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【摘 要】为了保障坝壳砂砾料填筑过程中各工序满足施工规范和设计要求，验证设计提出的压实指标的可行性，本文通过对多组实验组合进行现场实验和成果分析，为坝壳料的填筑施工提供合理的施工参数，以其能为以后的工程施工提供相关借鉴。
【关键词】粘土心墙坝 坝壳料 碾压 实验
一、工程概况
山口水电站工程是新疆某河干流梯级开发的最末一级，主要承担发电任务，其次是反调节任务，水库总库容1.21亿m3，装机容量140MW。其工程规模属大（2）型，工程等别为Ⅱ等。大坝采用混合坝，左岸0+000.00-0+496.00为碾压混凝土重力坝，右岸阶地采用粘土心墙坝，桩号0+556.00～0+963.10，结合段桩号为0+496-0+556，采用插入式连接方式。坝顶高程为916.0m，防浪墙顶高程917.2m，坝顶宽度为8m。
二、试验场地、用料、碾压机具
坝壳料碾压试验场设在坝基上游平台；轴距（30m～68m）。铺料前用220HP推土机将试验区整平，18t自行式振动碾碾压10遍，再进行隐蔽工程验收。试验区按三种不同铺料厚度，三种不同碾压遍数以及一个掺水对比试验区划分，共12个试验组合，每个试验组合场地为8.5×25m。在试验场布设方格网，并测定其高程，作为铺料厚度的控制基准，计算出实际铺料厚度。试验用料利用尾水渠开挖砂砾石料，采用后退法卸料，推土机摊铺，人工配合整平。
对60cm、80cm两种铺料厚度分别碾压6、8、10遍的洒水对比单元进行掺水，填筑砂砾料方量的10-15%。使砂砾石料的含水率达到5％左右。掺水完毕，16t拖式振动平碾用1档中速碾压6、8、10遍。振动碾前进后退一次算两遍，顺碾压方向碾筒轮迹的重叠宽度为碾筒宽度的10%，各料区碾压完，振动碾退出试验区。并测设各网点高程，从而计算出碾压后的厚度和沉降值。
三、试验测试项目及成果整理
测试项目包括压实后含水量、干密度、颗分等。含水量测定采用烘干法；干密度采用灌砂法测定；采用干密度测定用的全料进行分级筛分。相对密度试验时，采用人工松填法测定最小干密度，采用振动台法测定最大干密度。根据试验数据绘制颗分级配曲线，并对坝壳料碾压前后的颗粒级配进行对比；以铺料厚度为参数，绘制干密度与碾压遍数关系曲线；不同铺料厚度，不同加水量与干密度的关系，以及不同碾压遍数与沉降率的关系。
四、试验成果分析
1.砂砾料的级配
砂砾料的级配对压实效果影响很大。尾水渠开挖料的级配不连续，是坝壳料压实效果得不到改善的主要原因。碾压前后颗粒粒径变化不大，均属不良级配的粗粒土，碾压后粒径有变细的趋势。
2.碾压遍数与干密度的关系
在铺料厚度一定的条件下（80㎝），采用16T拖式平碾碾压，其干密度随碾压遍数的增加而增大，碾压8遍时，干密度最大；但在铺料厚度较薄的情况下（60㎝），碾压10遍后，干密度反而减小。
3.加水与不加水碾压对干密度影响
坝壳砂砾料加水与不加水碾压，对干密度影响不大。碾压8遍加水的干密度值，比不加水的干密度平均值仅增加0.4%（铺料厚度80㎝）。
4.砂砾料的铺料厚度
振动碾的振动力以压实波的方式向砂砾料内部传播，激振力随铺料厚度的增加而逐渐减弱，因此，铺料厚度对压实效果影响较大。对铺料较薄的砂砾石坝壳料来说，由于铺层薄，坝料上部无压重，坝料碾压到一定程度，增加碾压遍数，振动波反而会影响压实密度。当铺料厚度为60cm时，碾压10遍比碾压8遍的干密度小。当铺料厚度增大至100cm时，碾压遍数对干密度的影响较大。
5.砂砾石料碾压遍数与沉降量的关系
坝壳料的沉降率随碾压遍数增加而增大。用220HP推土机整平，碾压6遍，沉降率达到6.3％；从6遍增加到8遍时，沉降率增加0.6%，从8遍到10遍时增加很小，仅增加0.25%，表明坝壳料沉降率已趋于稳定。
6.砂砾石料的相对密度
