混凝土面板砂砾石坝现场碾压试验和大型相对密度试验研究.pdf
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1、第6 j Jj ( 总 1 3 5 艄) 中国水 能及电气化 N O 6( I O T A 【 N O 1 3 5 ) 2 0 1 6 年 6 Ch i n a Wa t e r P o we r &E l e c t r i fi c a t i o n J u n 2 O l 6 D OI :1 0 1 6 6 1 7 j c n k i 1 1 - 5 5 4 3 T K 2 0 1 6 0 6 0 1 7 混凝 土面板砂砾石 坝现 场碾压试 验 和大型相对密 度试 验研 究 吐 尔 洪 吐 尔地 ( 新疆卡拉贝利水利枢纽工程建设管理局,新疆 喀什8 4 4 0 0 0 ) 【 摘要】
2、本文首先对卡拉叽利工程 中混凝土面板砂砾石坝筑坝材料进行了现场碾压试验,在选定施工机械 ( S R 2 2 MP 白仃 式振 动碾 )和振 动参数 ( 激振 频率 2 83 2 H z ,行进速度 2 6 38 6 k n Wh ) 后 ,研 究 了铺 科厚度 、 碾压遍 敬 、加水量等 因素对碾压干 密吱 的影响规 律 ,并根 据试验 结果确 定 了大坝碾压 施工控 制参 数。然后 采用 振动台法,对下同含砾量的筑坝砂砾料进行了大型相对密度试验,确定了不同相对密度下的含砾量 P 与干密度 P , 的t 系曲线 ,为确定设计 参数和碾 压施工控制提供 了坚 实的科 学依据。这 些成 果不但直接
3、 为卡拉 贝利工程 混 授土面板砂砾石坝的设计和施工提供了科学支撑,对其他类似工程也有重要参考价值。 【 关键词】 混凝土面板砂砾石坝;碾压试验;相对密度 中图分类号 :T V6 4 2 文献标识码 :A 文章编号:1 6 7 3 - 8 2 4 1( 2 0 1 6)0 6 - 0 0 5 8 - 0 6 Re s e a r c h o n s i t e r o l l i ng c o m pa c t i o n t e s t a nd l a r g e - s c a l e r e l a t i v e de ns i t y t e s t o n c o n c r e
4、 t e pa ne l s a n d- g r a v e l da m T u e r h o n g T u e r d i ( i n j i a n g K a l a b e i l i W a t e r c o n t r o l P r e c t C o n s t r u c t i o n A d m i n i s t r a t i o n , K a s h g a r 8 4 4 0 0 0 ,C h i n a ) Ab s t r a c t :I n t h e pa p e r ,s i t e r o l l i n g t e s t i s i
5、mp l e me n t e d o n t h e ma t e r i a l s o f e o n e r e t e p a n e l g r a v e l d a m f i r s t l y i n Ka l a b e i l i P r o j e ( :t A f t e r c o n s t r u c t i o n ma c h i n e r y ( S R 2 2 MP s e l f p r o p e l l e d v i b r a t i o n r o l l e r )a n d v i b r a t i o n p a r a m e
6、t e r s( e x e i t a t i o n f r e q u e n c y o f 2 83 2 H z ,r u n n i n g s p e e d o f 2 6 38 6 k m h )a r e s e l e c t e d ,t h e i n fl u e n c e l a w o f s p r e a d i n g t h i c k n e s s , ( o mp a c t i o t 1 t i me s,wa t e r d os a g e a nd o t he r f a c t o r s o n r o l l i ng c o
