強鵬飛

（山西省水利建筑工程局集團有限公司，山西 太原 030006）

1 工程概況

井子水庫位于山西省晉中市和順縣義興鎮(zhèn)井子村下游0.3 km 處，壩址控制流域面積21.9 km2，流域長度6.88 km，流域縱坡42.5‰，流域內(nèi)植被較好，壩址距離和順縣城約13.0 km，距下游匯流口1.4 km。水庫所在位置為海河流域漳衛(wèi)南運河水系清漳東源梁余河支流井子河上，井子河全長約8.28 km，全流域面積22.7 km2。

井子水庫為?。ㄒ唬┬退畮?，該工程為Ⅳ等，其主要建筑物大壩、溢洪道和導(dǎo)流輸水洞等為四級，總庫容115 萬m3。防洪標(biāo)準(zhǔn)為30 年一遇洪水設(shè)計，300 年一遇洪水校核。工程等別為Ⅳ等，主要建筑物級別為4級。井子水庫的主要任務(wù)以鄉(xiāng)村生活供水和農(nóng)業(yè)灌溉為主，兼顧防洪，并具有向和順縣縣城抗旱應(yīng)急供水能力。工程主要建設(shè)內(nèi)容為面板堆石壩、導(dǎo)流輸水洞、溢洪道、上壩公路、管理站及其機電設(shè)備等全部工程及附屬工程。

2 壩體填筑設(shè)計指標(biāo)

和順縣井子水庫工程堆石料主要包括2A 墊層料、2B 特殊墊層料、3A 過渡料、3B 主堆石以及3 C 次堆石料。

2.1 2A 墊層料

采用大壩上游河床段開挖砂礫料加工，加工的墊層料最大粒徑＜80 mm 且連續(xù)級配，壓實孔隙率≤18%。

2.2 2B 特殊墊層料

采用最大粒徑＜40 mm 連續(xù)級配的細反慮料，反慮料薄層碾壓密實，壓實孔隙率≤18%。

2.3 3A 過渡料

采用管理站開挖料加工，加工的過渡料最大粒徑＜300 mm 且連續(xù)級配，壓實孔隙率≤20%。

2.4 3B 主堆石料

采用溢洪道、大壩及上壩公路開挖料，加工的主堆石最大粒徑＜600 mm 且連續(xù)級配，壓實孔隙率≤22.5%。

2.5 3C 次堆石料

采用溢洪道、大壩及上壩公路開挖料，加工的次堆石最大粒徑＜600 mm 且連續(xù)級配，壓實孔隙率≤22.5%。

3 試驗準(zhǔn)備

3.1 試驗?zāi)康?/h3>

一是核查設(shè)計指標(biāo)的合理性；二是選擇適合的碾壓參數(shù)，為施工提供依據(jù)；三是通過現(xiàn)場試驗，為施工提供相匹配的碾壓參數(shù)。

3.2 試驗依據(jù)

《混凝土面板堆石壩施工規(guī)范》（SL49-2015）；監(jiān)理簽發(fā)設(shè)計圖紙的相關(guān)技術(shù)要求。

3.3 試驗原理

通過固定其它參數(shù)，變動1 個參數(shù)的試驗方法，依次確定碾壓試驗參數(shù)。

3.4 試驗設(shè)備材料

機械及設(shè)備配置：2 m3挖掘機2 臺，破碎錘1 臺，20 t 自卸汽車6 輛，22 t 振動碾一臺，3 t、1 t 小型振動碾各1 臺，TY 320 推土機1 臺，篩分工具等。

試驗材料由各料場運送至試驗場地。

3.5 試驗時間、地點

試驗時間：2020 年7 月15 日—7 月31 日。

試驗地點：和順縣井子水庫大壩軸線下游（樁號0+060 m—樁號0+110 m、樁號0～-30 m 處）。

3.6 試驗組合

碾壓試驗分別對大壩主體五類堆石料進行試驗，確定最優(yōu)施工碾壓參數(shù)。參數(shù)組合見表1。

表1 大壩碾壓試驗材料、設(shè)備參數(shù)

4 碾壓試驗

各施工區(qū)碾壓試驗施工步驟包括填料鋪筑、灑水碾壓、沉降量計算、取樣試驗。注意：一是碾壓施工過程中，先靜壓兩遍再振動碾壓，本試驗確定的碾壓遍數(shù)為振動碾壓遍數(shù)，靜壓不算碾壓遍數(shù)；二是除2B 特殊墊層料外，其他填筑料加水量以上壩料天然含水量而定。

4.1 2A 墊層料碾壓試驗及試驗結(jié)果

2A 墊層料擬采用后退法卸料，反鏟挖掘機或裝載機輔以人工整平，攤鋪厚度根據(jù)擬定的試驗計劃進行攤鋪，攤鋪完成后先用振動碾靜壓兩遍，然后采用進退錯距碾法振動碾壓，碾壓完成后分別測量各個試驗區(qū)碾壓前后的高程變化計算出試驗區(qū)的平均沉降量；墊層料試驗單元孔隙率以六個試坑的平均值為試驗值，墊層料的挖坑直徑為30 cm。試驗過程及試驗結(jié)果見表2。

