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摘 要：近几年随着中小水电站开发脚步加快，中小水电站的经济指标的好坏将直接影响坝体设计，本着经济指标和节约投资的理念，在具备条件的地方选择沥青混凝土心墙碾压坝，较其他坝型能节约投资，因此，沥青混凝土心墙碾压坝也是今后小水电设计的一种发展趋势。为此，本文详细介绍水电站沥青混凝土心墙碾压施工工艺，从碾压道路布置、碾压料选取、碾压试验参数选定、各种坝料的筛选到填筑要求进行了详细的说明。
关键词：沥青混凝土心墙 碾压 施工工艺
中图分类号：TU528文献标识码： A
1工程概述
某电站坝顶高程1307.60m，防浪墙顶高程1308.80m，建基面高程1216.50m，最大坝高 91.1m。坝顶宽度为10m，坝长439m。上游坝坡1:2.25，下游坝坡1:1.8，下游坡设10m宽、纵坡为8%的“之”字形上坝公路。坝体填筑分区从上游至下游分为：上游砂砾料区、上游过渡料区、沥青混凝土心墙、下游过渡料区、下游砂砾料区、下游利用料区、下游排水棱体区。
大坝填筑工程量: 砂砾料填筑367.74万m3,过渡料填筑17.68万m3,反滤料填筑0.35万m3,排水棱体排水料填筑1.613万m3,利用料20万m3,合计407.383万m3。
2道路布置
2.1坝外道路布置
（1）由C4料场生产的过渡料、反滤料、排水棱体料、砂砾石料经5#路运至坝体,5#道路为砂砾石路面，宽度9m，长度3.9km。
（2）1#料场和3#料场利用料经1#路运至坝体, 1#道路为砂砾石路面，宽度9m，长度2.2km。
2.2坝内道路布置
（1）横穿沥青混凝土心墙栈桥
为保护沥青混凝土心墙,在横穿沥青混凝土心墙处搭设2座自制整体式钢栈桥，形成回路,桥台为枕木，桥面为I20工字钢和5mm厚钢板，长6.0m，宽3.0m。
（2）坝体填筑平面道路布置
按照填筑进度和分区需要，在坝体填筑平面内纵向布置左、右二条道路，其中左右道路倒换以满足坝体填筑上升需求。
3坝体填筑流程图
4坝料开采
4.1料场概况
（1）利用料场
将坝肩和基坑开挖料分别堆放在1#和3#料场，约为20万m3。
（2）取料场
坝体各类填筑料均从C4料场挖取，C4料场位于坝址左岸下游3.9km处，无地下水，开采方便，C4料场覆盖层平均厚度约2.0～2.5m，砂砾层厚度约50m，储量900万m3。
4.2料场开挖
（1）覆盖层开挖：覆盖层为土层，采用1.6m3挖掘机开挖装料，20t自卸汽车拉运至100米处的存土场，作为料场复耕土源。
（2）填筑料开采：主要由1.6m3挖掘机开采，20t自卸汽车拉运至填筑区，边坡坡比不小于1:1.5，设置马道，马道宽度为3米，高差不大于15米。
5坝料加工
5.1过渡料加工
在C4料场选取合适过渡料开采位置，由1.6m3挖掘机挖装，20t自卸汽车拉输至蓖条筛作业平台, 蓖条筛作业平台布置在距C4料场150米的部位，经蓖条筛过滤后，符合的过渡料由3m3装载机运输至存料场,弃料由20t自卸车运至弃渣场。
5.2排水棱体料加工
排水棱体料采用过渡料加工的超径石，由3m3装载机收集堆存在存料场。
5.3反滤料加工
（1）粒径150mm～80mm反滤料
利用过渡料超径石加工，在20t自卸汽车上架设自制蓖条筛，蓖条筛间距165mm，1.6m3挖掘机装。
（2）粒径80mm～5mm反滤料
利用加工好的成品过渡料，在过渡料存料场人工筛分制备，堆放在过渡料附近。
6碾压试验
6.1 实验目的
（1）验证坝料设计填筑标准的合理性；
（2）检验所用的压实机械的适用性及其性能的可靠性；
（3）确定达到设计填筑标准的压实方法；
（4）通过实验确定各区坝料填筑碾压的施工参数。
6.2料源
（1）过渡料在C4料场选取代表性填筑料，坝壳料在C4料场取料。
（2）其它各料均取自C4料场经筛分后的混合料，限制粒径符合设计要求。
6.3试验场地的布置
試验场地布置在C4料场内，试验场地面积为30m×40m，主要考虑避免不同碾压遍数区间，碾压振动时的相互影响，提高试验精度；考虑取样时的试坑之间不相互影响，提高试验精度；在最经济的原则下提出以下的布置方案：
（1）坝壳料虚铺80cm厚，碾压遍数为6、8、10遍；
（2）过渡料虚铺30cm厚，碾压遍数为6、8、10遍；
（3）反滤料由于是砾石料，无砂子充填，故考虑虚铺厚度80cm，碾压遍数按6、8、10遍考虑。
6.4坝体填筑料设计要求
各料区的材料和压实要求
部位
项目 过渡料 坝壳料 可利用料 反滤料Ⅰ 反滤料Ⅱ 楞体区料、
填筑材料 C4料场小于80mm混合料。小于5mm含量25%-40% C4料场 天然 砂砾石料 建筑物石方开挖料 C4料场 5-40mm料 C4料场40-80mm料 C4料场 大于80mm料
