第３期（第３３４期）
吉林水利２０１０年３月
［文章編號一ｏ４
明山水庫大壩土料填築質量控制檢測成果分析
鄧筠 ，劉曉亮。
（１．雲南省水利水電科學研究院，雲南昆明前郭縣水土保持辦公室，吉林
前郭 １３８０００）
［摘要］昌寧縣明山水庫大壩是保山市首次採用全風化料（絹雲母微晶元巖）填築的當地材料均質壩，為降低壩體浸潤
線，確保大壩執行安全，設計採用「型排水帶。檢測結果表明，各項指標均滿足設計要求。［關鍵詞］明山水庫大壩；土料填築｝質量控制；幹密度｝壓實度［中圖分類號文獻標識碼］ｂ
１９９７年１２月至１９９９年１月兩個旱季共１１個月
１前言的施工時間，完成所有填築工作。
經施工單位，工程監理處，質量檢測單位三明山水庫位於昌寧縣境內的翁堵鄉明山村，家取樣分析後，一致認為主壩填築質量滿足設計攔蓄怒江水系二級支流邑林河上游明山河水，灌要求。
溉昌寧縣雞飛鄉與卡斯鄉耕地２．５萬畝，水庫工程等級為ⅲ等，其首部樞紐攔河壩為**建築２大壩土料填築質量控制依據與控制
物。該壩為一座風化料均質土壩，壩體內設
「ｌ」型砂礫料排水體；設計壩高５２ｍ，壩頂寬土壩填築質量的優劣，取決於在施工過程中８．０ｍ，總填築絹雲母微晶元巖風化料為６０萬
對大壩填築質量的控制；為了保證對大壩的填築
ｍ３；水庫總庫容１２７０萬ｍ３。是一座以農業灌質量的控制，有關各方進行了全面的填築質量控溉為主，兼有防洪功能的水庫。
制檢測工作，其主要依據是：①有關設計檔案；大壩土料（含「ｌ」型砂礫料）填築經過
①土工實驗規程；①有關技術規範。
表１主壩土料質量控制的幾項主要設計指標
針對土石壩施工質量特點，設計要求及現場實際情況施工中將「土料**，鋪土厚度，壓實３ 施工中土料填築質量控制
遍數，結合面刨毛灑水，邊角部位夯實，有無光面，剪力破壞及松土層」作為質量控制點，將３．１上、下游壩體土料**與土料特徵
「土料含水量、填築幹密度、壓實度及土料滲透上下游壩體填築土料，主要採自位於大壩係數」作為質量控制的關鍵，通過對施工中各道
左岸的溢洪道位置的料場，土料開採利用日本小
工序層層把關，以確保壩體填築質量，圖２為壩松公司（ｐｃ２００—５）反鏟挖掘機（０．８ｍ。和
體填築工藝流程質量控制方法簡圖。
１．３ｍ。各一部）自上而下的立面開採型式開採，最大運距約５００ｍ。兩岸接觸紅粘土採自主料場
［收稿日期
［作者簡介］鄧筠（１９６８－－），女，雲南保山人，漢族，畢業於雲南農業大學水利工程專業，工程學士．工程師，主要研究方向；巖
土工程、水利工程質量檢測。
一１２—
吉林水利明山水庫大壩土料填築質量控制檢測成果分析鄧筠等 ２０１０年３月
東南方３００ｍ左右的山坡上，利用推土機一層一層剝離。料場土料具有以下特點：
填築ｌｔ藝流程控制內棒
士料開採
檢查開採土料足臺格，是否有設計禁用土料，｛．料含水量是否
ｔ料運輸入場如發現不合格卜料，則運ｆ＝ｎ場外
結合面刨毛灑水檢查是否光面，毛面足濕潤
卸料與平土檢查鋪土厚度，書ｑ根超塊石徑
不合格躡壓邊角部位夯實
廠——』１採取處理措施
檢查施工躡壓引數，邊角部位接
合情況，薊 ｊ破壞
否藕採取處理措施
施工取樣檢查ｉ！皇 ．ｉ採取處理措施
幹密度，壓實度，滲透係數及壓實合格率是否滿足設計要求，底
質檢取樣檢查
部有無松土層，結合面結合情況
簽發驗收合格
圖２大壩填築工藝流程與質量控制方法
３．１．１料場土料
量的５ｏ 。細粒為粘土，＜０．１ｍｍ細粒含量為料場土料地層為前奧陶系勐統群諸家山組下
２４ 一５３ 之間，平均粘粒
段的深灰色絹雲微晶元巖，灰色絹雲母石英微晶含為４ 一１４ 之間，平均１０ 。故土樣分類片岩，灰白色石英微晶元巖，粉砂質板岩、炭質主要以粘土質砂（ｓｃ）為主，少量分類為含礫片岩。土料為殘積粘土及全風化料；在外力作用低液限粘土（ｃｌｇ）。
碾壓後＜５ｍｍ細料有所增
