官庄调蓄水池基础换填及坝体填筑碾压试验探究

李国伟

（山西漳河水务有限公司山西长治046021）

1 工程概况

官庄调蓄水池位于长治市屯留区，采用复合防渗膜全库盆防渗均质土坝结构，调蓄水池容积约14.3 万m3，工程级别III 等。调蓄水池设计为半挖半填式，池底为长方形，长117 m，宽88 m，高程为944.50 m。池顶高程为954.50 m，池壁边坡为1∶3，水池外部回填边坡为1∶2，水池最高蓄水位953.50 m。试验段选取0+000.000～0+100.000 段长100 m 范围做三七灰土基础换填及坝体填筑碾压试验。

2 试验准备

首先对基础换填灰土和坝体填筑土料取样，进行实验室内击实试验，确定各自的最优含水量和最大干密度；其次充分掌握试验规范标准、合同文件技术条款及设计图纸要求，对现场施工人员及技术人员进行试验技术交底；最后检查试验仪器设备是否准备到位，精心组织试验施工作业人员到位，保证试验工作顺利进行，确保获得的实验参数真实、准确，能够作为控制指标控制施工质量。

3 总体要求及施工流程

3.1 总体要求

填筑前将各种填料松铺厚度和填料面积计算出来，并估算出本层填料需用量。其中三七灰土基础换填土料选用现场开挖料，筛除树枝、树根等杂质，土料最大粒径在15 mm 以下，选用的消石灰要经过充分消解，粒径确保在5 mm 以下。三七灰土基础换填和坝体填筑采用的压实度检测方法为环刀法，每次检测压实度时检测频率均要符合相关规范技术要求。

3.2 施工流程

三七灰土基础处理施工流程为：三七灰土拌合→采用装载机或挖机卸料→推土机摊铺人工配合摊平→振动碾（25T）碾压→试验检测。

坝体填筑施工流程为：采用装载机或挖机卸料→推土机摊铺人工配合摊平→振动碾（25T）碾压→试验检测。

4 试验过程控制要点

4.1 三七灰土基础换填

1）土料及填料拌合

拌合三七灰土的体积比是消石灰为3、土为7，也就是所说的3∶7。拌合采用挖掘机或装载机在回填区域外对配好的消石灰与土进行2 遍拌合，拌合过程中对含水率进行检测调整，控制含水率始终保持在最优含水率±3%范围内。

2）卸料整平

用挖掘机或装载机卸料至施工作业面上，然后用推土机或平地机摊铺，人工配合机械进行局部整平。摊铺完成后用旋耕耙对三七灰土进行再次拌合，人工进行二次整平。虚铺厚度控制在35 cm 左右。

3）碾压

三七灰土基础换填碾压试验选用的碾压机械是LT320B 振动压路机，操作程序应遵循先两侧碾压后中间碾压、先静压再振动后静压。碾压要分三次进行，分别是初步压实、复核压实和最终压实。初步压实起稳定混合料的作用，复核压实时要进行弱振和强振，最终压实时再静压一遍。试验人员从复核压实第二遍开始跟踪检测含水量、最大干密度、压实度，然后按毎一遍进行跟踪检测直到达到标准。

4）试验完成

试验段施工完成后，首先由现场监理工程师复核确认，再按照实际情况对使用的机械大小、数量、类型及运输机械和运输能力进行统计，结合相关试验资料进行整理，得出LT320B 振动压路机碾压的最佳含水率及碾压时含水率范围、碾压速度、压实度、虚铺厚度及碾压遍数。编写施工方案上报监理部，经批准后，进行三七灰土基础换填施工。

4.2 坝体填筑

1）卸料整平

填筑料采用调蓄水池开挖料，挖掘机或装载机运料卸料，然后用推土机或平地机摊铺，人工配合机械进行局部整平。虚铺厚度控制在35 cm 左右，坝体两侧铺摊宽度分别大于设计宽度25 cm，作为修整坝体边坡宽度。摊铺前对土料含水率进行检测，在摊铺时进行调整，控制含水率始终保持在最优含水率±3%范围内。