最大粒（mm） 80 600 600 40 80 600
比重 / 2.71 2.74 / / /
孔隙率（%） / / ≤20 / / /
相对密度 ≥0.85 ≥0.85 / ≥0.85 ≥0.85 ≥0.85
干密度（t/m3） / / ≥2.19 / / /
6.5试验步骤
分为室内试验和室外试验两部分，室外试验首先按设计要求进行碾压试验，确定施工参数，利用选定的碾压参数进行加水试验（加水量10%、15%），同时验证所选施工参数的可靠性，同时进行原位渗透试验,确定最终的施工参数并提交碾压试验报告。
6.5.1室内试验：坝壳料的最大最小干密度的确定
根据C4料场复查成果，将实测包络线等分为四个区，并将砾石含量上延上包线5%，下延下包线5%（共7个砾石含量），以利于坝体填筑时相对密度的获取。采用“等量替代法”进行相关计算，根据计算结果，称量掺配试验用小于80mm全级配料（干法），用掺配好的料源进行相关试验，密度桶规格（直径400mm，高450mm，壁厚8mm的钢桶，带底），具体试验方法参见《水电水利工程粗粒土试验规程》DL/T5356-2006中“粗粒土相对密度试验”，根据实验获得的结果。
6.5.2室外试验
（1）碾压试验流程
试验场地处理→测量放线→坝料运输、整平→测量虚铺厚度→碾压→测量压实厚度，计算压缩压缩沉降量→试坑取样→结果分析→提交碾压试验报告。
（2）试验场地处理
试验前先对试验场地进行整平和碾压处理，当地基碾压至不沉降时，用水准仪进行控制。
（3）测量放线
在碾压好的场地上用灰线按碾压试验场地布置图布设场地及取样测试点并在试验场地外标识设置控制基桩。
在测点处洒上白灰，用水准仪测得各试验点基础高程。
（4）坝料运输、整平
合格的试验用料采用1.6m3反铲挖装，20t自卸车运至试验场地，推土机按设计厚度推平，铺料过程中用带刻度的尺杆，控制铺料厚度，人工配合机械整平，厚度误差控制在±8㎝以内。
（5）碾压前测量
平整好铺料以后，用测绳放出取样测试点并用白灰标记，用水准仪测出碾压前各测点高程。
（6）碾压
碾压采用整轮错位，前进后退法碾压，一来一回算两遍。两碾之间搭接10-20cm。
振动碾行进速度控制在约2.5～3.5km/h，油门控制中油门，此时振动频率保持在28.5Hz左右，振幅保持在1.3 mm～1.4mm，激振力为360kN左右。
（7）碾压后测量
每碾压两遍测一次水准高程，计算压缩沉降量，分析碾压遍数(相邻两遍、总遍数)～压缩沉降量的关系
（8）试坑取样
采用灌水和灌砂法两种方法进行对比试验，以反映灌水灌砂两种方法的差别。
（9）碾压试验初步成果整理
选出符合设计要求的试验参数，用此参数进行加水试验（利用不加水的对比校核选用的碾压参数）。
6.6.3加水试验
不加水、加水10%、15%（体积比）碾压前加完计划用水量，加水量控制按体积比计量，以研究加水量对碾压密实度的影响。
6.6.4 原位渗透试验
在加水试验场地布置点位，用选定的施工参数碾压各坝料，合格后进行原位渗透系数，试验采用双环试坑注水法。
6.7坝壳料试验结果分析
6.7.1碾压参数试验及加水碾压试验过程中全级配分析表明试验用料均在C4料场复查实测包络线内；在坑检过程中，试坑内壁均无架空现象，密实性良好。
碾压后较碾压前料有一定的破碎，但程度很小，小于5mm含量增加1.9%。
6.7.2在相同铺料厚度下，碾压遍数与压缩沉降量关系图表明，主要压缩沉降量在碾压6遍已经基本完成，再增加遍数沉降仍在继续，但增量很小。
6.7.3碾压6、8、10遍时，其相对密度分别为0.77、0.87、0.88，可以认为虚铺厚度80cm(±10cm)、碾压遍数8遍，选用18T拖式振动碾、采用行进速度2.5km/h、中油门的设备参数是可行的，总体趋势符合一般规律。
6.7.4在上述的施工参数条件下，不加水、加水10%、加水15%试验结果表明：不加水与加水量10%、15%相对密度分别为0.88、0.87、0.89，满足设计指标；相对应的实测全料平均含水量分别为1.04%、1.94%、2.12%，表明加水与否及加水多少对改善压实效果的效果不明显，根据本工程的实际施工环境，建议不对加水的情况作为控制性的要求，但基于文明施工的因素，表面的除尘洒水仍然很有必要。
6.7.5渗透试验结果为：2.2E-3（cm/s）、5.3E-3（cm/s）
6.7.6灌砂法及灌水法试验对比，采用灌砂法其干密度为2.26g／cm3、采用灌水法其干密度为2.28g／cm3；表明灌砂法获得的干密度较灌水法小，幅度在0.02g／cm3。
6.8过渡料试验结果分析
6.8.1 试验过程中全级配分析表明试验用料级配连续
在坑检过程中，部分试坑内壁可见架空、粗料或细集料集中现象，这些现象是由于在堆存开挖料时粗细集料分布不均匀造成。
碾压后较碾压前料有一定的破碎，但程度较小，5mm增加量2.1%。