相对密度试验采用等量替代法将料场复查得到的坝壳料的平均级配换算为Dmax=60mm级配后，其在各P5含量时，采用人工松填法求得最小干密度为2.08，机械振动台法求得最大干密度为2.36，通过计算绘制坝壳料Dr-P5-ρd关系曲线。由于碾压试验不能完全与后期填筑施工条件相同，试验在确定满足设计各项指标时，采用淘汰法进行最佳组合择优选取。
五、施工碾压参数和控制要点
根据碾压试验结果，采用后退法卸料，铺料厚度80cm，采用16t拖式振动碾行车速度1~3km/h（1档中油门），碾压8遍，实测干密度达到设计相对密实度Dr≥0.85，以此作为坝壳料填筑的施工控制参数。
实际施工现场中，碾压严格按照碾压试验确定的碾压参数进行；大面积碾压时，应平行与坝轴线方向进行碾压，碾压时整碾错位，每碾搭接20-30cm，分段碾压时，按照规范要求垂直碾压方向搭接0.5-1.0m。碾压过程中，施工员应监督碾压遍数。分块碾压时，各段之间设立标志，以防疏忽而造成错记和欠压、漏压。
1.坝壳料分期分段填筑时，在坝壳料内部会形成横向或纵向接缝。由于接缝处坡面临空，压实机械作业据坡面边缘留有0.5－1米的安全距离，坡面上存在一定厚度的松料或半压实料层。另外，铺料过程中难免有部分填料沿坡面向下溜滑，坝壳料纵横向结合部位采用台阶收坡法，先期铺料时，每层预留1～1.5米平台。
2.坝壳料与岸坡及岩体结合部位，回填一条过渡料。填筑表面不应有超径块石和块石集中、架空。当遇开挖坡脚结合处2米宽范围内，减薄层厚，层厚减为坝面铺筑厚度的1∕2左右并采用18 t自行式振动平碾平行坡脚方向进行碾压。对岸坡边角部位允许垂直坝轴线方向碾压，对于碾压不到的边角部位用小型压实机械（2吨平板振动夯）进行处理使其密实。碾压过程中，施工员应对碾压遍数严格控制。分块碾压时，各块之间设立显著标志，防止疏忽而造成局部欠压或漏压。
3.当填筑面横坡不陡于1：10时可直接填筑坝壳料，在稳定的斜坡上，坝面坡面陡于1：5时应将原上坝面挖成不小于1米的台阶，台阶顶面作成2％～4％的内倾斜坡，再进行坝壳料填筑。
参考文献：
[1]碾压式土石坝施工规范[S].DL/T5129—2001.
[2]土工试验规程[S].SL237—1999.
作者简介：罗蓉（1982-）女，助理工程师，新疆沙湾人。
【关键词】粘土心墙坝 坝壳料 碾压 实验
一、工程概况
山口水电站工程是新疆某河干流梯级开发的最末一级，主要承担发电任务，其次是反调节任务，水库总库容1.21亿m3，装机容量140MW。其工程规模属大（2）型，工程等别为Ⅱ等。大坝采用混合坝，左岸0+000.00-0+496.00为碾压混凝土重力坝，右岸阶地采用粘土心墙坝，桩号0+556.00～0+963.10，结合段桩号为0+496-0+556，采用插入式连接方式。坝顶高程为916.0m，防浪墙顶高程917.2m，坝顶宽度为8m。
二、试验场地、用料、碾压机具
坝壳料碾压试验场设在坝基上游平台；轴距（30m～68m）。铺料前用220HP推土机将试验区整平，18t自行式振动碾碾压10遍，再进行隐蔽工程验收。试验区按三种不同铺料厚度，三种不同碾压遍数以及一个掺水对比试验区划分，共12个试验组合，每个试验组合场地为8.5×25m。在试验场布设方格网，并测定其高程，作为铺料厚度的控制基准，计算出实际铺料厚度。试验用料利用尾水渠开挖砂砾石料，采用后退法卸料，推土机摊铺，人工配合整平。
对60cm、80cm两种铺料厚度分别碾压6、8、10遍的洒水对比单元进行掺水，填筑砂砾料方量的10-15%。使砂砾石料的含水率达到5％左右。掺水完毕，16t拖式振动平碾用1档中速碾压6、8、10遍。振动碾前进后退一次算两遍，顺碾压方向碾筒轮迹的重叠宽度为碾筒宽度的10%，各料区碾压完，振动碾退出试验区。并测设各网点高程，从而计算出碾压后的厚度和沉降值。
三、试验测试项目及成果整理
