張倚銘， 李家銳

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司， 四川 成都 610072)

長河壩水電站大壩心墻礫石土壓實度快速檢測方法探討

張倚銘， 李家銳

(中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司， 四川 成都 610072)

根據長河壩水電站大壩填筑施工技術要求，礫石土心墻料的填筑碾壓后壓實度以全料壓實度和細料壓實度雙控指標進行控制。在壓實度的獲取過程中，必須得出全料含水率、細料含水率以及礫石含量等重要參數，在這些參數的獲取過程中如果運用常規(guī)試驗方法將耗費大量時間，無法滿足現場施工需求。本文對礫石土的快速檢測方法進行了試驗探討，結果表明快速檢測方法與常規(guī)試驗方法相比，誤差在規(guī)范允許范圍內，且所耗時間較常規(guī)方法大大縮短，可用于實際施工。

礫石土心墻料； 壓實度； 含水率、礫石含量

0 前 言

長河壩水電站系大渡河干流水電規(guī)劃“三庫22級”的第10級電站，上接猴子巖電站，下游為黃金坪電站。電站采用水庫大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)，發(fā)電總裝機容量2 600 MW。樞紐主要建筑物由礫石土心墻堆石壩、引水發(fā)電系統(tǒng)、泄洪放空系統(tǒng)等建筑物組成。

根據長河壩水電站大壩填筑施工技術要求，礫石土心墻料的填筑碾壓后壓實度以全料壓實度和細料壓實度雙控指標進行控制。要得出全料和細料壓實度，全料含水率、細料含水率和礫石含量等重要參數必須率先得出，如按照常規(guī)的試驗方法，將耗費大量的時間，不能滿足現場施工的需求，故有必要對礫石土快速檢測方法進行探討。

1 檢測思路及方法

全料壓實度首先是根據現場挖坑灌水法測得的全料濕密度ρ和測得的全料含水率ω按照公式：ρd=ρ/(1+ω)計算其干密度ρd，然后根據試坑土料篩分出的粒徑大于5 mm的礫石含量查室內擊實試驗資料得出該礫石含量下的最大干密度ρmax，最后根據公式K=ρd/ρmax得出全料壓實度。

細料壓實度首先是根據快速沖洗法測得的粒徑大于5 mm的礫石飽和面干質量，用全料質量減去礫石飽和面干質量得粒徑小于5 mm的細料質量，然后用全料試坑中的礫石飽和面干質量和礫石視比重(飽和面干礫石質量與其排開水體積之比，為大量試驗統(tǒng)計得出的平均值)計算礫石體積，用試坑的全料體積減去礫石體積得細料體積，從而得出細料濕密度，最后通過測得的細料含水率并按照與全料類似的公式計算細料干密度和細料壓實度。本工程按照設計要求的三點擊實法得出細料壓實度。

2 礫石土的快速檢測方法

2.1 含水率的快速檢測方法

含水率檢測之前通過大量的試驗統(tǒng)計可得出礫石飽和面干吸水率平均值，用飽和面干吸水率代替礫石含水率，通過多組試驗得知：心墻礫石土料場(湯壩料場)礫石平均飽和面干吸水率為2.3%。

細料含水率采用酒精燃燒法測定，該法為規(guī)范允許的細料含水率檢測方法，為了對酒精燃燒法的有效性進行驗證分析，取9組試樣分別按常規(guī)烘干法和酒精燃燒法進行細料含水率測定試驗，表1為試驗對比數據。

表1 常規(guī)烘干法與酒精燃燒法對比試驗數據

從表中數據可以看出，酒精燃燒法與常規(guī)烘干法相比，試驗結果誤差在規(guī)范允許范圍內，可用于細料含水率的檢測。

根據礫石含水率和細料含水率，以及粗細料所占比例運用規(guī)范推薦的公式：

式中P5——為礫石含量。

可計算得到全料含水率。為了對公式計算法結果進行驗證，取34組試樣分別按常規(guī)烘干法和公式法進行全料含水率的測定，表2為二者對比數據(限于篇幅，隨機列出其中的12組)。

從表中數據可以看出：公式計算法與常規(guī)烘干法相比，全料含水率的測定誤差在規(guī)范允許范圍內，可用于全料含水率的測定。

表2 常規(guī)烘干法與公式法對比數據

2.2 礫石含量的快速檢測方法

試坑中的礫石含量通過快速沖洗法測定：將試坑中挖出的全部土料稱重后過5 mm木篩，篩余土料為礫石，用清水沖洗礫石并擦去表面水分，稱量礫石的濕質量，并利用飽和面干吸水率為礫石含水率計算礫石干質量ms1；用試坑全料質量減去礫石的濕質量可得細料的濕質量，并利用酒精燃燒法測得的細料含水率計算細料干質量ms2。從而可按公式:P5=ms2/(ms1+ms2)計算出試坑中的礫石含量。

為驗證快速沖洗法的有效性，選取12組試樣分別按常規(guī)法和快速沖洗法進行試樣礫石含量的測定，表3為試驗對比數據。

從表中數據可以看出：快速沖洗法與常規(guī)法相比，誤差很小，滿足礫石含量的檢測要求。

表3 常規(guī)法和快速沖洗法對比試驗數據

2.3 礫石視比重的取值

從前文可知：計算細料體積首先必須計算礫石體積，而要計算礫石體積需用到礫石視比重，即礫石視比重是確定細料體積及干密度的重要參數。通過對礫石土料場(湯壩料場)27組礫石進行檢測得知：所測試樣視比重最大值為2.68，最小值為2.62，平均值為2.65，在計算細料體積及干密度時均采用平均值2.65。表4為鋪土厚度30 cm碾壓試驗采用不同視比重計算所得的細料干密度。

表4 采用不同視比重計算細料干密度數據

從表中數據可以看出：采用平均礫石視比重2.65計算細料干密度，誤差在規(guī)范允許范圍內。

3 結 語

通過試驗對比分析可得出以下結論：

(1)采用酒精燃燒法進行細料含水率的快速檢測與常規(guī)烘干法的檢測結果誤差在規(guī)范允許范圍內，且耗時遠小于烘干法。酒精燃燒法可用于施工過程中細料含水率的快速檢測。

(2)通過礫石飽和面干吸水率代替的礫石含水率、酒精燃燒法測得的細料含水率以及粗細料各自所占比重計算得出的全料含水率與常規(guī)烘干法測得的全料含水率誤差在規(guī)范允許范圍內，可用于施工過程中全料含水率的測定。

(3)采用快速沖洗法檢測礫石含量與常規(guī)試驗方法檢測結果誤差在規(guī)范允許范圍內，可用于施工過程中礫石含量的檢測。

(4)在計算細料體積及干密度過程中采用礫石視比重平均值，計算誤差在規(guī)范允許范圍內，可用于施工過程中的計算。

2015- 11- 12

張倚銘(1982-)，男，重慶酉陽人，碩士研究生，工程師，從事水電工程設計工作。

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