6.8.2在相同鋪料厚度下，碾压遍数与压缩沉降量关系图表明，主要压缩沉降量在碾压6遍已经基本完成，再增加遍数沉降仍在继续，但增量已经很小。
6.8.3干密度碾压6、8、10遍时分别为2.07g/cm3、2.20g/cm3、2.23g/cm3，可以认为遍数定为8遍是可行的，总体趋势符合一般规律。
6.8.4在采用层厚80cm、8遍的施工参数条件下，不加水、加水10%、加水15%试验结果表明：不加水与加水量10%、15%干密度分别2.21 g/cm3、2.21 g/cm3、2.21g/cm3；孔隙率分别为19.1%、19.3%、19.2% ，结果表明：加水并不会对可利用料的压实效果有明显的改善作用。可以不加水，但基于文明施工的需要，表面的除尘洒水仍然有必要。
6.8.5渗透试验结果为：9.1E-02（cm/s），排水性能良好。
6.9试验结论
根据试验结果的分析，满足可利用料、过渡料填筑质量指标的控制标准及施工参数见下表。
可利用料、坝壳料控制标准及施工参数
料种 控制标准 施工参数
干密度（g/cm3） 孔隙率(%) 相对密度Dr 铺料厚度(cm) 碾压遍数(遍) 振动碾工况 洒水量
过渡料 ≥2.19 ≤20 / 80±8 8 行驶速度≤2.5km/h,工作油门控制为中油门 除尘 洒水
坝壳料 / / ≥0.85 80±8 8
碾压机械技术性能参数表
机械类别 18T拖式振动碾
行进速度（km/h） 前进 2.2～10.3
后退 2.7～8.9
振动频率（Hz） 30
振幅（mm） 1.8
激振力（kN） 400
钢轮质量（t） 18.0
钢轮宽度（mm） 2000
钢轮直径（mm） 1800
7坝体填筑的原则
坝体填筑，总体上遵循与沥青混凝土心墙碾压全断面平起均衡上升的施工方法。对坝壳料，根据坝面面积大小及各类坝料分序、分区的不同，将坝面沿坝轴线方向按50～100m分成若干个单元，在各单元依次完成填筑的各道工序，使各单元上所有工序能够连续流水作业，各单元之间进行鲜明标识，标明摊铺、碾压、检验等工作状态，以避免超压或漏压。
7.1坝料运输
(1)坝料由1.6m3液压反铲挖装，20t自卸汽车运输，车辆相对固定，并经常保持车厢、轮胎的清洁，防止残留在车厢和轮胎上的泥土带入清洁的过渡料、排水体料、坝壳料填筑区。
(2)过渡（反滤）料运输及卸料过程中，采取措施防止颗粒分离,运输过程中过渡料保持湿润，卸料高度不大于2m。
(3)监理工程师认为不合格的过渡（反滤）料或坝壳料，一律不得上坝。
(4)坝料运输车辆必须在挡风玻璃右上角标明坝料分区名称。
(5)坝料运输时，车辆速度不得大于20km/h（桥梁处不大于15km/h），载重量不得大于车辆的标定载重量。
7.2基础面清理与验收
(1)在坝基最终开挖线以下的所有勘探坑槽和平洞，均按施工图纸的要求回填密实，防渗帷幕线附近的勘探钻孔亦予以封堵。
(2)坝体填筑部位的全部基础处理工作，按施工图纸要求施工完毕，基础符合水工验收中的有关要求。
(3)坝体填筑的基础，由监理工程师进行验收合格后，才能开始坝体填筑。
(4)坝基中布置有观测设备时，在观测设备埋设完毕，并经监理工程师验收合格后，才能开始坝体填筑。
7.3过渡（反滤）料填筑
(1)在沥青混凝土心墙施工过程中，作到心墙和过渡层的任何断面都高于其上、下游相邻的坝体填筑料1～2层，并在心墙铺筑后，心墙两侧过渡层以外4m范围内坝壳料采用12t自行碾碾压密实，以防心墙局部受振畸变或破坏。
(2)过渡（反滤）料填筑的位置、尺寸、材料级配、粒径范围符合设计图纸的规定,过渡（反滤）料采用“后退法”卸料。
(3)沥青混凝土心墙两侧过渡料的填筑与沥青混凝土心墙填筑面平起。
(4)过渡（反滤）料填筑与相邻层次之间的材料界线分明。分段铺筑时，必须做好接缝处各层之间的连接，防止产生层间错动或折断现象，在斜面上的横向接缝收成缓于1:3的斜坡。
(5)过渡（反滤）料填筑与坝壳料连接时，可采用锯齿状填筑，但必须保证反滤（过渡）料的设计厚度不受侵占。
(6)为增强压实效果，过渡料碾压前做加水润湿试验，根据试验结果确定是否加水及加水量。
(7)过渡料与心墙或坝壳交界处的压实可用振动平碾进行，碾子的行驶方向平行于坝轴线。
(8)过渡料与岸边接触部位，先洒水后用振动平碾顺岸边进行压实。压不到的边角部位，用液压振动夯板压实，但其压实遍数按监理工程师指示作出调整。
(9)在过渡料与基础和岸边及混凝土建筑物（心墙基座混凝土）的接触处填料时，不允许因颗粒分离而造成粗料集中和架空现象。
(10)坝料运至坝面卸料后，及时摊铺，并保持填筑面平整，每层铺料后用水准仪检查铺料厚度，超厚时及时处理。
(11)过渡料填筑前，用防雨布等遮盖心墙表面，防止砂石落入钢模内。遮盖宽度超出两侧模板各30cm以上。
