普宜水库大坝斜墙黏土填筑料含水率控制方法探讨

陆定伟 刘春艳

摘 要：针对普宜水库黏工程所在地年平均降水日数多，土料场黏土料含水率过高引起施工难度大的问题，对黏土料采取松动土层翻晒、深沟排水等措施处理后，含水率依然偏高。对此，结合工程项目所在地的情况，采用掺砂的方式降低黏土料的含水率，有效解决了填筑过程中出现的“弹簧土”问题，对工程的按时完工起到了极大的作用。

关键词：土石坝;黏土斜墙;含水率;碾压;普宜水库

中图分类号：TU442文献标识码：A文章编号：1003-5168（2021）10-0054-03

Discussion on Water Content Control Method of Clay Filling Material for Inclined Wall of Puyi Reservoir Dam

LU Dingwei 1 LIU Chunyan2

（1.Guizhou Zhongcheng Tianhe Water Conservancy Engineering Co.， Ltd.，Guiyang Guizhou 550003;2.Guizhou University of Engineering Science，Bijie Guizhou 551700）

Abstract： In view of the problem that the average annual precipitation days of Puyi reservoir clay project are many and the water content of clay material is too high in the earth material yard， the water content of clay material is still high after taking measures such as turning over the loose soil layer and deep ditch drainage. In this regard， combined with the situation of the project location， the method of sand mixing is adopted to reduce the moisture content of clay materials， which effectively solves the problem of "spring soil" in the filling process， and plays a great role in the timely completion of the project.

Keywords： earth rock dam;clay inclined wall;water content;rolling;Puyi reservoir

七星关区普宜水库位于七星关区普宜镇箐脚村安家寨组境内箐脚小河沟中部，坝址距普宜乡政府1.5 km，距大方县城区61 km，距七星关区城区81 km，距省会贵阳市241 km，交通条件便利。本工程坝址以上集水面积0.55 km2，水库挡水建筑物为土石坝，最大坝高22.30 m，坝顶高程1 287.50 m，正常蓄水位1 286.00 m。工程等别为Ⅴ等，规模为小（2）型，普宜水库的主要任务是解决普宜镇规划镇区17 000人、1 700头大小牲畜的用水需水，年供水量13.81万m3。

1 大坝设计概述

工程挡水大坝为土石坝，最大坝高22.30 m，坝顶宽5.0 m，坝轴线长83.00 m，坝顶高程1 287.50 m，防浪墙顶高程1 288.50 m，河床建基面高程1 265.20 m，上游坝坡1∶2.25，下游坝坡为1∶2.0。筑坝材料为料场及建筑物地基开挖的黏性土、无黏性土、残坡积土、砂砾及风化料、不含腐殖土及有机土。坝体上游面采用复合土工膜+坝基帷幕灌浆防渗+黏土斜墙防渗，按照填筑材料及功能从上游到下游将坝体分为上游保护层、土工膜上垫层、防渗复合土工膜、下垫层、黏土斜墙、风化料填筑体、下游护坡及排水棱体[1]。

2 大坝黏土料

结合工程所在地情况，本工程黏土料场选择在大坝东南侧的槽头，直线距离约1.0 km，平均运距为3.0 km。该地段土料为寒武系中上统娄山关群（∈2-31s）白云岩地层风化红黏土，厚1～4 m。料场取样试验数据如表1所示。

黏土料现场碾压试验[2]松铺厚度为47.0 cm，静碾2遍、动碾4遍时，干密度为1.47 g/cm3，压实度为96.5%，渗透系数为8.25×10-6 cm/s。试验最大干密度为静碾2遍、动碾6遍时的干密度，为1.50 g/cm3，压实度为98.4%，渗透系数为6.17×10-6 cm/s，压实层厚为34.5 cm。各级碾压遍数的干密度、压实度、对应的沉降量详见表2。

经计算，大坝黏土斜墙黏土设计干密度≥1.45 g/cm3，压实度≥96%，渗透系数≤1×10-5 cm/s，通过碾压试验，施工时采用静碾2遍+动碾4遍试验数据作为施工参数。

3 黏土斜墙施工

项目区多年平均气温15.5 ℃，平均气温年较差8.1 ℃。生长期年平均235 d。无霜期年平均255 d，最长达302 d，最短为207 d。年平均日照时数1 254 h。年平均降水量892 mm，年平均降水日数为208 d。

施工中受气候条件影响，黏土斜墙填筑过程中因黏土含水量超过最佳含水量较多，对大坝黏土料采取料场排水、翻晒等措施后，碾压过程中仍出现“弹簧土”的现象，导致施工难度增大，进度缓慢。经参建各方商议决定，结合普宜水库所在地的实际情况，对黏土料采取掺砂以降低含水率的处理办法，以解决施工难度大及施工进度滞后的问题。结合以往的工程经验，现场采取不同的掺砂比例进行碾压试验，对比后采用土砂比为3∶1的方案[3-6]，所掺砂粒径小于2 mm。碾压试验的检测方法为烘干法、比重瓶法、联合测定法、轻型击实;检测设备及型号为101-4型烘箱（B-7）、JA5003型天平（B-8）、LP-100D型液塑性联合测定仪（B-5）、DZY-Ⅲ轻型实仪（B-6）。掺砂后黏土料室内轻型击实试验成果如表3所示。

采用掺砂方案后，大坝黏土斜墙施工“弹簧土”的问题得以解决。现场碾压试验成果见表4。

从表4可知，掺砂后在压实度≥96%的情况下，黏土料含水率降低，干密度增大，渗透系数略有增大，均满足设计要求。

4 结论

普宜水库是一座以供水为主的小（2）型水库，规模小，大坝为土石坝，采用的土工膜+黏土斜墙防渗方式，受到项目区气候条件的影响，大坝黏土填筑进度缓慢，严重制约了施工工期。结合工程项目所在地的情况，采用掺砂的方式降低黏土料的含水率，有效解决了填筑过程中出现的“弹簧土”问题，对工程的按时完工起到了极大的作用。同时，也为同类型黏土斜墙土石坝施工提供了参考。

参考文献：

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