毛尔盖水电站大坝砾石土心墙防渗土料的特性研究及质量控制陶益民1，刚永才2摘要:结合毛尔盖砾石土心墙坝工程实践，对砾石土料进行了相关特性研究和成果运用，以更好地指导现场施工。砾石土心墙是大坝防渗结构的重要组成部分，直接影响到大坝填筑的总体施工质量和蓄水后的安全运行，采取切实可行的质量管理措施和控制手段，可以满足规范和设计要求。关键词:土石坝;心墙;防水材料;砾石土;特性;质量控制;毛尔盖水电站中图法分类号:TV641.41;TV223.42文献标识码:A:1003－9805(2012)增刊－0029－05为0.037MPa－1，压缩模量为37.8MPa，属于低～中压缩性土;抗剪指标凝聚力c值为20kPa，内摩擦角值为21.8°。渗透系数为1.09×10－7cm/s，满足DL/T5395－2007《碾压式土石坝设计规范》不大于砾石土概述1砾石土在自然界分布广泛、储量丰富，是一种由粗细土颗粒组成的非均质土。它可自然生成，如坡积、洪积、冰水沉积物等;也可以人工形成，如各种岩石的风化层经开挖而成;特殊情况下还可以人工配置，如细砾土与砂砾混合。我国DL/T5395－2007《碾压式土石坝设计规范》对砾石土定义为:粒径大于5mm颗粒的质量占总质量的20%～60%的宽级配砾类土。在工程施工中，砾石土是一种粗细颗粒混合的天然土石料，颗粒组成以5mm为界分为粗料和细料两部分，大于5mm(P5)颗粒含量一般在1.72～2.07g/cm3，最优含水率为8.6%～18.3%，天然含水率平均为3.0%～9.8%，天然含水率低于最优含水率。因该料场砾石土料场料源的质量分布极不均匀，故进行了相关特性研究分析。砾石土的压实性能研究3作为土石坝的心墙防渗料，除了渗透性和抗剪强度外，其压实特性(压实度)也是关注的焦点。坝体填筑的砾石土料的压实性是决定填筑体尺寸的重要因素，因而在工程实际中需要将砾石土压实至一定的密度(以干密度表示)，使砾石土的力学性能满足相关要求。开展砾石土室内击实试验，取得砾石土最优含水量和最大干密度，从而研究砾石土的压实度与其颗粒组成、含水量、压实功能之间的关系和规律，以选定适合工程需要的压实标准。大坝及土料概况2毛尔盖水电站拦河大坝采用砾石土心墙堆石坝，大坝坝顶高程为2138.00m，河床部位心墙底高程1991.00m，坝顶宽12.0m，坝顶长513.77m，最大坝高147.00m，上游坝坡1∶2.0，下游坝坡1∶1.8。坝体采用砾石土心墙防渗，心墙上、下游分别设反滤料、过渡料和堆石料。防渗土料来自坝址上游11km的团结桥料场。从物理性质判断，料场第③层黄～灰黄色含块砾石土基本能满足筑坝防渗土料的要求。该砾石土料源料(第③层平均)在0.1～0.2MPa压力下，压缩系数击实试验本工程采用重型击实，击实参数见表1。通过击实试验，得到砾石土最大干密度、最优含水率与P5含量关系曲线(见图1)。由图1得出不同P5含量时最优含水率与相应的最大干密度，有利于施工组织管理和质量控制。3.1收稿日期:2012－08－15作者简介:陶益民(1964－)，男，四川盐亭人，项目总监理工程师，高级工程师，主要从事水利水电工程建设监理与咨询工作29表1重型击实试验参数击实筒尺寸击锤质量/kg击锤底直径/cm落高/cm装土层数每层击数单位体积功能/kJ·m－3单位面积冲量/kN·s·m－2直径/cm高度/cm体积/cm335.215603028.8203573882682.97(2)砾石含量影响。从击实试验成果可以看出，当粗粒含量为某一定值时，含水率与干密度关系呈抛物线形，出现最大干密度和最优含水率，并且最大干密度随粗粒含量的增大而增大，最优含水率随粗粒含量的增大而减小。砾石土的渗透性及稳定性研究4随着施工碾压过程，对心墙料砾石土的渗透特图1砾石土最大干密度、最优含水率与P5含量关系曲线3.2压实特性砾石土由细粒黏土和粒径大于5mm的粗粒砾石组成，级配范围较宽。有很多因素影响砾石土的压实特性，主要因素有土料的含水量、砾石含量等。(1)含水量影响。击实试验表明，在同一击实功能下，干密度与含水率之间呈抛物线形的变化规律，即当含水低时，压实干密度随含水量的增加而增大，当含水率增值某值时，压实干密度达到最大值，再进一步增大含水量，压实干密度反而随含水量的增大而减小。密度的最大值即是最大干密度，相应的含水率即为最优含水率。性进行了研究。在不同填筑高程取...