(12)过渡料因方量少，不能逐层检查进行时，严格按监理工程师批准的施工参数施工，并加强现场监督，不允许出现漏压现象。
7.4砂砾石料填筑
(1)砂砾石料的填筑，必须在坝基处理及隐蔽工程验收合格后，才能填筑。
(2)自卸汽车卸料时，采用“进占法”卸料，也可用“后退法”卸料，堆料高度不大于1.5m。填料的纵横坡部位，优先用台阶收坡法，碾压搭接长度不小于1.5m，如无条件时，接缝坡度不陡于1:3。
(3)岸坡处不允许有倒坡，防止大径料集中，其2m范围内，用较细砂砾石料（d＜200mm）填筑，而且先于坝体填筑料填筑，此处施工按小面积施工法铺筑压实。
(4)在铺好一层砂砾石料后，布点测量其压实前高程，以确定铺料厚度，铺料厚度满足方可填发测量合格证进行砂砾石料碾压。
(5)砂砾石料碾压质量重在过程控制，重点监控碾压遍数、振幅、行驶速度、碾轮搭接宽度。碾压方向一般平行于坝轴线，岸坡一般沿坡脚进行。碾压完成后，再按布点测量其高程，以控制压实厚度。碾压后的表面平整度按0～±10cm控制，若出现0～±30cm的不平整现象，重新推平表面进行铺压。
(6)砂砾石料压实后，按规范要求由工地试验室取样，取样数量不小于5000m3～10000m3一个，且每层必须检查边坡结合部，检查合格后，发给碾压合格证，并组织三检。监理签发铺料许可证后方可进行下道工序。
(7)坝基砂砾石料永久坡位置，每填筑3m厚进行测量放线，对坝坡进行修整，以保证边坡符合要求。
(8)压实后，局部粗料集中处，铺砂用水冲压，以砂粒填满粗粒孔隙，冲洗不下为结束标准。
(9)施工中积极推行全面质量管理，并加強人员培训，建立健全各级质量责任制。
(10)在保留有冲积层的河床坝基填筑坝体砂砾石料时，在基础面清理完并碾压合格经监理工程师验收后，在河床冲积层表面先铺一层最大粒径不超过20cm的细石料层，层厚50cm，并用振动平碾碾压6～8遍。
(11)砂砾石料压实后，按施工规范规定，每填5000m3～10000m3取样1次。根据土工试验要求，试坑直径D≥（3～5）dmax和D≥100cm控制，试坑体积用灌水法和灌砂法相结合（灌水法在冬季无法使用）。试坑测试项目：主要为湿密度、含水量、含泥量、颗粒级配（包括粗料d＞5mm颗粒含量），最终求出干密度和相对密度。碾压后取样结果满足设计要求，否则进行铺压，直至满足质量控制指标要求为止。
(12)根据施工规范质量控制有关条文规定：根据坝址地形、地质及坝体填筑料性质、施工条件、对防渗体及坝壳料选定若干个固定取样断面，固定高差沿坝高每5～10m取代表性原状试样进行室内物理力学性质试验，作为复核设计及工程管理依据。必要时留样品蜡封保存，竣工后移交工程管理单位。
(13)砂砾石料的质量及颗粒级配按施工图纸所示的不同部位采用不同的标准，不得混淆。
(14)砂砾石料中不允许夹杂粘土、草、木等有害物质。
(15)砂砾石料在装卸时特别注意避免分离，不允许从高坡向下卸料。靠近岸边地带以较细石料铺筑，严防架空现象。
(16)砂砾石料铺料和碾压过程中的加水量由试验确定。
(17)压实砂砾石料的振动平碾行驶方向平行于坝轴线，靠岸边处可顺岸行驶。振动平碾难于碾及的地方，用小型振动碾或其它机具进行压实，但其压实遍数按监理工程师指示作出调整。
(18)岸边地形突变及坡度过陡而振动碾碾压不到的部位，适当修整地形使振动碾到位，局部可用振动板或振动夯压实。
(19)砂砾石料采取大面积铺筑，以减少接缝。当分块填筑时，对块间接坡处的虚坡带采取专门的处理措施，如采取台阶式的接坡方式，或采取将接坡处未压实的虚坡石料挖除的措施。
(20)坝内安全监测仪器的埋设完成后，须经过监理工程师的批准才可进行上部坝壳料的回填。
7.5排水棱体填筑
(1)排水体随坝体上升逐层填筑。
(2)排水体采用生产过渡料的超径石，要求石料质地坚硬，平均块径符合施工图纸规定。
(3)排水棱体料填筑的施工，将经挑选合格的石料运至每一填筑层上，沿着靠近岸坡的边缘堆成条带状,用推土机将其推至坝坡边缘，由测量配合定位，其外缘与设计坝坡线误差不超过±10cm。各层的排水棱体石料和同层的反滤料采用交替铺筑的方法进行。
7.6其它
(1)坝体填筑与观测仪器埋设统筹协调安排，由监理部协调并确定各自的施工时段。对坝体内观测仪器埋设区，以不损坏仪器设备及附属设施为原则，采用薄层、静压的方式进行填筑。
(2)运输道路的交叉路口，设专人指挥、调度、统计运输车辆。
(3)坝体填筑过程中,严格按照《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5128-2001）执行。
结束语
因沥青混凝土心墙碾压坝施工受季节影响比较小，同时沥青混凝土心墙施工工艺比较简单，适应变形能力强，机械程度比较高，施工速度快，可以较大的缩短工期，节约投资。但料场的选取及后期料场的复耕难度比较大，如果在开工前期做好料场的规划，并在施工过程中按环水保要求严格施工，可以缩短料场复耕的时间，可以收到很好的效果。
