王春喜

（中國(guó)水利水電第五工程局有限公司國(guó)際公司 四川成都 610065）

1 工程概況

蘇丹上阿特巴拉水利樞紐C1A項(xiàng)目位于蘇丹東南部、加達(dá)里夫州境內(nèi)上阿特巴拉河上。壩址位于上阿特巴拉（Atbara）河及賽特（Setit）河的交匯處上游約20km處，距首都喀土穆約470km。項(xiàng)目所在地氣候炎熱、空氣干燥，全年10個(gè)月日最高溫度達(dá)40～44℃。

項(xiàng)目的工程內(nèi)容主要包括：裝機(jī)容量4×80MW的壩后式廠房、5孔溢流壩、灌溉取水口、心墻壩及土堤等。大壩全長(zhǎng)6348m，主要工程量包括開(kāi)挖616.35萬(wàn)方，填筑529.55萬(wàn)方，混凝土澆筑59.05萬(wàn)方等。

根據(jù)設(shè)計(jì)，蘇丹上阿特巴拉水利樞紐C1A項(xiàng)目道路施工包括壩頂?shù)缆泛陀谰眠M(jìn)廠道路，道路總長(zhǎng)約17km，所需路基料約3.3萬(wàn)方。

2 方案選擇

2.1 方案比選

蘇丹上阿特巴拉水利樞紐C1A項(xiàng)目公路施工路基料可選方案包括采用人工破碎料和天然砂礫石料兩種，兩種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)，其對(duì)比見(jiàn)表1。

綜合以上情況，項(xiàng)目部本著降本增效的理念，決定選擇方案二，并確定以“路基料制備技術(shù)研究”作為課題展開(kāi)，解決天然砂礫石品質(zhì)保證的問(wèn)題。

2.2 現(xiàn)狀調(diào)查

路基料采用天然砂礫石作為料源進(jìn)行制備。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)考察，項(xiàng)目周?chē)嬖诿娣e大、厚度厚的砂礫石料場(chǎng)，可作為天然砂礫石開(kāi)采料場(chǎng)。根據(jù)相關(guān)技術(shù)規(guī)范及合同技術(shù)條款，對(duì)路基料的級(jí)配、塑性指數(shù)、有機(jī)物含量及承載力均有明確要求。天然砂礫石存在級(jí)配不均、塑性指數(shù)不確定問(wèn)題，需對(duì)天然砂礫石進(jìn)行測(cè)試，以確認(rèn)天然砂礫石是否滿足規(guī)范和合同技術(shù)要求。

對(duì)天然砂礫石進(jìn)行篩分、塑性指標(biāo)、最優(yōu)含水率和CBR試驗(yàn)等檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果級(jí)配和塑性指標(biāo)不合格，料場(chǎng)天然砂礫石較粗，大部分超出包絡(luò)線。料場(chǎng)天然砂礫石沒(méi)有塑性，即塑性指標(biāo)為0，而要求的塑性指標(biāo)為6～15。其它實(shí)驗(yàn)結(jié)果均合格[1]。

表1 路基料可選方案對(duì)比

3 研究活動(dòng)目標(biāo)及可行性分析

3.1 研究活動(dòng)目標(biāo)

利用天然砂礫石料制備出級(jí)配、塑性5＜IP＜16和有機(jī)質(zhì)含量＜2%的等均合格的路基料。

3.2 目標(biāo)可行性分析

項(xiàng)目部對(duì)路基料的生產(chǎn)高度重視，成立了專(zhuān)門(mén)的研究，增設(shè)了專(zhuān)項(xiàng)研究經(jīng)費(fèi)，保證資源供給。綜合以上，實(shí)現(xiàn)既定目標(biāo)是完全可能的。

4 原因分析

4.1 魚(yú)刺圖分析

分別從人、機(jī)、料、法3個(gè)方面對(duì)可能導(dǎo)致路基料不合格的因素進(jìn)行分析，如圖1所示。

圖1 因素分析魚(yú)刺圖

4.2 排列圖分析

研究對(duì)導(dǎo)致路基料不合格的末端因素進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，見(jiàn)圖2。