下易破碎，土料天色含水量略高於最優含水量加，填充密實，強度增大，對壩體的穩定及變形１ 一２ ，是理想的築壩土料。均有利；＜ｏ．００５ｍｍ的粘粒含量壓實前後變化
３．１．２土料物理性試驗不大。
３．１．２．１顆粒分析試驗
３．１．２．２ 比重、液塑限試驗
上壩土料開採方法為反鏟挖掘機自上而下的
風化料細料比重值較接近，其值２．７３—立採為主，鋪以小範圍的爆破開採；是殘坡積土２．７６之間，而粗礫比重值差異較大，其值２．６４
料及全風化料混合土壩，各土層及不同斷面的差—
２．７５之間，審與礫石風化程度有關的。由於
異較大，為此從高程每個高程土料為全強風化料，因此其礫石吸水率平均為
取４組樣共計２ｏ組。５個不同高程各做壓前一８．３。
組，壓後三組，以分析風化料的顆粒級配情況。
風化料細料塑限共做２ｏ組，平均值：液限從成果知：＞２ｍｍ以上礫石含量２１ 一塑限∞ｐ＝２５．０ ，塑性指數一５７ 之問，平均３４ ，平均礫石含量小於總質
１３．５ ，屬低液限粘土類（ｃｌ）。
一】３～
吉林水利明山水庫大壩土料填築質量控制檢測成果分析鄧筠等２０１０年３月
接觸紅粘土料比重２．７４，平均液限ｃｃ，＝
４６ 。平均塑限
一２９．３９，５，塑性指標ｊ 一
１６．６，屬高液限粘土（ｍｈ）。
３．１．２．３現場幹密度、含水量試驗
幹密度：含水量現場檢測是衡量壩體填築質量的主要指標，經取５個高程共計１５個點進行試驗，採用挖試坑注水法及環刀法兩種方式共取樣１８０個，成果反映出不同高程填築密度及含水
量變化值，見表２。
幹密度的檢測值：採用試坑注水法時：一１．６２一平均室內小環刀取樣：一平均ｐｄ＝
含水量範圍ｃ￡ｊ一平均為一１３．８ ，壓實度平均９７．８ ，大於設計要求
（９４％）。
３．１．３ 擊實試驗
按照施工單位經現場碾壓試驗確定的鋪土厚度（３５ｃｍ），碾壓遍（８遍），以及含水量（因料場土料不均質，故最優含水量也不是乙個固定值），作為土壩填築質量的控制指標之一；另一
個控制指標即壓實度，所謂壓實度是現場實測幹密度與室內擊實試驗最大幹密度的比值。
這就要求做室內擊實試驗，以確定土料的最優含水量∞ 與最大幹密度ｐ 。擊實試驗按標準擊實儀，對１ｏ組樣進行試驗。得出ｐｄ一１．６７—平均一
１３．５ 一１７．５％，平均１５．６％。與施工單位所做ｐａ一一８．３ 一２５ ；在其值範圍內。其不同高程填築土層取樣測得壓實度為平均９７．８ ，均大於規範要
求的９４ａｏ；說明施工質量滿足設計要求。
３．１．４ 固結試驗
壓縮變形特性是計算壩體沉陷及變形的重要
指標之一，經２６組試樣採用小環刀取碾壓後原狀樣的室內小型固結儀上分非飽和狀態與飽和狀態進行試驗，最大垂直荷載為０．８ｍｐａ；高於設計荷載得出成果見表３（高程不同時的ｅ—ｐ曲線）從中可以看出：壓縮係數隨垂直荷載的曾大而減少，變形模量增大垂直壓
力時，壓縮變形趨於穩定，這與風化料中含有較多礫砂石的因素有關。
垂直壓力為時，在非浸水狀
態下，壓縮係數平均
ａ 一其相應壓縮模量ｅｓ一９．６４。
一】４一
在飽和狀態下，ａ 一一，平均口屬中等壓縮性土料。從ｅ—ｐ關係曲線中分析知道，飽和非飽和的ｅ—ｐ差距較接近，說明土料濕化後變形較小，
這對主壩蓄水執行的沉降及變形均有利。
３．１．５ 直剪試驗
抗剪強度試驗取樣２４組，採用室內小型直
剪儀進行，試驗方法分為非浸水快剪，飽和固結快剪兩種ｄ成果分析為：
非浸水時＝２３．１ｏ一３１。，平均２９．１。，凝聚力平均６ｏ．４ ｋｐａ。飽和固結快剪時，＝２３。一３１．３。，平均２８．５。，ｃ一１０—
３１．８ ｋｐａ，平均２１ｋｐａ。
從中可以看出該土料抗剪強度較好，用該絹
雲母微晶元巖全風化料做築壩材料能滿足壩體穩定的要求。
３．１．６滲透性試驗
該工程設計指標ｋ≤９×１０一ｃｍ／ｓ，經採用８組注水滲透試驗測定後用近似法計算得ｋ—
１．７１×１ｏ～一３．４８×１０一ｃｍ／ｓ，平均ｋ一７．４４４×１０一ａｍ／ｓ。
採用室內滲透試驗（１２組）得ｋ一１．０７×
