的工艺试验及方法研究，认为阁山水库粘土料场的高粘粒含量、高天然含水率土料进行相关加工处理后是可以满足大坝填筑施工质量要求。其中，提前进行料场规划利用设计、料场排水降低含水率等施工安排能有效提高施工进度及施工质量。在土料制备方面必须采取翻晒或耙碎土料的方式，降低土料含水率和大粒径土块含量。在层间结合方面，则必须采用刨毛洒水的方式进行处理，从而提高结合层部位的施工质量。
论文作者:张力
论文发表刊物:《防护工程》2017年第24期
论文发表时间:2018/1/11
标签：料场论文; 含水率论文; 粒径论文; 含量论文; 土块论文; 大坝论文; 工程论文; 《防护工程》2017年第24期论文;