摘 要：文章以云南省楚雄州姚安縣大麥地水庫工程為例，其黏土料場為高液限黏土，針對高液限黏土壓實性差，含水量高，穩(wěn)定性差等問題，選擇摻入礫質(zhì)土料來改善高液限黏土的工程特性。通過大量的試驗分析和工程類比，論證了大麥地水庫工程防滲土料采用摻礫質(zhì)土料的必要性，并初步確定了摻礫質(zhì)土料的比例和土料壓實標準；通過對試驗成果的整理分析，提出了大麥地水庫工程摻礫土料的工程特性參數(shù)；結(jié)果表明：采取摻礫質(zhì)土料的工程措施后，所選土料場的高液限黏土可以滿足防滲心墻技術的要求，為其他類似工程提供參考。

關鍵詞：高液限黏土；礫質(zhì)土料；防滲心墻；施工工藝

一、工程概況

大麥地水庫位于云南省楚雄州姚安縣境內(nèi)的蜻蛉河支流大康朗河上，工程距縣城20km，水庫的總庫容477.26萬m3，工程規(guī)模為小（1）型水庫，工程等別為Ⅳ等。水庫的主要任務是以農(nóng)田灌溉為主，兼顧集鎮(zhèn)、農(nóng)村人畜供水和部分城鎮(zhèn)供水。水庫主要樞紐建筑物由大壩、導流輸水隧洞、泄洪洞組成，大壩壩型推薦為黏土心墻風化料壩殼壩，壩頂高程2049.10m，壩頂寬度5m，壩軸線長148.2m，壩高55.6m。黏土心墻填筑量63291.3m3。該工程的土料場：中壩黏土料場為主料場，清水河黏土料場為備用料場土料場位于水庫上游中壩段L5三角測量控制點西側(cè)，土料為褐紅色含礫粉質(zhì)黏土、砂質(zhì)黏土。料場北東方向長約176m，北西方向?qū)?20m，開采高程2086m～2100m。清水河土料場位于水庫上游清水河村公路以上山脊，為第四系坡積層（QdL）桔紅色粉質(zhì)黏土，可開采面積6521.17m2。文章針對楚雄州水利工程建設黏土缺乏的工程實際情況，本工程采用摻礫質(zhì)土料后，大麥地水庫工程的所選高液限土料可以滿足設計防滲土料的要求，減少黏土料開采范圍，為其他類似工程提供一定的參考。

二、料場特性

（一）筑壩心墻土料特性

該料場土樣為第四系坡積層（QdL）桔紅色粉質(zhì)黏土，取擾動土樣進行室內(nèi)試驗，結(jié)果統(tǒng)計見表1、2。

試驗結(jié)果表明：根據(jù)土工試驗規(guī)程，該土料主要定名為高液限黏土，通過對黏土料室內(nèi)試驗成果分析黏粒含偏高，范圍（57.8～69.3%），導致土料水敏感性強；干密度偏低，范圍（1.33～1.38）g/cm3，液限高（50.1%～56.6%）、塑性指數(shù)（15.1～19.1）偏大，壓實性差，屬于中壓縮性土，失水收縮變形量大，水穩(wěn)定性差等，滲透系數(shù)（4.52×10-6～3.88×10-7）指標滿足壩體防滲質(zhì)量要求。如何改善高液限黏土的性質(zhì)是這個工程的突出問題。

（二）摻合礫質(zhì)土料特性

經(jīng)清水河料場土料與主料場礫質(zhì)粘土料多次配料試驗，摻合土料配料取樣試驗見成果匯總表3、4。

依據(jù)《水利水電天然建筑材料勘察規(guī)范》土料質(zhì)量評價標準，防滲土料質(zhì)量評價表5。

碾壓試驗結(jié)果表明：高液限黏土碾壓后出現(xiàn)心墻開裂、分層、剪切翹皮等現(xiàn)象，說明采用清水河單一料場土料不能滿足設計和規(guī)范質(zhì)量要求。