表2 2A 墊層料試驗參數(shù)組合

4.2 2B 特殊墊層料碾壓試驗及試驗結(jié)果

2B 特殊墊層料擬采用后退法卸料，反鏟挖掘機或裝載機輔以人工整平，攤鋪厚度根據(jù)擬定的試驗計劃進行攤鋪，攤鋪完成后先用振動碾靜壓兩遍，然后采用進退錯距碾法振動碾壓，碾壓完成后分別測量各個試驗區(qū)碾壓前后的高程變化計算出試驗區(qū)的平均沉降量；特殊墊層料試驗單元孔隙率以六個試坑的平均值為試驗值，墊層料的挖坑直徑為30 cm。試驗過程及試驗結(jié)果見表3。

表3 2B 墊層料試驗參數(shù)組合

4.3 3A 過渡料碾壓試驗及試驗結(jié)果

3A 過渡料擬采用后退法卸料，推土機整平，攤鋪厚度根據(jù)擬定的試驗計劃進行攤鋪，攤鋪完成后先用振動碾靜壓兩遍，然后采用進退錯距碾法振動碾壓，碾壓完成后分別測量各個試驗區(qū)碾壓前后的高程變化計算出試驗區(qū)的平均沉降量；過渡料試驗單元孔隙率以三個試坑的平均值為試驗值，過渡料的挖坑直徑為100 cm。試驗過程及試驗結(jié)果見表4。

表4 3A 過渡料試驗參數(shù)組合

4.4 3B 主堆石料碾壓試驗及試驗結(jié)果

3B 主堆石料擬采用進占法卸料，推土機整平，攤鋪厚度根據(jù)擬定的試驗計劃進行攤鋪，攤鋪完成后先用振動碾靜壓兩遍，然后采用進退錯距碾法振動碾壓，碾壓完成后分別測量各個試驗區(qū)碾壓前后的高程變化計算出試驗區(qū)的平均沉降量；主堆石料試驗單元孔隙率以三個試坑的平均值為試驗值，過渡料的挖坑直徑為180 cm。試驗結(jié)果見表5。

表5 3B 主堆石料試驗參數(shù)組合

4.5 3C 次堆石料碾壓試驗及試驗結(jié)果

3C 次堆石料擬采用進占法卸料，推土機整平，攤鋪厚度根據(jù)擬定的試驗計劃進行攤鋪，攤鋪完成后先用振動碾靜壓兩遍，然后采用進退錯距碾法振動碾壓，碾壓完成后分別測量各個試驗區(qū)碾壓前后的高程變化計算出試驗區(qū)的平均沉降量；主堆石料試驗單元孔隙率以三個試坑的平均值為試驗值，過渡料的挖坑直徑為180cm。試驗過程及試驗結(jié)果見表6。

表6 3C 次堆石料試驗參數(shù)組合

4.6 確定最優(yōu)碾壓組合

根據(jù)對不同的試驗組合所測得的孔隙率結(jié)果進行綜合分析整理，最后選出不同堆石料的最優(yōu)碾壓參數(shù)組合。

4.7 碾壓參數(shù)復(fù)核

對所得的最優(yōu)碾壓參數(shù)進行復(fù)核試驗，復(fù)核滿足孔隙率設(shè)計要求即可作為碾壓施工參數(shù)。各分區(qū)復(fù)核試驗結(jié)果見表7。

表7 各分區(qū)最優(yōu)碾壓參數(shù)組合復(fù)核試驗結(jié)果

5 成果分析

根據(jù)以上試驗結(jié)果及復(fù)核試驗結(jié)果分析得出工程施工碾壓控制指標(biāo)：

3B、3C 堆石料施工碾壓參數(shù)：碾壓遍數(shù)為8 遍，攤鋪厚度為86 cm，碾壓完成層厚80 cm，碾壓機具質(zhì)量為22 t，碾壓取樣分析孔隙率為21.9%，滿足設(shè)計要求；

3A 過渡料施工碾壓參數(shù)：碾壓遍數(shù)為8 遍，攤鋪厚度為45 cm，碾壓完成層厚40 cm，碾壓機具質(zhì)量為22 t，碾壓取樣分析孔隙率為19.3%，滿足設(shè)計要求；

2A 墊層料施工碾壓參數(shù)：碾壓遍數(shù)為8 遍，攤鋪厚度為50 cm，碾壓完成層厚40 cm，碾壓機具質(zhì)量為3 t，碾壓取樣分析孔隙率為17.4%，滿足設(shè)計要求；

2B 特殊墊層料施工碾壓參數(shù)：含水量W 按5%控制，碾壓遍數(shù)為8 遍，攤鋪厚度為25 cm，碾壓完成層厚20 cm，碾壓機具重量為1 t，碾壓取樣分析孔隙率為16.8%，滿足設(shè)計要求。