围堰填筑碾压试验方法

◎雷斌

随着我国社会经济的不断向前发展，水利工程项目建设施工规模和施工量也在不断扩大，水库工程是我国水利工程项目建设工作中非常重要的组成部分，所发挥出的功能和作用也非常明显，不但可以实现农田灌溉，同时还可以实现水体资源的合理规划与使用，为人们的日常生活和生产活动提供必要的水资源。在水库工程项目建设过渡过程中，围堰结构是其中非常重要的组成部分，直接关系到水库工程的使用安全系统。因此，在围堰填筑工作过程中必须要有效做好碾压工作。通过围堰填筑碾压工作的开展，可以保证整个围堰结构的整体安全性，为水库项目工程各项功能的正常发挥提供有效保证，要想从根本上提高围堰填筑工作质量，必须要做好碾压试验工作。基于此，本文有效结合我国某地区一处水库项目工程案例展开分析和研究，对本次水库工程项目围堰填筑碾压试验工作进行探索，提出围堰填筑碾压试验工作的关键工作要点，保证围堰结构的安全性和稳定性，延长水库工程的使用周期，实现项目工程建设单位的良好经济效益和社会效益，同时为后续类似工作开展提供必要的参考和借鉴。

一、工程概况

椒花水库工程项目位于我国浏阳河上游，大溪河左岸一级支流椒花河道下游区域，距离浒镇5km 距离浏阳市40km。本次水库工程项目主要任务，是以城镇供水防洪工作为主，同时还兼顾到周围区域的农田灌溉以及水库下游区域生态环境的补水工作。水库工程项目上游围堰位于坝轴线上方110m 位置，采用的是土石围堰结构围堰挡水，标准为全年20 年一遇洪水，对应的水体流量为600m3/s，设计水位大小为143.2m，围堰顶部高程为144.7m，最大围堰高度为20.7m，围堰顶部长度为289.9m，围堰顶部宽度为8.0m 围堰本体131.0m 高程以下围堰基础结构部分，使用的是高喷渗墙防渗技术方法，131.0m 高程以上使用的是复合土工膜防渗透处理。水库工程项目下游围堰，位于坝址坝轴线下游223.1m 位置，采用的是土石围堰，围堰顶部高程为，123.50m，水库设计水位为122.0m，围堰顶部高程为123.5m，最大高度为4.5m，围堰顶部长度为142.5m，顶部宽度为6.0m，水库工程迎水面边坡比例为1：2，背水面边坡比例为1：1.75，围堰本体和围堰基础防渗施工均使用的是黏土心墙。

图1 椒花水库工程

二、围堰填筑碾压试验工作目标

本次围堰填筑碾压试验工作目标，主要是为了有效检查现场施工过程中开挖料压实完成之后，是否可以达到预先设定的相关标准和设计工作参数要求，检验所使用的压实机械设备的适用性效果，以及在施工过程中的可靠性，以此为基础从中选择出更加科学合理的施工参数：铺料方法、铺料厚度、压实工作方法、有效压实厚度等施工方法与参数，有效确认相关质量控制技术要求和检测工作方法，并且进行现场碾压和试验工作。

三、围堰填筑碾压试验工作方法

（一）试验设备

在本次围堰填筑试验工作当中所使用的试验设备如表1所示：

表1 机械设备

（二）试验工作的主要内容

1.填筑材料的使用要求和来源。

水库工程项目两岸位置坝肩开挖料，采用的是填筑料土料最大颗粒直径不能超过150mm，土石填筑工作当中所使用的石料颗粒直径最大，不能超过压实层厚度的2/3。

2.碾压试验工艺流程。

图2 碾压试验工艺流程

（三）试验准备工作

试验场地通过使用推土机设备进行场地平整，处理使用22t 振动压路机设备进行充分碾压和密实，局部位置压路机碾压不到位，可以通过使用振动夯实方法来进行处理，以此来满足基础碾压试验工作要求和标准，最终保证整个场地的平整程度和面层的密实程度效果。在正式开始碾压试验工作之前，试验室根据土工试验规程要求和相关工作方法，对所使用的填筑材料含水率大小进行严格测试，同时将试样当中小于40mm 部分做土工基石试验，有效确认材料的最大干密度和最佳含水率，其中主要是以干密度作为纵坐标，含水率作为横坐标绘制干密度和含水率关系，曲线曲线以上的峰值点，纵横向坐标分别设定为回填材料的最大干密度以及最佳含水率。

图3 围堰碾压

（四）试验分组

在水库项目工程上下游围堰选定一块区域来进行试验工作，总共分为6 个试验区，每个试验区长度为20m，宽度为5m。通过使用白灰画线边界组装进行拉线。其中1 号试验区域松铺黏接性土壤厚度40cm；2 号试验区域松铺黏性土50cm；3号适应区域松铺黏性土壤60cm；4 号试验区域松土无黏性土壤70cm；5 号试验区域按松铺无黏性土80cm；6 号线区域根据松铺无黏性土壤90cm。在碾压工的过程中首先需要使用22t 的振动压路机设备在表面进行一次碾压和找平，然后按照2、4、6、8 并反复进行碾压，在碾压第 2 遍之后每碾压一次都需要检查压实度以及高程。

