16.3 大坝砾质土心墙料现场碾压试验
XX水电站为一等工程，永久性主要水工建筑物为1 级建筑物，次要建筑物为3级建筑物。枢纽工程主要由砾质土心墙堆石坝、溢洪道、冲沙兼放空洞、引水系统、发电厂房和灌溉取水口等建筑物组成。
大坝为砾质土心墙堆石坝，坝顶高程1414.80m，坝顶长576.68m，最大坝高139.80m，坝顶宽12m。其中，心墙顶宽4.0m，上、下游坡比1:0.25，心墙与混凝土垫层接触部位采用厚度2.0m 的接触粘土过渡。
16.3.1 碾压试验目的
（1）施工阶段通过生产性的碾压试验验证最大干密度与最优含水率的关系，砾石含量与最大干密度的关系，及验证填筑含水率可碾范围。 （2）设计采用的填筑标准与室内击实功能的对应关系，核实填料设计填筑标准的合理性。
（3）针对室内试验反映的料场土料含水率偏高的情况，研究和确定土料直接上坝的可行性。
（4）选取合适的机械参数和施工参数，确定大坝施工的压实参数。 （5）现场压实质量控制的方法，心墙砾质土细料压实度控制与全料压实度控制的关系。
（6）确定砾质土的开采方式、深度、掺合方法、结合料场制定开采规划及土料含水率调整措施。 （7）评价及建议。 16.3.2.碾压试验的主要依据
（1）各种土料设计主要参数见表16.3-1 表16.3-1 各种土料设计主要参数表
土料名称 料源 坝址左岸土料场、XX寨土料场和丹压实要求 全料压实度≥95%(修正普氏标准， 1470kJ/m3功能)，细料压实参渗透系考干密数度(cm/s) (g/cm3) 平均1.90 ＜1×10-5 级配要求 粒径大于5mm的颗粒含量不宜超过50%，最大粒径不大于150mm或铺层砾质土料
梯村土料场开采料 压实度≥98%(标 准普氏标准，592.2kJ/m3功能) 接触粘土料 丹梯村土料场开采料 全料压实度≥98%(标准普氏标准， 592.2kJ/m3功能 平均1.70 ＜1×10-6 厚度 的2/3，0.075mm以下的颗粒含量不应小于15%，且<0.005mm的颗粒含量不宜 小于8%。填筑过程中应避免砾石集中架空现象。 最大粒径不大于20mm，小于0.075mm的颗粒含量应大于70%，小于0.005mm的含量应大于25% （2）《碾压式土石坝施工技术规程》DL/T5129-2001 （3）《碾压式土石坝设计规范》SL274-2001 （4）《土工试验规程》SL237-1999
（5）《水电水利工程土工试验规程》DL/T5355-2006； 16.3.3 接触粘土料碾压试验内容及要求
在选定的试验用土料场剥除表层后开采直接运至碾压场铺料碾压。 （1）在天然含水率下（含水率适中）按两种铺土厚度（25cm、30cm），3 个碾压遍数（6、8、10 遍）进行第一大场计6 个小场试验，以初步了解接触粘土料在天然含水率下的压实性能。
（2）接触粘土料根据室内击实试验的最优含水率按25cm、30cm 的铺土厚度，选定三个碾压遍数共进行6 小场，第二大场碾压试验，以了解其在最优含水率ωOP下的压实效果。
（3）比最优含水率偏湿2%，进行2 个铺土厚度（25 cm、30 cm）、3 个碾压遍数的第三大场试验，计6 小场。
（4）比最优含水率偏湿4%，进行2 个铺土厚度（25 cm、30 cm）、3 个碾压遍数的第四大场试验，计6 小场。
（5）根据第一～第四大场试验成果选取最佳碾压遍数、最佳铺土厚度、最佳含水率范围进行平均级配混合料的第五大场复核试验。并在复核场上进行原位垂直渗透（3 组）及原位水平渗透（2 组）试验。取原状样进行室内大型渗透试验2 组及高压大型压缩试验2 组（饱和、非饱和各一组）。 （6）以上内容若发现试验结果出现异常，再决定增、减试验场数。
16.3.4 砾质土心墙料碾压试验内容及要求 1、碾压机械比较试验场次安排
对料场平均级配下天然含水率（含水率适中）砾质土心墙料，分别采用20t 自行式标准凸块振动碾及22t 自行式标准凸块振动碾，铺土厚度分别为25cm、30cm，碾压遍数分别为6、8、10 遍，进行第一大场共12 小场（一种机械、一个铺土厚度、1 个碾压遍数为1 小场，面积4m×10m，下同）的碾压试验，以进行碾压机械的比较。根据以上试验，选定碾压机械。以下各碾压试验均采用选定的碾压机械。 2、砾质土心墙料碾压试验场次安排
在选定的试验用土料场剥除表层后根据需要立采后直接运至碾压场铺料碾压。