参考文献:
[1] 刘儒博;寒冷地区碾压式沥青混凝土心墙坝冬季施工关键技术研究[D];西北农林科技大学;2012年
[2] 吕中东;沥青混凝土防渗心墙在水利工程的应用[J];长春理工大学学报;2010年
关键词：沥青混凝土心墙 碾压 施工工艺
中图分类号：TU528文献标识码： A
1工程概述
某电站坝顶高程1307.60m，防浪墙顶高程1308.80m，建基面高程1216.50m，最大坝高 91.1m。坝顶宽度为10m，坝长439m。上游坝坡1:2.25，下游坝坡1:1.8，下游坡设10m宽、纵坡为8%的“之”字形上坝公路。坝体填筑分区从上游至下游分为：上游砂砾料区、上游过渡料区、沥青混凝土心墙、下游过渡料区、下游砂砾料区、下游利用料区、下游排水棱体区。
大坝填筑工程量: 砂砾料填筑367.74万m3,过渡料填筑17.68万m3,反滤料填筑0.35万m3,排水棱体排水料填筑1.613万m3,利用料20万m3,合计407.383万m3。
2道路布置
2.1坝外道路布置
（1）由C4料场生产的过渡料、反滤料、排水棱体料、砂砾石料经5#路运至坝体,5#道路为砂砾石路面，宽度9m，长度3.9km。
（2）1#料场和3#料场利用料经1#路运至坝体, 1#道路为砂砾石路面，宽度9m，长度2.2km。
2.2坝内道路布置
（1）横穿沥青混凝土心墙栈桥
为保护沥青混凝土心墙,在横穿沥青混凝土心墙处搭设2座自制整体式钢栈桥，形成回路,桥台为枕木，桥面为I20工字钢和5mm厚钢板，长6.0m，宽3.0m。
（2）坝体填筑平面道路布置
按照填筑进度和分区需要，在坝体填筑平面内纵向布置左、右二条道路，其中左右道路倒换以满足坝体填筑上升需求。
3坝体填筑流程图
4坝料开采
4.1料场概况
（1）利用料场
将坝肩和基坑开挖料分别堆放在1#和3#料场，约为20万m3。
（2）取料场
坝体各类填筑料均从C4料场挖取，C4料场位于坝址左岸下游3.9km处，无地下水，开采方便，C4料场覆盖层平均厚度约2.0～2.5m，砂砾层厚度约50m，储量900万m3。
4.2料场开挖
（1）覆盖层开挖：覆盖层为土层，采用1.6m3挖掘机开挖装料，20t自卸汽车拉运至100米处的存土场，作为料场复耕土源。
（2）填筑料开采：主要由1.6m3挖掘机开采，20t自卸汽车拉运至填筑区，边坡坡比不小于1:1.5，设置马道，马道宽度为3米，高差不大于15米。
5坝料加工
5.1过渡料加工
在C4料场选取合适过渡料开采位置，由1.6m3挖掘机挖装，20t自卸汽车拉输至蓖条筛作业平台, 蓖条筛作业平台布置在距C4料场150米的部位，经蓖条筛过滤后，符合的过渡料由3m3装载机运输至存料场,弃料由20t自卸车运至弃渣场。
5.2排水棱体料加工
排水棱体料采用过渡料加工的超径石，由3m3装载机收集堆存在存料场。
5.3反滤料加工
（1）粒径150mm～80mm反滤料
利用过渡料超径石加工，在20t自卸汽车上架设自制蓖条筛，蓖条筛间距165mm，1.6m3挖掘机装。
（2）粒径80mm～5mm反滤料
利用加工好的成品过渡料，在过渡料存料场人工筛分制备，堆放在过渡料附近。
6碾压试验
6.1 实验目的
（1）验证坝料设计填筑标准的合理性；
（2）检验所用的压实机械的适用性及其性能的可靠性；
（3）确定达到设计填筑标准的压实方法；
（4）通过实验确定各区坝料填筑碾压的施工参数。
6.2料源
（1）过渡料在C4料场选取代表性填筑料，坝壳料在C4料场取料。
（2）其它各料均取自C4料场经筛分后的混合料，限制粒径符合设计要求。
6.3试验场地的布置
試验场地布置在C4料场内，试验场地面积为30m×40m，主要考虑避免不同碾压遍数区间，碾压振动时的相互影响，提高试验精度；考虑取样时的试坑之间不相互影响，提高试验精度；在最经济的原则下提出以下的布置方案：
（1）坝壳料虚铺80cm厚，碾压遍数为6、8、10遍；
（2）过渡料虚铺30cm厚，碾压遍数为6、8、10遍；
（3）反滤料由于是砾石料，无砂子充填，故考虑虚铺厚度80cm，碾压遍数按6、8、10遍考虑。
6.4坝体填筑料设计要求
各料区的材料和压实要求
部位
项目 过渡料 坝壳料 可利用料 反滤料Ⅰ 反滤料Ⅱ 楞体区料、
填筑材料 C4料场小于80mm混合料。小于5mm含量25%-40% C4料场 天然 砂砾石料 建筑物石方开挖料 C4料场 5-40mm料 C4料场40-80mm料 C4料场 大于80mm料
最大粒（mm） 80 600 600 40 80 600
比重 / 2.71 2.74 / / /
孔隙率（%） / / ≤20 / / /
相对密度 ≥0.85 ≥0.85 / ≥0.85 ≥0.85 ≥0.85