7、mpa c t i o n dr y de n s i t y a r e s t ud i e d I ) a m r o l l i n g c o mpa ct i o n t ms I r uc , t i on c o n t r o l pa r a me t e r s a r e d e t e r mi ne d a c c o r di ng t o t h e t e s t r e s ul t s Th e nv i hr a t k m t a b l e me t h o d i s a d op t e d f o r l a r g e s ( :a l e
8、r e l a t i v e de n s i t y t e s t O n d a m s a nd g r a v e l ma t e r i a l wi t h d i fl e r e n t g r a v e l c o n t en t s Re l a t i o ns h i p c a l we s b e t we e n g l a ve l c o m l t e n t P5 a n d dr y d e n s i t y P u nd e r d i f f e r e nt r e l a t i v e de ns i t i e s a r e d
9、 e t e r mi n e d,t h e r e h y pr o v i di ng s o l i d s c i e nt i f i c b a s i s tbr de t e r mi n i ng de s i gn p a r a me t e r s a m l ( t r o l l i n g c o mpa c t i o n c o n s t r u e t i o n c o n t r o 1 Th e r e s u l t s no l o nl y c a n d i r e c t Y p r n v i d e s c i e n t i f i
10、 c s u p p o r t f o r d e s i g n i n g a n d c o n s t r u c t i n g c o n c r e t e p a n e l s a n d g r a v e l d a m i n K a l a b e i l i P r o j e c t ,b u t a l s o h a s i o l p o l a n l r e f e m e n e e v a l u e t o r o t h e r s i mi l a r p r o j e c t s Ke y wo r ds:c o n c r e t e
11、pa n e l s a n d g r a v e l d a m n;r o l l i ng c o mp a c t i o n e x pe r i me nt ;r e l a t i v e d e n s i t y l 概述 新挺 卜 拉 叭利水利枢纽工程位 十新垣 克孜勒 苏柯 尔克孜 自治州乌恰县境 内,东距喀什 约 1 6 5 k m,此距 乌恰 县 城 约 7 0 k m,距 乌 鲁 木 齐 约 1 6 0 6 k m,交通 便 利 。工程以防洪 、灌溉 为主,兼顾发 电,主要 由拦 河 科学研究及工程设计 Sc i e n t i f i c Re s e a r
12、c h& En g i n e e r i ng De s i g n 大坝 、溢洪道 、两条泄洪 排沙洞 、发 电引水洞及 电站 厂房组成 。水 库正 常 蓄水位 1 7 7 0 0 0 m,总 库容 2 6 2 亿 I I l ,电站 装 机容 量 3 X 2 3 3 3 M W ,为 等 大 ( 2 ) 型工程,大坝为 I 级建筑物。拦河大坝为t 昆 凝土面板 砂 砾石 坝 ,坝 顶 高 程 1 7 7 5 5 0 m,最 大 坝 高 9 2 5 m, 坝长 7 6 0 7 m,大坝宽高 比 8 2 ,为典型的宽河谷地形 大坝 。坝 顶 宽 度 1 2 m,上 游 坝 坡 1 : 1 7
