柯俊濤,蒙勝弟

中國(guó)葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,四川 成都 610091

0 引言

江蘇句容抽水蓄能電站在抽水蓄能領(lǐng)域占3項(xiàng)世界第1,分別是世界第一高的抽水蓄能電站庫(kù)盆大壩(高182.3 m)、世界第一高的瀝青混凝土面板堆石壩,以及世界第一大填筑規(guī)模的抽水蓄能電站(上水庫(kù)大壩填筑工程量3 000萬(wàn)m3)。

根據(jù)2020年12月召開(kāi)的“上水庫(kù)庫(kù)底土石混合料填筑專(zhuān)家咨詢(xún)會(huì)”及“上水庫(kù)庫(kù)底土石混合料填筑專(zhuān)家咨詢(xún)意見(jiàn)工作安排會(huì)”的會(huì)議精神,該電站庫(kù)盆填筑料種類(lèi)多、土質(zhì)區(qū)別大、填筑范圍廣,為了提供庫(kù)底土石混合料施工工藝,以及為碾壓后質(zhì)量檢測(cè)提供合理、有效的控制要求,分別采用26、32 t碾,通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)對(duì)比檢測(cè)壓實(shí)情況,同時(shí),將設(shè)計(jì)層厚60 cm分層檢測(cè),將上部30 cm層厚與下部30 cm層厚數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),以驗(yàn)證擊實(shí)功傳遞情況,確定滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的施工碾壓參數(shù)、填筑工藝及室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法。

但上水庫(kù)庫(kù)盆填筑料ABC混合料為巨?；旌贤?通過(guò)等量代替法簡(jiǎn)單的擊實(shí)試驗(yàn)無(wú)法還原現(xiàn)場(chǎng)巨粒土真實(shí)干密度值,如采用空隙率法控制,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)出孔隙率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計(jì)指標(biāo),故探究一種室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法,有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)填筑料質(zhì)量控制尤為重要。

1 上水庫(kù)庫(kù)盆天然填筑料料源性質(zhì)分析

上水庫(kù)開(kāi)挖的A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)邊角料及ABC混合料,巖石以弱-微風(fēng)化白云巖為主,閃長(zhǎng)玢巖巖脈開(kāi)挖料多風(fēng)化、蝕變、易崩解,少數(shù)蝕變較弱。下水庫(kù)庫(kù)內(nèi)料源包括A1、AD、D這3個(gè)區(qū),均為規(guī)劃用于下庫(kù)庫(kù)盆防滲的黏土料,開(kāi)挖高程范圍內(nèi)包括表層黏土和下部全、強(qiáng)風(fēng)化基巖和閃長(zhǎng)玢巖巖脈。

2 室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)

ABC混合料碾壓試驗(yàn)前顆粒分析試驗(yàn)成果見(jiàn)表1和圖1。

圖1 ABC混合料顆粒分析曲線(xiàn)圖

表1 ABC混合料碾壓試驗(yàn)前顆粒分析試驗(yàn)成果

依據(jù)顆粒分析結(jié)果,將上水庫(kù)ABC混合料命名為巨?；旌贤痢＝Y(jié)合顆粒分析結(jié)果,按試驗(yàn)規(guī)程要求[1-3],室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)將采用大型擊實(shí)儀進(jìn)行,大型擊實(shí)儀適用于最大粒徑不超過(guò)60 mm,且不能自由排水的黏性粗粒土,同時(shí)采用結(jié)合法擬合現(xiàn)場(chǎng)填筑料實(shí)際最大粒徑下干密度值。大型擊實(shí)儀參數(shù)如表2所示。

表2 大型擊實(shí)儀參數(shù)

依據(jù)上水庫(kù)ABC混合料特性,對(duì)超粒徑顆粒按結(jié)合法進(jìn)行處理:先用相似級(jí)配法以較合適的比例縮小粒徑,控制不大于5 mm的粒徑符合試驗(yàn)要求的含量,超粒徑顆粒再用等量代替法處理。分別采用處理后最大粒徑60、40、20 mm進(jìn)行室內(nèi)大型擊實(shí)試驗(yàn),分別測(cè)得對(duì)應(yīng)粒徑下的最大干密度,再采用作圖法推算現(xiàn)場(chǎng)粒徑為300 mm時(shí)(現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)取樣最大粒徑不超過(guò)300 mm),相對(duì)應(yīng)的混合料室內(nèi)最大干密度值。室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)果如表3和圖2所示。