干密度（t/m3） / / ≥2.19 / / /
6.5试验步骤
分为室内试验和室外试验两部分，室外试验首先按设计要求进行碾压试验，确定施工参数，利用选定的碾压参数进行加水试验（加水量10%、15%），同时验证所选施工参数的可靠性，同时进行原位渗透试验,确定最终的施工参数并提交碾压试验报告。
6.5.1室内试验：坝壳料的最大最小干密度的确定
根据C4料场复查成果，将实测包络线等分为四个区，并将砾石含量上延上包线5%，下延下包线5%（共7个砾石含量），以利于坝体填筑时相对密度的获取。采用“等量替代法”进行相关计算，根据计算结果，称量掺配试验用小于80mm全级配料（干法），用掺配好的料源进行相关试验，密度桶规格（直径400mm，高450mm，壁厚8mm的钢桶，带底），具体试验方法参见《水电水利工程粗粒土试验规程》DL/T5356-2006中“粗粒土相对密度试验”，根据实验获得的结果。
6.5.2室外试验
（1）碾压试验流程
试验场地处理→测量放线→坝料运输、整平→测量虚铺厚度→碾压→测量压实厚度，计算压缩压缩沉降量→试坑取样→结果分析→提交碾压试验报告。
（2）试验场地处理
试验前先对试验场地进行整平和碾压处理，当地基碾压至不沉降时，用水准仪进行控制。
（3）测量放线
在碾压好的场地上用灰线按碾压试验场地布置图布设场地及取样测试点并在试验场地外标识设置控制基桩。
在测点处洒上白灰，用水准仪测得各试验点基础高程。
（4）坝料运输、整平
合格的试验用料采用1.6m3反铲挖装，20t自卸车运至试验场地，推土机按设计厚度推平，铺料过程中用带刻度的尺杆，控制铺料厚度，人工配合机械整平，厚度误差控制在±8㎝以内。
（5）碾压前测量
平整好铺料以后，用测绳放出取样测试点并用白灰标记，用水准仪测出碾压前各测点高程。
（6）碾压
碾压采用整轮错位，前进后退法碾压，一来一回算两遍。两碾之间搭接10-20cm。
振动碾行进速度控制在约2.5～3.5km/h，油门控制中油门，此时振动频率保持在28.5Hz左右，振幅保持在1.3 mm～1.4mm，激振力为360kN左右。
（7）碾压后测量
每碾压两遍测一次水准高程，计算压缩沉降量，分析碾压遍数(相邻两遍、总遍数)～压缩沉降量的关系
（8）试坑取样
采用灌水和灌砂法两种方法进行对比试验，以反映灌水灌砂两种方法的差别。
（9）碾压试验初步成果整理
选出符合设计要求的试验参数，用此参数进行加水试验（利用不加水的对比校核选用的碾压参数）。
6.6.3加水试验
不加水、加水10%、15%（体积比）碾压前加完计划用水量，加水量控制按体积比计量，以研究加水量对碾压密实度的影响。
6.6.4 原位渗透试验
在加水试验场地布置点位，用选定的施工参数碾压各坝料，合格后进行原位渗透系数，试验采用双环试坑注水法。
6.7坝壳料试验结果分析
6.7.1碾压参数试验及加水碾压试验过程中全级配分析表明试验用料均在C4料场复查实测包络线内；在坑检过程中，试坑内壁均无架空现象，密实性良好。
碾压后较碾压前料有一定的破碎，但程度很小，小于5mm含量增加1.9%。
6.7.2在相同铺料厚度下，碾压遍数与压缩沉降量关系图表明，主要压缩沉降量在碾压6遍已经基本完成，再增加遍数沉降仍在继续，但增量很小。
6.7.3碾压6、8、10遍时，其相对密度分别为0.77、0.87、0.88，可以认为虚铺厚度80cm(±10cm)、碾压遍数8遍，选用18T拖式振动碾、采用行进速度2.5km/h、中油门的设备参数是可行的，总体趋势符合一般规律。
6.7.4在上述的施工参数条件下，不加水、加水10%、加水15%试验结果表明：不加水与加水量10%、15%相对密度分别为0.88、0.87、0.89，满足设计指标；相对应的实测全料平均含水量分别为1.04%、1.94%、2.12%，表明加水与否及加水多少对改善压实效果的效果不明显，根据本工程的实际施工环境，建议不对加水的情况作为控制性的要求，但基于文明施工的因素，表面的除尘洒水仍然很有必要。
6.7.5渗透试验结果为：2.2E-3（cm/s）、5.3E-3（cm/s）
6.7.6灌砂法及灌水法试验对比，采用灌砂法其干密度为2.26g／cm3、采用灌水法其干密度为2.28g／cm3；表明灌砂法获得的干密度较灌水法小，幅度在0.02g／cm3。
6.8过渡料试验结果分析
6.8.1 试验过程中全级配分析表明试验用料级配连续
在坑检过程中，部分试坑内壁可见架空、粗料或细集料集中现象，这些现象是由于在堆存开挖料时粗细集料分布不均匀造成。
碾压后较碾压前料有一定的破碎，但程度较小，5mm增加量2.1%。
6.8.2在相同鋪料厚度下，碾压遍数与压缩沉降量关系图表明，主要压缩沉降量在碾压6遍已经基本完成，再增加遍数沉降仍在继续，但增量已经很小。