测试项目包括压实后含水量、干密度、颗分等。含水量测定采用烘干法；干密度采用灌砂法测定；采用干密度测定用的全料进行分级筛分。相对密度试验时，采用人工松填法测定最小干密度，采用振动台法测定最大干密度。根据试验数据绘制颗分级配曲线，并对坝壳料碾压前后的颗粒级配进行对比；以铺料厚度为参数，绘制干密度与碾压遍数关系曲线；不同铺料厚度，不同加水量与干密度的关系，以及不同碾压遍数与沉降率的关系。
四、试验成果分析
1.砂砾料的级配
砂砾料的级配对压实效果影响很大。尾水渠开挖料的级配不连续，是坝壳料压实效果得不到改善的主要原因。碾压前后颗粒粒径变化不大，均属不良级配的粗粒土，碾压后粒径有变细的趋势。
2.碾压遍数与干密度的关系
在铺料厚度一定的条件下（80㎝），采用16T拖式平碾碾压，其干密度随碾压遍数的增加而增大，碾压8遍时，干密度最大；但在铺料厚度较薄的情况下（60㎝），碾压10遍后，干密度反而减小。
3.加水与不加水碾压对干密度影响
坝壳砂砾料加水与不加水碾压，对干密度影响不大。碾压8遍加水的干密度值，比不加水的干密度平均值仅增加0.4%（铺料厚度80㎝）。
4.砂砾料的铺料厚度
振动碾的振动力以压实波的方式向砂砾料内部传播，激振力随铺料厚度的增加而逐渐减弱，因此，铺料厚度对压实效果影响较大。对铺料较薄的砂砾石坝壳料来说，由于铺层薄，坝料上部无压重，坝料碾压到一定程度，增加碾压遍数，振动波反而会影响压实密度。当铺料厚度为60cm时，碾压10遍比碾压8遍的干密度小。当铺料厚度增大至100cm时，碾压遍数对干密度的影响较大。
5.砂砾石料碾压遍数与沉降量的关系
坝壳料的沉降率随碾压遍数增加而增大。用220HP推土机整平，碾压6遍，沉降率达到6.3％；从6遍增加到8遍时，沉降率增加0.6%，从8遍到10遍时增加很小，仅增加0.25%，表明坝壳料沉降率已趋于稳定。
6.砂砾石料的相对密度
相对密度试验采用等量替代法将料场复查得到的坝壳料的平均级配换算为Dmax=60mm级配后，其在各P5含量时，采用人工松填法求得最小干密度为2.08，机械振动台法求得最大干密度为2.36，通过计算绘制坝壳料Dr-P5-ρd关系曲线。由于碾压试验不能完全与后期填筑施工条件相同，试验在确定满足设计各项指标时，采用淘汰法进行最佳组合择优选取。
五、施工碾压参数和控制要点
根据碾压试验结果，采用后退法卸料，铺料厚度80cm，采用16t拖式振动碾行车速度1~3km/h（1档中油门），碾压8遍，实测干密度达到设计相对密实度Dr≥0.85，以此作为坝壳料填筑的施工控制参数。
实际施工现场中，碾压严格按照碾压试验确定的碾压参数进行；大面积碾压时，应平行与坝轴线方向进行碾压，碾压时整碾错位，每碾搭接20-30cm，分段碾压时，按照规范要求垂直碾压方向搭接0.5-1.0m。碾压过程中，施工员应监督碾压遍数。分块碾压时，各段之间设立标志，以防疏忽而造成错记和欠压、漏压。
1.坝壳料分期分段填筑时，在坝壳料内部会形成横向或纵向接缝。由于接缝处坡面临空，压实机械作业据坡面边缘留有0.5－1米的安全距离，坡面上存在一定厚度的松料或半压实料层。另外，铺料过程中难免有部分填料沿坡面向下溜滑，坝壳料纵横向结合部位采用台阶收坡法，先期铺料时，每层预留1～1.5米平台。
2.坝壳料与岸坡及岩体结合部位，回填一条过渡料。填筑表面不应有超径块石和块石集中、架空。当遇开挖坡脚结合处2米宽范围内，减薄层厚，层厚减为坝面铺筑厚度的1∕2左右并采用18 t自行式振动平碾平行坡脚方向进行碾压。对岸坡边角部位允许垂直坝轴线方向碾压，对于碾压不到的边角部位用小型压实机械（2吨平板振动夯）进行处理使其密实。碾压过程中，施工员应对碾压遍数严格控制。分块碾压时，各块之间设立显著标志，防止疏忽而造成局部欠压或漏压。
3.当填筑面横坡不陡于1：10时可直接填筑坝壳料，在稳定的斜坡上，坝面坡面陡于1：5时应将原上坝面挖成不小于1米的台阶，台阶顶面作成2％～4％的内倾斜坡，再进行坝壳料填筑。
参考文献：
[1]碾压式土石坝施工规范[S].DL/T5129—2001.
[2]土工试验规程[S].SL237—1999.
作者简介：罗蓉（1982-）女，助理工程师，新疆沙湾人。