(四川省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院規(guī)劃設(shè)計(jì)分院，四川 德陽，618000)

筑壩材料參數(shù)初設(shè)階段室內(nèi)試驗(yàn)壩料與現(xiàn)場實(shí)際上壩壩料是有差別的，本文通過對雙橋水庫初步設(shè)計(jì)階段及施工階段兩次壩料試驗(yàn)，來分析初設(shè)階段確定的筑壩材料設(shè)計(jì)參數(shù)是否合理。

1 工程概況

雙橋水庫位于巴河左岸一級支流龍?zhí)断?，水庫總庫?784×104m3，有效庫容1575×104m3。水庫大壩為碾壓式瀝青混凝土心墻石渣壩，最大壩高73.90m。

2 初步設(shè)計(jì)階段試驗(yàn)

初步設(shè)計(jì)階段試驗(yàn)內(nèi)容包括：母巖物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、比重、級配設(shè)計(jì)、相對密度試驗(yàn)、大型壓縮試驗(yàn)、大型滲透試驗(yàn)和大型三軸試驗(yàn)，初設(shè)階段確定的筑壩材料設(shè)計(jì)參數(shù)如附表所示。

附表初設(shè)階段筑壩材料設(shè)計(jì)參數(shù)

3 施工階段壩料復(fù)核試驗(yàn)

試驗(yàn)對上游堆石區(qū)、下游石渣區(qū)及過渡區(qū)分別取5組大樣，分別檢測壩料的級配、干密度、滲透性及抗剪強(qiáng)度，下面通過級配曲線分別對三個(gè)分區(qū)的壩料復(fù)核試驗(yàn)結(jié)果作出分析。

圖1 雙橋水庫上游堆石實(shí)測級配曲線

3.1 上游堆石料復(fù)核結(jié)果

從圖1及實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果可知，上游堆石料最大粒徑為600mm，小于5mm的粒徑含量為3.8%～22.8%，從以上成果分析，堆石料最大粒徑滿足設(shè)計(jì)級配控制要求。從上游堆石區(qū)的密度試驗(yàn)可知，上游堆石區(qū)的平均填筑干密度為2.19g/cm3，滿足設(shè)計(jì)要求。測得上游堆石區(qū)滲透系數(shù)為2.20×10-2cm/s～6.50×10-5cm/s，其中2組滲透系數(shù)超出設(shè)計(jì)要求。從試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)來看，C值較設(shè)計(jì)指標(biāo)低，φ較設(shè)計(jì)指標(biāo)高。

3.2 下游石渣料復(fù)核結(jié)果

圖2 雙橋水庫下游石渣料實(shí)測級配曲線

從圖2及實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果可知，石渣區(qū)最大粒徑為600mm，小于5mm的粒徑含量為8.4%～9.3%，石渣區(qū)最大粒徑滿足設(shè)計(jì)級配控制要求。從下游石渣區(qū)的密度試驗(yàn)可知，下游平均填筑干密度為2.17g/cm3，滿足設(shè)計(jì)要求。測得下游石渣區(qū)滲透系數(shù)為1.22×10-2cm/s～1.30×10-3cm/s，其中3組滲透系數(shù)超出設(shè)計(jì)要求。從試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)來看，C值較設(shè)計(jì)指標(biāo)低，φ較設(shè)計(jì)指標(biāo)高。

3.3 過渡料復(fù)核結(jié)果

圖3 雙橋水庫過渡料實(shí)測級配曲線

從圖3及實(shí)際試驗(yàn)結(jié)果可知，過渡區(qū)最大粒徑為80mm，小于5mm的粒徑含量為22.8%～26.0%，過渡區(qū)最大粒徑滿足設(shè)計(jì)級配控制要求，小于5mm的粒徑含量有3組略超出設(shè)計(jì)級配范圍。從過渡料的密度試驗(yàn)可知，平均填筑干密度為2.19g/cm3，滿足設(shè)計(jì)要求。按過渡區(qū)的填筑級配和填筑密度制樣做滲透試驗(yàn)，滲透系數(shù)為9.00×10-3cm/s～8.60×10-4cm/s，滲透系數(shù)均超出設(shè)計(jì)要求。從試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度指標(biāo)來看，C值較設(shè)計(jì)指標(biāo)低，φ較設(shè)計(jì)指標(biāo)高。

4 兩次試驗(yàn)結(jié)果分析

(1)從級配曲線來看，上游堆石區(qū)大致可分兩組，以高程406.0m為界，其高程以下細(xì)顆粒含量較高，其高程以上細(xì)顆粒含量少，這個(gè)原因是開采料場不均引起的，料場表層部位風(fēng)化較嚴(yán)重，強(qiáng)度不高，碾壓時(shí)容易破碎而形成細(xì)粒料，內(nèi)部屬于新鮮料，強(qiáng)度高，碾壓不易破碎。

(2)從滲透系數(shù)來看，上游堆石料在高程406.0m以下2組超出設(shè)計(jì)指標(biāo)，主要原因就是小于5mm顆粒含量超標(biāo)太多，導(dǎo)致滲透系數(shù)變?。幌掠螇螝ち蠞B透系數(shù)與設(shè)計(jì)在同一量級，可認(rèn)為符合設(shè)計(jì)要求；過渡料滲透系數(shù)低于設(shè)計(jì)指標(biāo)1-2個(gè)量級，差別較大，可能是由于兩次試驗(yàn)采用不同的料原所致。

(3)從壩料的抗剪力學(xué)指標(biāo)來看，三個(gè)分區(qū)壩料試驗(yàn)結(jié)果C值均大大低于設(shè)計(jì)指標(biāo)，φ值略高于設(shè)計(jì)指標(biāo)，這一方面是由于壩料級配差異造成的；另一方面是根據(jù)《碾壓式土石壩設(shè)計(jì)規(guī)范》中“對于堆石、砂礫石等非粘性土，粘聚力雖可由實(shí)驗(yàn)求出，但略而不計(jì)”的規(guī)定對試驗(yàn)結(jié)果C值打折造成的。對于粗粒土壩料參數(shù)C值如何取值現(xiàn)在還存在爭議，筆者認(rèn)為壩料試驗(yàn)結(jié)果中的C值包含有咬合力的成分，不可棄而不用，在當(dāng)前研究還不太深入的情況下可將C值打折后使用。

5 建議

通過比較雙橋水庫兩個(gè)階段壩料試驗(yàn)結(jié)果可以看出，根據(jù)初步設(shè)計(jì)階段試驗(yàn)提出的壩料設(shè)計(jì)參數(shù)基本能指導(dǎo)施工，但應(yīng)注意以下幾個(gè)方面：

(1)由于上游堆石區(qū)滲透系數(shù)部分低于設(shè)計(jì)要求，建議運(yùn)行中控制上游水位變化幅度，保證反滲水的有效排出，避免反滲水壓力作用危及上游壩體安全。

(2)加強(qiáng)壩體下游排水帶和壩殼浸潤線觀測，有效監(jiān)控和保證排水帶排水效果，避免下游壩殼浸潤線抬高危及下游壩坡的安全穩(wěn)定性。

(3)按壓實(shí)后壩體分區(qū)填筑層大樣室內(nèi)物理力學(xué)性質(zhì)復(fù)核試驗(yàn)成果，對壩體穩(wěn)定、變形等進(jìn)行復(fù)核計(jì)算。