6.8.3干密度碾压6、8、10遍时分别为2.07g/cm3、2.20g/cm3、2.23g/cm3，可以认为遍数定为8遍是可行的，总体趋势符合一般规律。
6.8.4在采用层厚80cm、8遍的施工参数条件下，不加水、加水10%、加水15%试验结果表明：不加水与加水量10%、15%干密度分别2.21 g/cm3、2.21 g/cm3、2.21g/cm3；孔隙率分别为19.1%、19.3%、19.2% ，结果表明：加水并不会对可利用料的压实效果有明显的改善作用。可以不加水，但基于文明施工的需要，表面的除尘洒水仍然有必要。
6.8.5渗透试验结果为：9.1E-02（cm/s），排水性能良好。
6.9试验结论
根据试验结果的分析，满足可利用料、过渡料填筑质量指标的控制标准及施工参数见下表。
可利用料、坝壳料控制标准及施工参数
料种 控制标准 施工参数
干密度（g/cm3） 孔隙率(%) 相对密度Dr 铺料厚度(cm) 碾压遍数(遍) 振动碾工况 洒水量
过渡料 ≥2.19 ≤20 / 80±8 8 行驶速度≤2.5km/h,工作油门控制为中油门 除尘 洒水
坝壳料 / / ≥0.85 80±8 8
碾压机械技术性能参数表
机械类别 18T拖式振动碾
行进速度（km/h） 前进 2.2～10.3
后退 2.7～8.9
振动频率（Hz） 30
振幅（mm） 1.8
激振力（kN） 400
钢轮质量（t） 18.0
钢轮宽度（mm） 2000
钢轮直径（mm） 1800
7坝体填筑的原则
坝体填筑，总体上遵循与沥青混凝土心墙碾压全断面平起均衡上升的施工方法。对坝壳料，根据坝面面积大小及各类坝料分序、分区的不同，将坝面沿坝轴线方向按50～100m分成若干个单元，在各单元依次完成填筑的各道工序，使各单元上所有工序能够连续流水作业，各单元之间进行鲜明标识，标明摊铺、碾压、检验等工作状态，以避免超压或漏压。
7.1坝料运输
(1)坝料由1.6m3液压反铲挖装，20t自卸汽车运输，车辆相对固定，并经常保持车厢、轮胎的清洁，防止残留在车厢和轮胎上的泥土带入清洁的过渡料、排水体料、坝壳料填筑区。
(2)过渡（反滤）料运输及卸料过程中，采取措施防止颗粒分离,运输过程中过渡料保持湿润，卸料高度不大于2m。
(3)监理工程师认为不合格的过渡（反滤）料或坝壳料，一律不得上坝。
(4)坝料运输车辆必须在挡风玻璃右上角标明坝料分区名称。
(5)坝料运输时，车辆速度不得大于20km/h（桥梁处不大于15km/h），载重量不得大于车辆的标定载重量。
7.2基础面清理与验收
(1)在坝基最终开挖线以下的所有勘探坑槽和平洞，均按施工图纸的要求回填密实，防渗帷幕线附近的勘探钻孔亦予以封堵。
(2)坝体填筑部位的全部基础处理工作，按施工图纸要求施工完毕，基础符合水工验收中的有关要求。
(3)坝体填筑的基础，由监理工程师进行验收合格后，才能开始坝体填筑。
(4)坝基中布置有观测设备时，在观测设备埋设完毕，并经监理工程师验收合格后，才能开始坝体填筑。
7.3过渡（反滤）料填筑
(1)在沥青混凝土心墙施工过程中，作到心墙和过渡层的任何断面都高于其上、下游相邻的坝体填筑料1～2层，并在心墙铺筑后，心墙两侧过渡层以外4m范围内坝壳料采用12t自行碾碾压密实，以防心墙局部受振畸变或破坏。
(2)过渡（反滤）料填筑的位置、尺寸、材料级配、粒径范围符合设计图纸的规定,过渡（反滤）料采用“后退法”卸料。
(3)沥青混凝土心墙两侧过渡料的填筑与沥青混凝土心墙填筑面平起。
(4)过渡（反滤）料填筑与相邻层次之间的材料界线分明。分段铺筑时，必须做好接缝处各层之间的连接，防止产生层间错动或折断现象，在斜面上的横向接缝收成缓于1:3的斜坡。
(5)过渡（反滤）料填筑与坝壳料连接时，可采用锯齿状填筑，但必须保证反滤（过渡）料的设计厚度不受侵占。
(6)为增强压实效果，过渡料碾压前做加水润湿试验，根据试验结果确定是否加水及加水量。
(7)过渡料与心墙或坝壳交界处的压实可用振动平碾进行，碾子的行驶方向平行于坝轴线。
(8)过渡料与岸边接触部位，先洒水后用振动平碾顺岸边进行压实。压不到的边角部位，用液压振动夯板压实，但其压实遍数按监理工程师指示作出调整。
(9)在过渡料与基础和岸边及混凝土建筑物（心墙基座混凝土）的接触处填料时，不允许因颗粒分离而造成粗料集中和架空现象。
(10)坝料运至坝面卸料后，及时摊铺，并保持填筑面平整，每层铺料后用水准仪检查铺料厚度，超厚时及时处理。
(11)过渡料填筑前，用防雨布等遮盖心墙表面，防止砂石落入钢模内。遮盖宽度超出两侧模板各30cm以上。
(12)过渡料因方量少，不能逐层检查进行时，严格按监理工程师批准的施工参数施工，并加强现场监督，不允许出现漏压现象。
7.4砂砾石料填筑
(1)砂砾石料的填筑，必须在坝基处理及隐蔽工程验收合格后，才能填筑。
