论文部分内容阅读
[摘 要]梨园水电站大坝坝型为混凝土面板堆石坝，为确保大坝堆石填筑质量，堆石填筑密度采用传统的灌水法和附加质量法共同检测。但实际施工中因堆石的岩性、粒径及成分复杂多变，以及附加质量法本身条件的限制，实际施工中测试精度有一定得偏差。本文就附加质量法干密度测试精度与传统的灌水法进行比较，找出在特定的条件下两者之间的一般关系。
[关键词]大坝填筑 灌水法测干密度 附加质量法 相关性 研究
中图分类号：TU8；TU758.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-611-02
1 工程概况
梨园水电站位于云南省丽江市玉龙县（右岸）与迪庆藏族自治州香格里拉县（左岸）交界的金沙江中游界河上，为金沙江中游河段规划的8个梯级电站的第3个梯级，上游与两家人水电站衔接，下游为阿海水电站。
梨园混凝土面板堆石坝坝顶高程1626.00m，坝基最低高程1471.00m，最大坝高155m。坝顶长525.328m，坝顶宽12m，坝底最大宽度455m，坝顶上游侧设4.2m高混凝土防浪墙，墙顶高程1627.20m。
坝体从上游向下游依次分为垫层区（2A）、过渡区（3A）、主堆石区（3B）、下游干燥堆石区（3C）、下游堆石排水区（3D），在周边缝下设特殊垫层区（2B）。在面板上游面下部设上游铺盖区1A及盖重区1B。
大坝坝体分三期进行填筑，总填筑方量817.9万m3，其中一期填筑方量384.5万m3，二期填筑方量195.77万m3，三期填筑方量161.06万m3。坝体填筑完成后进行坝前铺盖料填筑。
2 大坝坝体填筑料设计标准及颗粒级配
2.1 大坝各填筑分区设计标准见表1
表1 各分区填筑料设计标准
分区 压实干密度 分区 压实干密度
6 试验结果统计对比
截止到2012年11月底，完成附加质量法测点5357个，完成灌水法测点681个。以上测点数据包含对不合格点的复测数据。
对以上数据，采取按分区进行数据对比分析。
对以上数据进行对比分析；
2A料：两种干密度测试方法的干密度最小值相同，而附加质量法干密度的最大值和平均值较灌水法偏高，分别高102.90%和 101.73%。两种测试方法干密度的离散程度相差不大，两者相比灌水法的离散性稍好。
2B料：附加质量法干密度实验数据范围较灌水法宽泛，由此可见附加质量法实验结果离散性较灌水法大，其中最大值前者是后者的104.62%，最小值前者是后前的96.90%，平均值前者是后者的100.87%。
3A料：；灌水法干密度的最大值和最小值较附加质量法都偏大，数据显示最大值、最小值前者比后者分别大105.58%、104.27%。虽两者的平均值相同，但灌水法干密度的离散性较附加质量法的大。
3B料：如同2B料，附加质量法干密度的数据范围较灌水法宽，标准差显示附加质量法干密度实验结果的离散性较大。最大值前者是后者的134.57%，最小值前者是后者的92.14%。平均值两者相差不大，前者是后者的99.41%。
3C料：因两种方法的样本数量都不大，故不作对比分析。
3D料：灌水法干密度的最大值和最小值较附加质量法都大，但两者平均值和标准差都相近。最大值前者是后者的101.21%，最小值前者是后者的104.63.%，平均值前者是后者的100.43%。后者数据的离散性稍大。
7 数据分析
2A料：两种干密度测试方法的样本数量都足够大，从数据上来看实验结果的最大值和最小值有少许差异，但都在3%以内。两者的标准差都不大，在0.04以下，且两者标准差的数值相差较小，说明实验结果的离散性不大，在一定的、合理的范围内波动。如以两种方法的平均值代替两组样本数据，则其数值关系为：
△m=1.0173 ρ
2B料：因2B料的填筑方量不大，且填筑面积较小，故两种干密度实验方法的样本数量都不大。从仅有的数据分析，两者无论最小值、最小值或者是平均值的数值差异都在5%以内。附加质量法的样本数量较少，故数值的离散性较大。2B料两种干密度测试方法的数值关系不做相关性分析。