图4 试验分区示意图

（五）填筑材料铺设

选定的储料场当中，通过使用装载机和挖掘机设备来进行装运，使用25t 自卸汽车来进行材料运输，填筑材料使用自卸汽车后退法来进行上料，使用推土机设备进行表面平整，使用人工配合机械设备进行整平处理。在铺料工作过程中需要使用带刻度的尺杆，控制铺料的厚度大小，铺筑工作结束之后相关测量工作人员需要检查围堰的高程大小。

（六）碾压工作

在填筑材料摊铺工作结束之后，方可进行后续的试验碾压，在碾压工作过程中碾压速率需要控制在1.5km/h 之内，碾压条带之间的搭接宽度范围在10～20cm，碾压过程中端头位置的搭接宽度为100cm。通过使用压路机设备进行分层压实处理，在碾压工作过程中需要保证先慢后快、先进行边缘再进行中间位置的碾压，在压实工作过程中需要保证每一个区域压实充分均匀，不能产生漏压情况，对于一些死角位置无法碾压到位，需要通过采取人工使用小型机具来进行压实处理，现场碾压工作过程中通常情况下，需要保证不超过最佳含水率2%的条件下进行，如果实际含水量偏差量过大需要经过必要的翻松晾晒以及洒水处理工作之后，方可进行后续的碾压工作，回填土每层压实完成之后需要根据标准规范要求，对压实层的压实程度进行控制，需要达到标准压实程度之后，方可进行上一层土壤的压实工作。回填工作完成之后对于超过设计高程的区域需要及时进行整平处理，低于设计高程的位置需要进行土壤翻松之后再进行补充然后进行充分压实。

（七）压实工作之后的试验检测工作

在检测压实程度过程中，需要根据项目工程施工现场回填材料的实际使用工作情况，每一层压实回填，工作结束之后取样检测压实程度大小，每一层取一组，每组取三个点。通过使用灌水工作方法来进行检测和分析，根据试样最大材料颗粒直径来确认试验尺寸，本次试验工作过程中所使用的试坑尺寸为直径475mm，深度大小为525mm。具体如表2：

表2 试样最大颗粒直径

四、安全保障措施

（一）安全技术措施

第一，在实际试验过程中必须要严格依照国家、省、市所颁布的相关安全法规和规程内容，要充分符合安全生产工作条例，通过建立起以项目经理为首的安全指导工作小组，并且制定出一系列安全有效的控制工作策略，全面贯彻和落实“”安全生产，预防为”主的工作方针，有效保证项目工程现场的安全性和稳定性。

第二，在正式开始试验工作之前，需要组织相关人员对整个试验工作的安全防护要求和标准进行学习，并且还需要设置出专职的安全人员，主要负责安全生产责任的管理和落实，如果发现工作现场产生安全隐患，必须要及时指出和处理，充分做到定时、定人、定措施整改，工作防止出现不安全性隐患。

第三，在工作场地主要的进场道口位置，需要设置比较醒目的安全告示牌，同时还需要根据国家劳动保护法的相关规定进一步加强劳保用品的管理工作，现场的作业工作人员必须要配发相关的劳动保护工作用品，比如安全帽、安全带以及防尘面具等，禁止工作人员出现酒后工作等情况。

（二）施工机械设备的安全控制措施

第一，针对各种机器设备操作工作人员以及车辆驾驶人员，必须要取得相关的操作合格证，不能将机械设备直接交给无本机操作证的工作人员来进行使用，对这些操作工作人员需要有效建立起档案的专人管理。

第二，相关机械设备操作工作人员，必须要根据机械设备的操作说明书，以及相关使用规范要求来进行使用，要严格执行工作之前的检查工作制度以及工作过程中的相关注意要点，机械设备使用完成之后，需要有效落实设备的保养工作。

第三，驾驶室或者操作室内部需要保证充分干净整洁，禁止存放一些易燃易爆性物品，严禁人员酒后使用机器设备，禁止机器设备出现带病运行情况，避免机械设备出现超负荷运转。通过使用手柄启动机器设备需要充分注意手柄出现倒转伤人情况，对机器设备进行加油工作时，工作过程中需要禁止烟火，严禁对运转工作过程中的机械设备进行维修保养以及调整等各种操作。

五、结语

综上，在试验段工作结束之后，总结最终的试验工作结论并且有效得出材料铺设厚度、围堰结构的碾压次数、土壤最佳含水率等相关技术参数，为后续的围堰填筑工作打下良好的基础。