(2)自卸汽车卸料时，采用“进占法”卸料，也可用“后退法”卸料，堆料高度不大于1.5m。填料的纵横坡部位，优先用台阶收坡法，碾压搭接长度不小于1.5m，如无条件时，接缝坡度不陡于1:3。
(3)岸坡处不允许有倒坡，防止大径料集中，其2m范围内，用较细砂砾石料（d＜200mm）填筑，而且先于坝体填筑料填筑，此处施工按小面积施工法铺筑压实。
(4)在铺好一层砂砾石料后，布点测量其压实前高程，以确定铺料厚度，铺料厚度满足方可填发测量合格证进行砂砾石料碾压。
(5)砂砾石料碾压质量重在过程控制，重点监控碾压遍数、振幅、行驶速度、碾轮搭接宽度。碾压方向一般平行于坝轴线，岸坡一般沿坡脚进行。碾压完成后，再按布点测量其高程，以控制压实厚度。碾压后的表面平整度按0～±10cm控制，若出现0～±30cm的不平整现象，重新推平表面进行铺压。
(6)砂砾石料压实后，按规范要求由工地试验室取样，取样数量不小于5000m3～10000m3一个，且每层必须检查边坡结合部，检查合格后，发给碾压合格证，并组织三检。监理签发铺料许可证后方可进行下道工序。
(7)坝基砂砾石料永久坡位置，每填筑3m厚进行测量放线，对坝坡进行修整，以保证边坡符合要求。
(8)压实后，局部粗料集中处，铺砂用水冲压，以砂粒填满粗粒孔隙，冲洗不下为结束标准。
(9)施工中积极推行全面质量管理，并加強人员培训，建立健全各级质量责任制。
(10)在保留有冲积层的河床坝基填筑坝体砂砾石料时，在基础面清理完并碾压合格经监理工程师验收后，在河床冲积层表面先铺一层最大粒径不超过20cm的细石料层，层厚50cm，并用振动平碾碾压6～8遍。
(11)砂砾石料压实后，按施工规范规定，每填5000m3～10000m3取样1次。根据土工试验要求，试坑直径D≥（3～5）dmax和D≥100cm控制，试坑体积用灌水法和灌砂法相结合（灌水法在冬季无法使用）。试坑测试项目：主要为湿密度、含水量、含泥量、颗粒级配（包括粗料d＞5mm颗粒含量），最终求出干密度和相对密度。碾压后取样结果满足设计要求，否则进行铺压，直至满足质量控制指标要求为止。
(12)根据施工规范质量控制有关条文规定：根据坝址地形、地质及坝体填筑料性质、施工条件、对防渗体及坝壳料选定若干个固定取样断面，固定高差沿坝高每5～10m取代表性原状试样进行室内物理力学性质试验，作为复核设计及工程管理依据。必要时留样品蜡封保存，竣工后移交工程管理单位。
(13)砂砾石料的质量及颗粒级配按施工图纸所示的不同部位采用不同的标准，不得混淆。
(14)砂砾石料中不允许夹杂粘土、草、木等有害物质。
(15)砂砾石料在装卸时特别注意避免分离，不允许从高坡向下卸料。靠近岸边地带以较细石料铺筑，严防架空现象。
(16)砂砾石料铺料和碾压过程中的加水量由试验确定。
(17)压实砂砾石料的振动平碾行驶方向平行于坝轴线，靠岸边处可顺岸行驶。振动平碾难于碾及的地方，用小型振动碾或其它机具进行压实，但其压实遍数按监理工程师指示作出调整。
(18)岸边地形突变及坡度过陡而振动碾碾压不到的部位，适当修整地形使振动碾到位，局部可用振动板或振动夯压实。
(19)砂砾石料采取大面积铺筑，以减少接缝。当分块填筑时，对块间接坡处的虚坡带采取专门的处理措施，如采取台阶式的接坡方式，或采取将接坡处未压实的虚坡石料挖除的措施。
(20)坝内安全监测仪器的埋设完成后，须经过监理工程师的批准才可进行上部坝壳料的回填。
7.5排水棱体填筑
(1)排水体随坝体上升逐层填筑。
(2)排水体采用生产过渡料的超径石，要求石料质地坚硬，平均块径符合施工图纸规定。
(3)排水棱体料填筑的施工，将经挑选合格的石料运至每一填筑层上，沿着靠近岸坡的边缘堆成条带状,用推土机将其推至坝坡边缘，由测量配合定位，其外缘与设计坝坡线误差不超过±10cm。各层的排水棱体石料和同层的反滤料采用交替铺筑的方法进行。
7.6其它
(1)坝体填筑与观测仪器埋设统筹协调安排，由监理部协调并确定各自的施工时段。对坝体内观测仪器埋设区，以不损坏仪器设备及附属设施为原则，采用薄层、静压的方式进行填筑。
(2)运输道路的交叉路口，设专人指挥、调度、统计运输车辆。
(3)坝体填筑过程中,严格按照《碾压式土石坝施工规范》（DL/T5128-2001）执行。
结束语
因沥青混凝土心墙碾压坝施工受季节影响比较小，同时沥青混凝土心墙施工工艺比较简单，适应变形能力强，机械程度比较高，施工速度快，可以较大的缩短工期，节约投资。但料场的选取及后期料场的复耕难度比较大，如果在开工前期做好料场的规划，并在施工过程中按环水保要求严格施工，可以缩短料场复耕的时间，可以收到很好的效果。
参考文献:
[1] 刘儒博;寒冷地区碾压式沥青混凝土心墙坝冬季施工关键技术研究[D];西北农林科技大学;2012年
[2] 吕中东;沥青混凝土防渗心墙在水利工程的应用[J];长春理工大学学报;2010年