3A料：两种干密度测试方法的样本数量都足够大，具有一定的代表性。从数据上来看，灌水法干密度的最大值较附加质量法大了105.58%，但从总体样本上看，灌水法干密度大于2.5g/cm3的测点仅此一个，因此可以将该点从样本总数里面扣除，扣除后的样本最大值是2.5g/cm3，平均值几乎不受影响，而此时灌水法干密度的标准差为0.0366，与附加质量法相差无几。故在样本数量足够大时，可以认为附加质量法与灌水法能相互代表。即：
3B料：可以认为两种测试方法的样本数量足够大，具有一定的代表性。从数据上来看，附加质量法的干密度最大值3.27 g/cm3明显是不合理的（实验得出此种料的综合比重仅为2.91 g/cm3），故将此点扣除（扣除此数据平均值几乎不受影响），扣除后的样本最大值为2.498 g/cm3，是灌水法干密度最大值的102.80%，而此时的标准差为0.0387，两者都小于0.04，数值的离散性都不大。附加质量法干密度最小值是坑测法的92.14%，差距较大，但考虑到附加质量法的样本数量远远大于灌水法（不排除此类点为大石间架空测点），且小于2.2 g/cm3的测点仅占总测点的0.30%。如忽略最小值相差较大的因素，可以認为两种干密度实验方法的结果可以用两组样本的平均值代替，则其数值关系为：
△m=0.9916 ρ
3C料：因两种方法的样本数量都不大，故不作相关性分析。
3D料：为主堆石区，填筑方量较大，测点较多。从数据表中可以看出灌水法的最大值、最小值和平均值比附加质量法的都略大，前者分别是后者的101.21%、104.63%和100.43%，两组数据差异在5%以内，且两者标准差都在0.04左右，数据的离散程度相仿。在此条件下，如用平均值代表两组样本，则其数值关系为：
△m=0.9958 ρ
以上式中：
△m——附加质量法试验密度
8 结论
附加质量法密度检测技术，是一种原位、快速和无损的密度测定新方法，特别是在大粒径的堆石区，其快速、准确的优越性更加明显。在测试中，需要选取合适的测试参数和技术，才能达到满足工程条件和规范的质量检测。在上述两个情况不同的实例中，附加质量法密度测试结果与灌水法实验值比较，附加质量法的测试精度绝大部分高于95%，相对误差一般小于5%，个别点位误差为5%- 6%。附加质量法测试结果达到了施工设计要求，同时也满足了快速、高强度生产条件下施工要求。
作者简介：
杜臣：（1985年3月～），男，大学本科毕业，湖北钟祥人，助理工程师，从事水电工程施工管理工作4年；单位名称：中国水利水电建设工程咨询西北公司；
[关键词]大坝填筑 灌水法测干密度 附加质量法 相关性 研究
中图分类号：TU8；TU758.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-611-02
1 工程概况
梨园水电站位于云南省丽江市玉龙县（右岸）与迪庆藏族自治州香格里拉县（左岸）交界的金沙江中游界河上，为金沙江中游河段规划的8个梯级电站的第3个梯级，上游与两家人水电站衔接，下游为阿海水电站。
梨园混凝土面板堆石坝坝顶高程1626.00m，坝基最低高程1471.00m，最大坝高155m。坝顶长525.328m，坝顶宽12m，坝底最大宽度455m，坝顶上游侧设4.2m高混凝土防浪墙，墙顶高程1627.20m。
坝体从上游向下游依次分为垫层区（2A）、过渡区（3A）、主堆石区（3B）、下游干燥堆石区（3C）、下游堆石排水区（3D），在周边缝下设特殊垫层区（2B）。在面板上游面下部设上游铺盖区1A及盖重区1B。
大坝坝体分三期进行填筑，总填筑方量817.9万m3，其中一期填筑方量384.5万m3，二期填筑方量195.77万m3，三期填筑方量161.06万m3。坝体填筑完成后进行坝前铺盖料填筑。
2 大坝坝体填筑料设计标准及颗粒级配
2.1 大坝各填筑分区设计标准见表1
表1 各分区填筑料设计标准
分区 压实干密度 分区 压实干密度
6 试验结果统计对比
截止到2012年11月底，完成附加质量法测点5357个，完成灌水法测点681个。以上测点数据包含对不合格点的复测数据。
对以上数据，采取按分区进行数据对比分析。
对以上数据进行对比分析；
2A料：两种干密度测试方法的干密度最小值相同，而附加质量法干密度的最大值和平均值较灌水法偏高，分别高102.90%和 101.73%。两种测试方法干密度的离散程度相差不大，两者相比灌水法的离散性稍好。
