东北水利水电2013年第6期新疆恰甫其海工程粘土心墙坝防渗体土料施工特性李旨强[摘要]新疆恰甫其海水利枢纽工程拦河建筑物为粘土心墙坝,文中通过土料的料场复查、碾压试验,总结出了所用土料的施工特性。在施工过程中,采用了与施工特性相适应的施工方法,起到了很好的质量控制效果。[关键词]粘土心墙坝;土料;料场复查;碾压试验;施工特性[]TV641.2+5[文献标识码]A[]1002-0624(201306-0014-04(新疆水利水电工程建设监理中心,新疆乌鲁木齐8300001工程概况新疆恰甫其海水利枢纽工程是以灌溉为主,兼有发电防洪等综合利用功能的大(I型一等工程,水库总库容17.70亿m3,控制灌溉面34.95万hm2,电站总装机容量320万kW。拦河大坝为粘土心墙坝,最大坝高108m,坝顶长362m,坝顶宽度12m,心墙底宽67.8m,大坝上游坡比12.5,∶下游坡比1∶1.7。土料场分为T1-1土料场和T3-1土料场。T1-1土料场位于小吉尔格尕朗河左岸五(V级阶地前缘,距坝址约4.0km;T3-1土料场位于小吉尔格尕朗河左岸三(III级阶地前缘斜坡上,距坝址约3.5km。土料主要由第四系上更新统风积物组成。2防渗体土料的特性试验2.1料场勘察2.1.1T1-1土料通过颗粒分析试验及流塑限试验,定名为低液限粉土~低液限粘土。具体物理力学性能检测情况如表1所示。2.1.2T3-1土料具体物理力学性能检测情况如表2所示。2.2料场复查用标准击实试验测定土料最大干密度与其对应的最优含水率。按土的塑性图分类,两料场土料绝大部分为低液限粘土,个别探井的土料为低液限粉土。T1-1,T3-1土料的基本物理性质见表3、图1,物理力学性能见表4。2.3碾压试验2.3.1碾压试验概况T1-1料场的土料为填筑心墙的主要料源,碾压试验选用主料场T1-1的土料,试验用土料与料场复查土样资料相比,两者基本是一致的,碾压试验采用的土料是反映T1-1土料场土料性质的。2.3.2试验组合及碾压机具的选择设计技术要求:“心墙防渗土料应以最优含水率压实,含水率偏差范围为-2%~+3%,要求压实度P=1”。在标准击实功能下T1-1土料的平均最优含水量为15.4%,允许含水率偏差为-2%~+3%,故碾压试验控制含水率应为:13.4%~18.4%。在碾压试验前,进行了标准击实和重型击实的对比试验,来论证最优含水率与击实功能的关系,具体结果见表5、图2。从以上论证结果及以往工程经验来看,最优含水量的变化随击实功能的增加而降低。而碾压机具的压实功能大表1T1-1土料物理力学性能检测表注:1“”本文中标准击实击实功能为592.2kJ/m3,“重型击”实击实功能为2684.9kJ/m3;2力学性试验以0.98压实度作为控制密度,在最优含水状态和饱和状态下分别进行。试验项目最小值最大值说明粘粒含量/%13.021.0胶粒含量/%4.512最优含水量/%11.313.4重型击实试验最优含水状态下内摩擦角/°3134凝聚力/kPa6090压缩系数/MPa-10.070.095属低压缩性土饱和状态下内摩擦角/°2831凝聚力/kPa3365压缩系数/MPa-10.080.12属低~中压缩性土渗透系数/cm·sec-16.17×10-74.32×10-6易溶盐含量/g·kg-12.925.2中溶盐含量/g·kg-12.132.9有机质含量/g·kg-12.64.0工程施工·14·DOI:10.14124/jki.dbslsd22-1097.2013.06.0232013年第6期东北水利水电表4T1-1,T3-1土料的物理力学性能检测表图1料场土料级配曲线图上线平均级配:Cu=11.43Cc=1.80下线0.010.11100.001颗粒粒径/mm1009080706050403020100上线平均级配:Cu=11.43下线0.010.11100.001颗粒粒径/mm1009080706050403020100小于某粒径百分数/%表3T1-1,T3-1土料基本物理性质表试验项目最小值最大值说明最大干密度/g·cm-31.851.93最优含水量/%10.912.5重型击实试验最优含水状态下内摩擦角/°3035凝聚力/kPa62111压缩系数/MPa-10.050.09属低压缩性土饱和状态下内摩擦角/°2532凝聚力/kPa2395压缩系数/MPa-10.0750.14属低~中压缩性土渗透系数/cm·sec-11.6×10-77.4×10-6易溶盐含量/g·kg-10.28.2中溶盐含量/g·kg-10.913.2有机质含量/g·kg-12.27.6表2T3-1土料物理力学性能检测表注:力学性试验以0.98压实度作为控制密度,在最优含水状态和饱和状态下分别进行。于标准击实功能,所以在土料含水量的选择上,取最优含水量的干侧,铺料厚度和碾压遍数的选择根据以往施工经验而定。选择了含水量11%,13%,15%,17%,铺料厚度25cm,30cm...