圖2 ABC混合料相似模比數(shù)與干密度關(guān)系曲線(xiàn)圖

表3 上水庫(kù)庫(kù)盆回填料室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)成果

依據(jù)擊實(shí)試驗(yàn)及相似模比作圖法得出,上水庫(kù)ABC混合料巨粒原型料最大干密度為相似模比數(shù)等于1時(shí),為2.28 g/cm3。

3 現(xiàn)場(chǎng)碾壓機(jī)具選擇

為適應(yīng)設(shè)計(jì)提出的填筑料壓實(shí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),并考慮本工程填筑料的性質(zhì),此次試驗(yàn)?zāi)雺簷C(jī)具及參數(shù)選擇如表4所示。

表4 碾壓機(jī)械設(shè)備參數(shù)

4 碾壓試驗(yàn)參數(shù)選擇與試驗(yàn)場(chǎng)次確定

本次試驗(yàn)考慮鋪料厚度為66 cm,最終質(zhì)量驗(yàn)收厚度控制在60 cm,碾壓工程中要及時(shí)糾正松鋪厚度,以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

鋪料方法一般有“進(jìn)占法”及“后退法”2種鋪料方式。本次試驗(yàn)采用“進(jìn)占法”鋪料、反鏟修整、推土機(jī)整平。本次庫(kù)盆料分別采用26、32 t振動(dòng)碾,依據(jù)規(guī)范要求及前期大壩填筑料碾壓試驗(yàn)結(jié)果,選擇2～3 km/h的碾壓速度進(jìn)行試驗(yàn),并考慮6、8、10、12這4種碾壓遍數(shù)比選。上水庫(kù)庫(kù)底回填料以天然含水碾壓。

“進(jìn)占法”鋪筑以每前進(jìn)、后退各為碾壓1遍計(jì)數(shù),輪跡搭接寬度為20 cm左右。施工流程:試驗(yàn)場(chǎng)地選擇、初平—試驗(yàn)場(chǎng)地碾壓控制沉降滿(mǎn)足規(guī)范要求—測(cè)量依據(jù)規(guī)范要求布設(shè)控制點(diǎn)—自卸車(chē)卸料—推土機(jī)推平、反鏟修邊—碾壓設(shè)備先靜碾—松鋪厚度測(cè)量—碾壓設(shè)備振碾—沉降測(cè)量—試驗(yàn)人員檢測(cè)含水率、干密度。ABC混合料現(xiàn)場(chǎng)干密度與碾壓遍數(shù)關(guān)系見(jiàn)表5和圖3。

圖3 ABC混合料碾壓遍數(shù)與干密度關(guān)系曲線(xiàn)圖

表5 碾壓遍數(shù)與現(xiàn)場(chǎng)最大干密度統(tǒng)計(jì)

依據(jù)試驗(yàn)成果統(tǒng)計(jì)表及圖表走勢(shì)分析(見(jiàn)表6和圖4),此次ABC區(qū)土石混合料現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)干密度隨振動(dòng)壓實(shí)遍數(shù)的遞增而有不同程度的提高。碾壓6～8遍過(guò)程中,干密度增長(zhǎng)率較大,而碾壓10遍與碾壓8遍、碾壓12遍與碾壓10遍相比,增長(zhǎng)率緩慢且基本趨于穩(wěn)定。

圖4 ABC混合料碾壓遍數(shù)與沉降率關(guān)系曲線(xiàn)圖

表6 碾壓遍數(shù)與壓實(shí)沉降率檢測(cè)成果統(tǒng)計(jì)

5 結(jié)束語(yǔ)

結(jié)合室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)成果及現(xiàn)場(chǎng)抽樣檢測(cè)結(jié)果,室內(nèi)最大干密度為2.28 g/cm3,按設(shè)計(jì)要求,按壓實(shí)度為95%計(jì)算,現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收采用干密度作為控制指標(biāo)應(yīng)不小于2.17 g/cm3,能有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)填筑及驗(yàn)收。試驗(yàn)成果表明,針對(duì)類(lèi)似的巨?；旌贤?水利水電工程可采用大型擊實(shí)儀及結(jié)合法作為室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)檢測(cè)最大干密度,能合理地指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)填筑,可作為后期質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)值。