１ｏ一一平均ｋ一６．２３×１０
ｃｍ／ｓ。從成果可知該土料滿足防滲要求。
３．１．７膨脹試驗及崩解試驗３．１．７．１膨脹試驗
經膨脹試驗表明，該風化料不屬於膨脹性
土。３．１．７．２崩解試驗
碾壓後取原狀樣１５組進行崩解試驗。（注該
方法採用六面無側限情況，與實際有所區別）。成果表明１５組樣全部崩解，平均崩解時間為１
分５３秒。這就提出需對上游壩體進行塊石護砌，同時在塊石護坡底進行反濾層鋪設。
對於加強壩體內豎向排水體的反濾保護同樣
很重要。
３．２兩岸接觸紅粘土
３．２．１ 土料性質
接觸紅粘土料的比重為２．７４，平均液限∞
＝－４６９，６，平均塑限 ｐ一２９．３ ，塑性指標ｊ 一１６．６，屬高液限粘土。
３．２．２施工填築質量控制指標
根據室內擊實試驗，殘積層紅粘土最大幹密
度，ｐｄ一１．５ｏ一１．６８ｔ／ｍ。，最優含水量（ｃ』印一
２３．８ 一２７．３ ，施工填築壓實度控制指標ｐ
吉林水利明山水庫大壩土料填築質量控制檢測成果分析鄧筠等 ２０１０年３月
一９３％，幹密度一１．４ｔ／ｍ。，合格率大於（約３ｋｍ／ｈ）中等振幅、後退錯車。錯距按下式
９ｏ ，其餘１０％樣品的幹密度值大於控制指標
計算：的９８ 。
６＝ｂ／（ｎ／２）
３．２．３成果分析式中：ｂ為錯距（ｃｍ）；ｎ為碾壓遍數；ｂ為碾
其抗剪強度值在非浸水及飽和狀態時一子淨寬（ｃｍ）。
２７．８。一２８．８。，ｃ一１２—４０ｍｐａ，在垂直固結壓
實踐表明：當土料含水量為最優含水量上下力為時，ａｖｌ一時，鋪土厚度 ≤３５ｃｍ（機鋪），振動碾壓８
ｍｐａ～，相應壓縮模量可
遍，能達到設計要求的幹密度與壓實度。
知其為中壓縮性土，滲透係數ｋ一６．２×１０一一
對於ｌ型排水體施工，沿壩軸線下游依據為透水性極小的材料，是良設計在豎向排水帶採用挖槽回填壓實法，即每鋪好的接觸性土料。
完三層土料後，再用反鏟挖掘機挖出已壓實的上部土料並人工清淨，然後一次性向槽內回填砂礫４「ｌ」型排水體砂礫料
料，用振動碾沿排水體縱向來回碾壓８遍，這樣，保證大壩的填築質量。
為了保證大壩安全，並有效地降低浸潤線，設計時在壩軸線位置稍偏向下游處設一道「ｌ」
６結語型砂礫料排水帶。原設計時採用雞飛河砂，但運輸距離較遠（約２ｏｋｉｎ），施工時經反覆的現場
１）由於料場土料從表層到深層風華程度不工作和試驗分析，確定就地取材，採用明山河砂
同，給施工開採造成一定困難，但通過嚴格加強進行使用。
開採與入倉土料雙重控制，使土壩土料較好地滿
經１３組試樣的試驗的資料表明：砂礫料粒足了設計要求。
徑平均大於２ｍｍ的佔總量的７ｏ（規定要大於２）施工過程能較好地控制鋪土碾壓的各項
５ｏ ）ｆ小於０．０８ｍｍ細粒的平均為３（小於引數，使碾壓後的層間沒有明顯的結合面，達到
５ ）。不均勻係數ｃｕ一３５．７，曲率係數ｃｃ一要求。
１．ｏ２，幹密度ｐｄ一砂礫樣分類為級３）土料填築壓實質量檢測結果：壩體各部
配良好的礫（ｇｗ）及級配稍遜的砂（ｇｐ）為
分壓實後的各項指標達到並超過設計要求。總合主。滲透係數ｋ一５．７１×１０一ａｍ／ｓ，屬良好的格率為９８ 以上。
透水料，可以滿足該均質壩體排水及反濾要求。
４）旱季施工時殘積土與全風化料土失水快，
保水性差，所以在施工時增加了灑水遍數及碾壓
５施工中的刨毛、灑水、鋪土與碾壓
控制。採用ｔｙ１８０型推土機平土及刨毛，自卸東
５）大壩於１９９９年１月１０日竣工至今已１ｏ
年時問，壩體沉降量在允許範圍值內，說明壩體風汽車後退法卸料，插釺檢查鋪土層厚度，用土料填築質量較好，大壩執行正常。２００３年６
ｙｚ１４ｃ振動凸塊碾（自重１３．３０前進後退全振月７日，明山水庫工程樞紐工程通過雲南省水利法碾壓，人工進行區域性找平及撿去大塊狀的風化
廳組織的竣工驗收。口
料、樹根，灑水車進行倉面灑水。行車速度一檔．
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