圖2 末端因素統(tǒng)計(jì)圖

4.3 要因確認(rèn)

結(jié)合圖1和圖2，以及現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)調(diào)查，找出了要因，即料源本身不合格。

5 對(duì)策比選及實(shí)施

5.1 對(duì)策比選

針對(duì)料源本身不合格的要因，基于有效性、可實(shí)施性、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、時(shí)間性等5方面，對(duì)“進(jìn)行分級(jí)篩分再根據(jù)比例摻拌”、“篩除超徑，摻加細(xì)料”、“尋找新的料場(chǎng)”3種對(duì)策方案進(jìn)行比選，最終分析得出應(yīng)優(yōu)先選擇“篩除超徑，摻加細(xì)料”的方案。

5.2 實(shí)施對(duì)策

（1）實(shí)施目的

保證生產(chǎn)制備合格的路基料。

（2）實(shí)施措施

①制作篩除超徑（＞40mm）石子的篩子。

②將天然砂礫石過(guò)篩，剔除粒徑＞40mm的石子[2]。

③向過(guò)篩后的砂礫石中摻拌低塑性粘土，并進(jìn)行路基料實(shí)驗(yàn)，確定合適摻加比例。

④根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行生產(chǎn)。

（3）實(shí)施情況

①2015.11.26～2015.11.30：加工制作超徑篩，篩孔為邊長(zhǎng)40mm的正方形。方孔篩由工字鋼做框架、φ20mm的螺紋鋼做篩網(wǎng)焊接而成。

②2015.12.1～2015.12.2：用圓形鋼管做支架，將超徑篩架設(shè)至儲(chǔ)料場(chǎng)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)調(diào)整篩面角度，最終確定為與水平面30°最佳，然后焊接固定。

③2015.12.3～2015.12.7：將天然砂礫石過(guò)篩，篩出1方砂礫石，將砂礫石用四分法分成4份，然后分別按4%、8%、12%、16%的比例摻入低塑性粘土。對(duì)這4組樣品分別進(jìn)行路基料實(shí)驗(yàn)，包括篩分、塑性指數(shù)、有機(jī)質(zhì)含量和CBR，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 路基料實(shí)驗(yàn)結(jié)果

④2015.12.7：根據(jù)表2，分析得出結(jié)論按6%的摻量摻加低塑性粘土為最優(yōu)。

（4）實(shí)施效果

2015年12月8日，按6%的摻量摻加低塑性粘土進(jìn)行試生產(chǎn)，生產(chǎn)出100方，然后取樣做實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

6 產(chǎn)品質(zhì)量前后對(duì)比

（1）級(jí)配質(zhì)量對(duì)比。通過(guò)分析改良前、后的材料級(jí)配曲線，可知，天然砂礫石較粗，大部分區(qū)間超出了級(jí)配包絡(luò)線，改良后制備的路基料級(jí)配良好。

（2）塑性指標(biāo)對(duì)比。結(jié)合改良前后塑性指標(biāo)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，可知，天然的砂礫石沒(méi)有塑性，改良后，塑性指數(shù)為10，塑性指標(biāo)良好。

（3）有機(jī)質(zhì)含量及CBR值對(duì)比。根據(jù)有機(jī)質(zhì)含量及CBR值研究前后對(duì)比，可知，研究活動(dòng)前后路基料的有機(jī)質(zhì)含量、CBR值、磨耗、最優(yōu)含水率和最大干密度均合格。

7 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，蘇丹上阿特巴拉水利樞紐項(xiàng)目道路施工的路基料研究制備，通過(guò)對(duì)天然砂礫石料＞40mm篩子篩除超徑石子、摻加5%的低塑性粘土，有效地解決了天然砂礫石塑性指標(biāo)不合格的問(wèn)題，摻加10%的人工骨料提高路基料承載力，滿足合同要求。此方法制備的路基料大幅降低了路基料生產(chǎn)成本，為項(xiàng)目降本增效做出貢獻(xiàn)。但還需對(duì)后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程加強(qiáng)管理和控制，及時(shí)跟蹤質(zhì)量情況，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取措施，持續(xù)改進(jìn)。