13、 ,下 游 坝 坡 1 : 1 8 ,在下游 坡设 宽 1 0 m、纵 坡 为 6 的 “ 之 ” 字 形上坝公路 。面板坝各填筑分区利用砂砾料的主要有 上 游砂砾石盖重料 、垫层小 区料 、垫层 料 、坝体砂砾 料 、排水料 、利用料 区、反滤料 、排水棱体 。 工程 区地质条件复杂 ,区域稳定性 差。工程 区处 于 帕米 尔 、南 天山隆起和塔里木坳陷三大新 构造单元 的交 汇地带 ,区域 内有南天山地 震带 、帕米 尔地震带 和西 昆仑地震带三个地震带 ,是新构造运动 与变形最 为强烈的地区之一。据 1 0 0多年记载 ,这三个地震带 地震 活动 一直 很 活跃 ,曾记 录有 8 2 5
14、级 地 震 1次 , 6 0 7 5级 地震 几 十次 。近场 区重要 的地 震 构 造有 卡兹克 阿尔 特断裂 、乌恰 断褶带和木什背斜北 缘逆断 层带。南天山地震带 、帕米尔地震带和西昆仑地震带 共同构成了复杂的地震带地质背景新构造运动,地震 频发 ,坝址 区地震基本烈 度为度强 。根据 国家地震 局工程研究中心 新疆卡拉贝利水利枢纽工程场地地 震安全性评价报告 ,工程场地 5 0年超越概率 1 0 、 2 和 1 0 0年超越概率 5 、2 的基 岩地震 动水 平 向 峰值 加 速 度 分 别 为 2 5 2 5 g a l 、3 7 5 1 g a l 和 3 5 8 9 g a l
15、、 4 2 4 4 g a l 。卡拉 贝利混 凝土 面板砂 砾石 坝 的抗 震 安全 性是工程建设 的突出问题 ,因此 保证大 坝 的施 工质量 十分重要 ,是基本 的抗震工程措施 。 为此,首先对卡拉贝利混凝土面板砂砾石坝筑坝 材料 进 行 了 现 场 施 工 碾 压 试 验 ,在 选 定 施 工 机 械 ( S R 2 2 MP自行式振 动碾)和振动参 数( 激 振频率 2 8 3 2 H z ,行进速度 2 6 38 6 k m h )后 ,研究 了铺 料厚 度 、碾压遍数 、加水量等因素对碾压 干密度 的影 响规律,并根据试验结果确定了大坝碾压施工控制参 数。然后采用振动台法,对不同
16、含砾量的筑坝砂砾料 进行 了大型相对 密度试 验 ,确定 了含 砾量 p 与 最大 干密度的关 系曲线 ,为确 定设计 参数提供 了坚 实的科 学依 据。这些成果不但直 接为卡拉贝利 混凝土 面板砂 砾石 坝的设计 和施 工提供 了科 学支撑 ,对其他类 似工 程也有重要参考价值。 2 碾压试验方 案 2 1 试验设备和场地布置 本次选定的碾压机械为型号 S R 2 2 M P的 自行式振 动碾 ,滚筒 自重 9 5 8 t ,宽度 2 0 0 0 m m,驱 动轮 分配质 量 1 0 5 0 0 k g ,钢轮总作用 力 2 2 0 0 0 k N,激 振频 率 2 8 3 2 H z ,行
17、进速度 2 6 3 8 6 k m h ,现场渗透试验采用 渗透双环法 。根据选定 的碾 压机械选取 6 0 c m、8 0 c m、 1 0 0 c m三种铺料厚度进行碾压试 验 。试验场 地面 积为 4 2 m 1 1 0 m: 1 8 0 0 m ,根据铺料厚度划分三个试验区 域 ,每个区域长 2 0 m、宽4 2 m,各铺料厚度区域之间 采用 1 0 m 宽过 渡 带平 缓 过 渡 ,每 个 试验 区域 选用 8 遍、1 0遍、1 2 遍三种不同碾压遍数和加水 6 划分为 4个小 区 ,每个 区域 宽度 为 6 m。 2 2 试验用料 碾 压试 验 用料 按照 招 标文 件规 定从 指
18、 定料 场 开 采 ,1 8 m 挖掘 机装 车 ,2 0 t自卸 车运输 至 碾压 试 验 场地 ,试验前对开采料进行颗粒级配检 测 ,对满足设 计要求 的材料进行碾压试验 。 2 3 试验步骤 用全站仪在上述划分的区域 内按照 2 m X 3 m方格 网布设测点,用水准仪测量铺料厚度和碾压后的厚 度。采用进占法卸砂砾料,2 2 0马力推土机平料,铺 料过程 中用带刻度 的尺杆初步控制铺料 厚度 ,随后用 水准测量虚铺厚度,人工配合机械整平 ,厚度误差控 制在 -4 - 5 c m以内。铺料平整好以后 ,用全站仪按照方 格网布设测点并标记 ,用精密水准仪测出布置测点的 松铺厚度。采用全磙进退
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