兩個土料場的最佳配合比為：清水河料場土料60%、主料場（管理局駐地）礫質(zhì)粘土（含礫量約20～25%）40%、配料后試驗結(jié)果、塑性指數(shù)、黏粒含量有一定程度的改善、摻合料礫石含量有所增加、滲透系數(shù)減小，干密度有所提高，各質(zhì)量項指標均滿足設計及規(guī)范要求，可以用于大壩心墻填筑。

大壩心墻填筑生產(chǎn)性碾壓試驗：土料摻合拌勻后的最優(yōu)含水量24%，鋪土厚度30cm、22t震動碾碾壓8遍，碾壓試驗結(jié)果：干容重1.52～1.54g/cm3、壓實度97.4～99.4%、滲透系數(shù)9.2×10-6～9.8×10-6cm/s。試驗結(jié)果：與單一采用清水河料場土料碾壓試驗結(jié)果比較，未發(fā)現(xiàn)開裂、分層、剪切翹皮等現(xiàn)象，碾壓后干密度有不同程度提高，壓實度增加、滲透系數(shù)變小，各項填筑控制指標滿足規(guī)范和設計要求。

（三）摻合施工工藝

采料前，先在準備開采進行摻合的“清水河料場”及“中壩位（管理局駐地）料場”，采用挖機挖溝，載重汽車拉水至料場配水，檢測土料含水率，土料達到接近最優(yōu)含水率時，再進行采料運輸至土料集中拌合場地。

選擇大壩順流右岸箐溝為摻合料集中拌合場地。采用挖機、推土機平整場地、清除場地及岸坡廢棄物、灑水車灑水、振動碾壓整形，場地能滿足兩種土料的鋪筑、拌合、立采、上壩運輸?shù)纫蟆?/p>

根據(jù)摻合料碾壓試驗成果，在拌合場地采用清水河料場土料60%、中壩位（管理局駐地）礫質(zhì)粘土料（含礫量約20～25%）40%、進行交錯鋪筑堆料（筑堤），為了保證兩種料在采料時充分拌合，每一層摻合料鋪筑厚度30cm，其中按比例清水河土料鋪筑18cm，中壩位（管理局駐地）礫質(zhì)粘土料鋪筑12cm，使用兩種料交替鋪筑堆料（筑堤）呈“夾心餅”狀。鋪筑堆料（筑堤）中采用挖機堆料、推土機平土、灑水車灑水，水平儀測量控制每一種料的鋪土厚度，堆料達到上壩心墻填筑需要量后，堆料（筑堤）完成。

上壩前在拌合場地檢測摻合料含水率，達到或接近最優(yōu)含水率時才能采料運至大壩進行心墻填筑。采用挖機采料（立采）拌合、灑水車灑水、拌合均勻后裝車運至大壩填筑心墻。

運輸車輛卸料后，推土機平土，22t振動碾壓，按設計要求心墻填筑鋪土厚度30cm，22t振動碾靜壓2遍、振碾6遍。對礫石相對集中部位采用挖機挖除，重新拌合填料，碾壓機死角采用挖機斗夯實。

摻合心墻料上壩碾壓施工，在每層心墻填筑結(jié)束后，必須按規(guī)范要求進行布點取樣進行現(xiàn)場試驗，經(jīng)檢測各項指標滿足設計要求。

三、結(jié)語

高液限黏土中摻入礫質(zhì)土，能有效降低細粒含量，孔隙率降低，降低收縮性能，并提高土體強度和壓實密度，這有利于提高心墻應力，避免水力劈裂，同時能明顯減小心墻變形。經(jīng)現(xiàn)場檢測壓實度、滲透系數(shù)和抗剪強度等參數(shù)均滿足設計要求，大壩填筑施工質(zhì)量控制良好，目前通過大壩蓄水檢驗已便達到防滲要求，礫質(zhì)土改良高液限黏土性質(zhì)用于防滲心墻，在水利工程施工中是可行和有效的。

參考文獻

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[5] 水利水電天然建筑材料勘察規(guī)范（SL237-2015）[S].

作者簡介：呂延秋（1965- ），女，黑龍江肇州人，專科，楚雄欣盛工程質(zhì)量檢測有限公司，楚雄欣源水利電力勘察設計有限責任公司，工程師，研究方向：土工試驗及水利工程質(zhì)量檢測。