碾压土石坝施工参数选择与质量控制

山西水利　ＳＨＡＮＸＩ　ＷＡＴＥＲ　ＲＥＳＯＵＲＣＥＳ　２００６年第５期　碾压土石坝施工参数选择与质量控制　段　继　（大同市文瀛湖水库管理处，山西　大同０３７０００）　【摘要】结合文瀛湖水库东西坝的填筑施工，阐述了在土石坝施工中要根据实际情况确定施工参数，严格按照　试验参数进行施工，特别是对铺土厚度和碾压的遍数要严格控制。　【关键词】施工参数；质量控制；碾压土石坎　【中图分类号】ＴＶ６４１．２　１　【文献标识码】Ｂ　【文章编号】１００４—７０４２（２００６）０５—００８６—０２　土石坝施工在我国具有悠久的历史，新中国成立　表１　东坝试验结果　铺土厚度／ｃｍ　碾压遍数　干容重／ｋｇ、ｍ　６　２５　９　１２　６　３０　９　１２　６　３５　９　１２　１　６５０　１　６９０　１　７００　１　７３０　１　７６０　１　７８０　１　７００　１　７００　１　７５０　以来已修建了成千上万座土石坝，人们已积累了丰富　经验。但由于受各地实际情况和条件局限，故只能借　鉴，不能照搬，在施工中必须根据实际情况和要求，确　定施工参数和施工方法。　含水率／％　１３、２　１３、Ｏ　１２．５　１４．５　１４．３　１３．５　１６．５　１７、Ｏ　１６．Ｏ　大同市文瀛湖水库是一座旁引式平原洼地中型　水库，于１９９１年作为“引册济同”的调蓄水库进行了　改造。在原有主坝的基础上兴建了东西坝。基本理论　结合土石坝施工经验，完成了东坝粉土施工６万ｍ　及西坝壤土施工８万ｍ　。　１　施工参数选择及试验方法　１．１　碾压土石坝施工参数选择依据　设计要求干容重为１　６５０　ｋｇ／ｍ　，根据试验结果，　碾压遍数为６遍时，即可满足设计要求，但考虑到施　工中和试验时的差距，选用铺土厚度为３０　ｃｍ，碾压遍　数９遍，含水率为天然含水率１５％±３％作为施工参数。　在西坝按照铺土厚度为４０　ｃｍ，５０　ｃｍ，６０　ｃｍ，碾　目前，对于中小型石坝工程，一般可借鉴同类工　程选择施工参数，并通过简单的试验验证施工参数的　合理性。施工参数的选择依据如下：　在保证压实功率最小的条件下满足施工要求；　对关键的结合部位要保证压实不分层；铺土厚度应根　据碾压机具选择，而且在施工中严格控制铺土厚度，　压遍数为６遍、８遍、１０遍，含水率为天然含水率进行　试验，结果见表２。　表２西坝试验结果　过厚结合部分不密实，过薄表层易剪切破坏。　迄今为止，碾压土石坝的施工参数还不足以从现　成的公式计算中求得，均需通过现场碾压试验确定。　１．２　试验方法　铺土厚度／ｃｍ　碾压遍数　干容重／ｋｇ．ｍ。　含水率／％　６　１　５６０　１　５９０　１　６３０　１　５２０　１　５７０　１　６１Ｏ　１　４７０　１６．３　１７．Ｏ　１６．９　１８．４　１５．２　１８．Ｏ　１４．Ｏ　４０　８　ｌＯ　６　试验前，首先应进行施工机具的选择。施工机具　５０　８　ｌＯ　６　应根据施工单位的实际状况、土料特性和施工情况进　行选择。在东坝，由于施工场面大，土料为粉土、粉质　黏土，故选用７　ｔ双联羊脚碾；在西坝，由于施工场地　６０　８　１２　１　５４０　１　５９０　１８．５　１５．Ｏ　窄小，土料为壤土，故选用１４　ｔ液压振动碾。　根据以往的施工经验和土料性质，在东坝按照铺　土厚度２５　ｃｍ，３０　ｃｍ，３５　ｃｍ，碾压遍数６遍、９遍、　设计要求干容重为１　５５０　ｋｇ／ｍ　，根据试验结果，　最终确定铺土厚度为４０　ｃｍ，碾压遍数为１０遍，含水　１２遍，含水率为天然含水率进行试验，结果见表１。　率为天然含水率１６％±２％作为施工参数。　维普资讯 http://www.cqvip.com