2）碾压

坝体填筑施工碾压试验选用的碾压机械是LT320B 振动压路机，操作程序遵循先两侧碾压后中间碾压、先静压再振动后静压。碾压要分三次进行，分别是初步压实、复核压实和最终压实。初步压实起稳定混合料的作用，复核压实时要进行弱振和强振，最终压实时再静压一遍。试验人员从复核压实第二遍开始跟踪检测含水量、最大干密度、压实度，然后按每一遍进行跟踪检测直到达到标准。

3）试验完成

试验段施工完成后，首先由现场监理工程师复核确认，再按照实际情况对使用的机械大小、数量、类型及运输机械和运输能力进行统计，结合相关试验资料进行整理，得出LT320B 振动压路机碾压的最佳含水率及碾压时含水率范围、碾压速度、压实度、虚铺厚度及碾压遍数。编写施工方案上报监理部，经批准后，进行坝体填筑施工。

5 质量安全及环境保证措施

5.1 质量保证措施

试验段施工时要严格按合同文件技术条款、设计文件、现行施工规范要求进行施工。在换填和填筑时，时刻注意填料的含水率的控制和压实质量的控制。为确保试验参数的真实性、可靠性、实用性，试验当中应准确、及时地记下每项指标参数的测定数据。

5.2 安全保证措施

设立安全专职人员现场旁站检查，对检查过程中发现的安全施工隐患要及时指出，要求纠正并整改消除；特别注意是在高边坡下部施工时，派专业测量人员对边坡稳定情况进行监测，发现边坡不稳定时及时撤离施工机械和人员；所有进入现场的施工人员，都必须配备安全帽、手套、防尘口罩、防滑鞋等个人防护用品；在工地现场安全隐患部位设立安全警示标识牌，进口处设立安全宣传栏；特种机械的操作人员应经严格培训且取得考核合格证后方可上岗，其他现场无证人员或非本机作业人员不能够随便上机操作。

5.3 环境保护措施

要尽可能地减少或降低施工过程中机械施设带来的废气及废水、扬灰或噪音等污染，并制定相应的措施；施工机械设备清洗和维修后的污水、废油等有害物质不得直接排放于河流、湖泊以及饮用水源附近的土地等区域，以防止污染附近的水源和土壤。

6 碾压试验成果分析

6.1 三七灰土碾压试验数据分析

振动压路机碾压遍数与压实度曲线见图1。

图1 振动压路机碾压遍数与压实度曲线图

三七灰土在不同碾压遍数下的沉降量见表1。

表1 三七灰土在不同碾压遍数下的沉降量

从碾压效果及取样结果来看，虚铺厚度35 cm时，LT320B 振动压路机碾压六遍就可以满足设计要求的压实度（不小于96%）。所以在本调蓄水池坝基3∶7 灰土换填时，振动碾碾压六遍是较为理想的施工参数。

6.2 坝体填筑碾压试验数据分析

振动压路机碾压遍数与压实度曲线见图2。

图2 振动压路机碾压遍数与压实度曲线图

坝体填筑工料在不同碾压遍数下的沉降量见表2。

表2 坝体填筑土料在不同碾压遍数下的沉降量

从碾压效果及取样结果来看，虚铺厚度35 cm 时，LT320B 振动压路机碾压六遍就可以满足设计要求的压实度（不小于96%）。所以在本调蓄水池坝体填筑时，振动碾碾压六遍是较为理想的施工参数。

7 结论

通过本次试验段施工试验，一方面确定了合理的施工控制参数，如每层松铺厚度及对应的含水量、机械碾压遍数，总结出本调蓄水池工程基础换填和坝体填筑工程合理的施工组织安排和机械设备的配置数量，指导全面坝体土方填筑施工并达到压实技术质量标准，为后续施工提供依据；另一方面也达到了检验所选用的压实机械的经济性、适用性及其性能的可靠性的目的。现本调蓄水池工程已经安全稳定运行3年，建筑物未发生超过规范要求的变形，可见试验阶段确定的施工控制参数是合理的，施工阶段施工质量的控制是有效的。