2B料：附加质量法干密度实验数据范围较灌水法宽泛，由此可见附加质量法实验结果离散性较灌水法大，其中最大值前者是后者的104.62%，最小值前者是后前的96.90%，平均值前者是后者的100.87%。
3A料：；灌水法干密度的最大值和最小值较附加质量法都偏大，数据显示最大值、最小值前者比后者分别大105.58%、104.27%。虽两者的平均值相同，但灌水法干密度的离散性较附加质量法的大。
3B料：如同2B料，附加质量法干密度的数据范围较灌水法宽，标准差显示附加质量法干密度实验结果的离散性较大。最大值前者是后者的134.57%，最小值前者是后者的92.14%。平均值两者相差不大，前者是后者的99.41%。
3C料：因两种方法的样本数量都不大，故不作对比分析。
3D料：灌水法干密度的最大值和最小值较附加质量法都大，但两者平均值和标准差都相近。最大值前者是后者的101.21%，最小值前者是后者的104.63.%，平均值前者是后者的100.43%。后者数据的离散性稍大。
7 数据分析
2A料：两种干密度测试方法的样本数量都足够大，从数据上来看实验结果的最大值和最小值有少许差异，但都在3%以内。两者的标准差都不大，在0.04以下，且两者标准差的数值相差较小，说明实验结果的离散性不大，在一定的、合理的范围内波动。如以两种方法的平均值代替两组样本数据，则其数值关系为：
△m=1.0173 ρ
2B料：因2B料的填筑方量不大，且填筑面积较小，故两种干密度实验方法的样本数量都不大。从仅有的数据分析，两者无论最小值、最小值或者是平均值的数值差异都在5%以内。附加质量法的样本数量较少，故数值的离散性较大。2B料两种干密度测试方法的数值关系不做相关性分析。
3A料：两种干密度测试方法的样本数量都足够大，具有一定的代表性。从数据上来看，灌水法干密度的最大值较附加质量法大了105.58%，但从总体样本上看，灌水法干密度大于2.5g/cm3的测点仅此一个，因此可以将该点从样本总数里面扣除，扣除后的样本最大值是2.5g/cm3，平均值几乎不受影响，而此时灌水法干密度的标准差为0.0366，与附加质量法相差无几。故在样本数量足够大时，可以认为附加质量法与灌水法能相互代表。即：
3B料：可以认为两种测试方法的样本数量足够大，具有一定的代表性。从数据上来看，附加质量法的干密度最大值3.27 g/cm3明显是不合理的（实验得出此种料的综合比重仅为2.91 g/cm3），故将此点扣除（扣除此数据平均值几乎不受影响），扣除后的样本最大值为2.498 g/cm3，是灌水法干密度最大值的102.80%，而此时的标准差为0.0387，两者都小于0.04，数值的离散性都不大。附加质量法干密度最小值是坑测法的92.14%，差距较大，但考虑到附加质量法的样本数量远远大于灌水法（不排除此类点为大石间架空测点），且小于2.2 g/cm3的测点仅占总测点的0.30%。如忽略最小值相差较大的因素，可以認为两种干密度实验方法的结果可以用两组样本的平均值代替，则其数值关系为：
△m=0.9916 ρ
3C料：因两种方法的样本数量都不大，故不作相关性分析。
3D料：为主堆石区，填筑方量较大，测点较多。从数据表中可以看出灌水法的最大值、最小值和平均值比附加质量法的都略大，前者分别是后者的101.21%、104.63%和100.43%，两组数据差异在5%以内，且两者标准差都在0.04左右，数据的离散程度相仿。在此条件下，如用平均值代表两组样本，则其数值关系为：
△m=0.9958 ρ
以上式中：
△m——附加质量法试验密度
8 结论
附加质量法密度检测技术，是一种原位、快速和无损的密度测定新方法，特别是在大粒径的堆石区，其快速、准确的优越性更加明显。在测试中，需要选取合适的测试参数和技术，才能达到满足工程条件和规范的质量检测。在上述两个情况不同的实例中，附加质量法密度测试结果与灌水法实验值比较，附加质量法的测试精度绝大部分高于95%，相对误差一般小于5%，个别点位误差为5%- 6%。附加质量法测试结果达到了施工设计要求，同时也满足了快速、高强度生产条件下施工要求。
作者简介：
杜臣：（1985年3月～），男，大学本科毕业，湖北钟祥人，助理工程师，从事水电工程施工管理工作4年；单位名称：中国水利水电建设工程咨询西北公司；