２００６年１０月　段继：碾压土石坝施工参数选择与质量控制　．８７．　通过两个工程的试验可以看出：土料自身的特点　是决定土石坝质量的关键，筑坝材料采用粉土、粉质　黏土、黏土是最好的。　样数进行统计，对不合格的部位分析原因，及时采取　措施补压，补压后重新抽样检查，达标后方可进行下　一道工序的施工。　２　质量控制措施　２．１　含水量检测　３　质量检查结果　按照试验规程抽样，东坝工程中共取样７８０个，　９８％达标；单元工程验收中，９５％达到优良标准。在　西坝中，共取样６５４个，９６％达标；在单元工程验收　中，９３％达到优良标准。　４　几点体会　通过以上两个工程的实际施工，得出了中小型土　对土料场的土料定期抽样检查，对超限含水率的　土料要经过日光曝晒再拉至坝上，对含水率不够的土　料上坝后适当加水。对上坝土料要不定时抽查５　ｃｍ　以下土料的含水率，现场用酒精燃烧法估测，符合要　求后要铺开进行碾压，对个别超限的要经过日光曝晒　后方可碾压，对含水率不够的要适当加水，从而保证　土料的含水率在最优含水率±３％之内。　２．２　厚度检测　石坝施工的几点体会：　第一，对土石坝的填筑严格按所试验的碾压参数　进行施工，特别是对铺土厚度和碾压遍数要严格控　制，层层把关，上层验收合格后，下层才能施工　用自制刻度的钢钎尺测量铺土厚度，随时钎插，　随时向平土机手反映厚度情况，保证坝面平整，厚度　均匀，均衡上升，最后保证结合层的密实和衔接。　２．３　碾压检测　第二，对结合部位要认真对待，注意清杂、刨毛和　洒水，从而保证结合部位的密实。　第三，坡度及坝面高程测量要准确，保证与设计　线相吻合。　第四，做好现场记录和施工日志，及时整理存档。　【作者简介］段继（１９６７一），男，１９９０年毕业于太原工业大　学水利水电工程建筑专业，工程师。　【收稿日期］２００６—０８—１５；【修回日期】２００６—０９—２７　施工员跟班检查，并记录碾压遍数，振动碾压采　用前进后退法碾压，严格控制漏压和超压。　２．４　千容重检测　在坝面压实后，对具有代表性的特殊部位进行抽　样检查，按照试验规程，做含水率及干容重检测，对抽　（上接第７２页）速技术对水压的调节可以双向进行，　而且因为功率Ｐ与转速Ⅳ的三次方成正比，所以水　规定的调节规律进行运算得出调节信号，该信号送到　变频调速器，从而使变频器将输人为３８０　Ｖ／５０　Ｈｚ的　泵可以始终在高效区内工作。而且在调小流量时，原　来消耗在阀门的功率可以完全避免，从而达到节能的　效果。　交流电变为输出为０　Ｖ～３８０　Ｖ／０　Ｈｚ～４００　Ｈｚ连续可　调电压与频率的交流电，直接供给水泵电机。　３　采用变频调速技术控制水压的特点　第一，采用变频调速技术后，电机定子电流下降，　电源频率下降，水泵出水压力降低。由于电机水泵的　转速普遍下降，电机水泵运行状况明显改善，可以延　长设备的使用寿命。同时，由于变频器启动和调速平　稳，减少了对电网的冲击。第二，系统采用了闭环控　制，偏差及时得到控制。第三，变频器的加、减速可以　图４　变频调速技术应用图　根据需要自动调节，控制精度高。第四，节能效果十分　显著，但价位比较高。目前，适用于对灌溉要求高的、　具有较高经济价值的农作物。　目前，变频调速器有很多系列，都可以进行多种　功能设定，并带有完备的保护功能，随着农业节水技　术的发展和技术指标要求的提高、传统农业向现代农　业的转变，使用变频调速器进行水压的自动控制将成　为一个很好的选择。　［作者简介】王建青（１９７４一），女，１９９７年毕业于苏州大学　机电工程系自动化专业，工程师。　２　２　变频调速控制系统　变频调速器可以实现对水压的自动控制，即使水　压按规定的数值变化和使水压稳定在需要数值。　２．２　１　变频调逮系统组成　系统主要由四部分组成：控制对象（电机、水泵）、　变频调速器、压力测量变送器、调节器。　２　２　２　系统控制过程　先由压力测量变送器测出水管出口压力，并转换　成与之相对应的标准电信号，送到调节器与设定的标　准值进行比较，得出偏差。其偏差值由调节器按预先　『收稿日期］２００６—０８—０９；【修回日期］２００６—０９—２０