（1）平均级配砾质土心墙料在天然含水率下（含水率适中）按两种铺土厚度（25cm、30cm），3 个碾压遍数（6、8、10 遍）进行第二大场计6 个小场试验。该大场试验料须从料场立采混合后直接运至碾压场铺料碾压，以初步了解砾质土心墙料在天然含水率下的压实性能。
（2）平均级配砾质土心墙料根据室内击实试验的最优含水率按25cm、30cm 的铺土厚度，选定三个碾压遍数共进行6 小场第三大场碾压试验，以了解砾质土心墙料在最优含水率ωOP下的压实效果。
（3）比最优含水率偏干2%的平均级配砾质土心墙料，进行2 个铺土厚度（25 cm、30 cm）、3 个碾压遍数（6、8、10 遍）的第四大场试验，计6 小场。
（4）比最优含水率偏湿2%~3%的平均级配砾质土心墙料，进行2 个铺土厚度（30cm、35 cm）、3 个碾压遍数的第五大场试验，计6 小场。
（5）根据第二~第五大场试验成果选取最佳碾压遍数、最佳铺土厚度、最佳含水率范围进行平均级配砾质土心墙料的第六大场复核试验。并在复核场上进行原位垂直渗透（3 组）及原位水平渗透（2 组）试验。取原状样进行室内大型渗透试验2组及高压大型压缩试验2 组（饱和、非饱和各一组）。
（6）取砾质土心墙料偏细级配根据室内击实试验的最优含水率偏高
2%进行2 个铺土厚度（25 cm、30 cm）、3 个碾压遍数的第七大场计6 小场试验。
（7）根据第七大场试验成果选取最佳碾压遍数、最佳铺土厚度进行偏细级配砾质土心墙料的第八大场复核试验。
（8）以上内容若发现试验结果出现异常，再决定增、减试验场数。 接触性粘土料、砾质土料碾压场次见表16.3-2
表16.3-2 接触性粘土料、砾质土料碾压场次
序号 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 3 3.1 3.1 合计 碾压目的 接触性粘土（丹梯村土料场） 天然含水率、2个厚度、3个遍数 最优含水率、2个厚度、3个遍数 大于最优含水率2%、2个厚度、3个遍数 大于最优含水率4%、2个厚度、3个遍数 复核试验(最佳碾压遍数、铺土厚度、最优含水率) 砾质土料（已选定的土料场） 天然含水率、2个厚度、3个遍数 砾质最优含水率、2个厚度、3个遍数 土料小于最优含水率2%、2个厚度、3个遍数 平均大于最优含水率2%~3%、2个厚度、3个遍数 级配 复核试验(最佳碾压遍数、铺土厚度、最优含水率) 砾质大于最优含水率2%、2个厚度、3个遍数 土料偏细复核试验(最佳碾压遍数、铺土厚度、最优含水率) 级配 碾压机械选择碾压场次 震动凸块碾（20t） 2个厚度、3个遍数 震动凸块碾（22t） 2个厚度、3个遍数 丹梯村土料场 6小场 6小场 6小场 6小场 1小场 6小场 6小场 6小场 6小场 1小场 6小场 1小场 6 6 69小场 注：同一个含水率下同一个铺土厚度，不同碾压遍数（6、8、10遍），为一大场；同一个含水率下同一个铺土厚度，一个碾压遍数，为一小场； 16.3.5 现场碾压试验的描述
每场碾压试验应作如下描述记录：
（1）记录使用开采方法、运输设备、卸料方式、铺料方法、碾压方式（应与将来施工方法一致）；
（2）检查铺土有无粗细分离现象，观测上、下层结合情况；碾压后有无剪切破坏情况。
（3）记录各种料物在碾压前松土厚度与碾压厚压实土层厚度。 16.3.6 现场碾压试验检测
现场碾压试验的检测应严格按水电部门有关规程、规范(DL/T5129-2001、DL/T5355-2006等)进行。
（1）对本次碾压试验所采用料源(接触粘土料、砾质土心墙料)，进行物理、力学性试验。
（2）每大场碾压前需进行现场含水率、比重、流塑限、颗分各2 组、击实试验1组。碾压后每小场每个碾压遍数试坑取密度、含水率及相应的压后颗粒级配分析试验6 组。
（3）每场碾压前后的沉降观测采用水准仪及经纬仪测量系统定点观测沉降量，每小场12 点。
（4）碾压后的密度值、含水率采用试坑灌水法或灌砂法进行，试坑直径30cm，试坑深度挖至该层压实层厚。烘干法测全料含水率同时分别。
（5）每种料复核场均需进行原位垂直渗透试验3 组，水平渗透2 组，垂直、水平渗透试验装臵见图。
（6）取原状样应密封保持天然含水率，勿扰动，压缩及渗透试验土样尺寸宜40cm×40 cm×30cm，装箱周围用细土填满，迅速运至试验室。 大坝心墙料、接触粘土料现场碾压试验项目及组数见表16.3-3 现场垂直渗透示意图见图16.3.1 现场水平渗透示意图见图16.3.2