1、大坝工程过渡料填筑碾压试验成果报告四川大渡河双江口水电站大坝工程标合同编号：SJK-SG-2016-006大坝工程高程2245m以下过渡料填筑碾压试验成果报告 批准： 审核： 校核： 编制： 中国水利水电第七工程局有限公司双江口水电站大坝工程项目经理部二二年五月大坝工程高程2245m以下过渡料填筑碾压试验成果报告1、编制依据（1）水电水利工程土工试验规程（DL/T 5355-2006）；（2）水电水利工程粗粒土试验规程（DL/T 5356-2006）；（3）碾压式土石坝施工规范（DL/T 5129-2013）；（4）碾压式土石坝设计规范（DL/T 5395-2007）；（5）土石筑坝材料碾压试
2、验规程（NB/T 35016-2013）；（6）大坝反滤料、过渡料、堆石料现场爆破及碾压试验大纲(2017年5月）；（7）大坝反滤料等碾压试验大纲讨论会纪要（西双监【2018】综纪-053）；（8）关于实施双江口水电站大坝高程2245m以下填筑方案的函（国电大双函【2019】199号）；（9） 关于双江口水电站大坝高程2245m以下填筑方案的复函（川双函【2019】129号）；（10）对大坝回填性坝体填筑堆石料及过渡料碾压试验方案的批复（NWHC/ SDQJ/SJK-SG-2016-006/308/2018）；（11） 关于大坝填筑过渡料和堆石料相关技术指标调整的通知双设（坝）字【2019】0
3、07号 （总325号）；（12）大坝堆石料和过渡料料源筛分成果暨掺砾土料复核试验成果评审会纪要西双监（【2019】综纪-99号）；（13）双江口水电站大坝标、辅助标、土料标施工进度安排专题会议纪要（【2019】综纪-146号）。（14）大坝结构布置图（1/7)(7/7）(CD174 SG-412-1(8)(14)。（15）大坝高程2245.00m以下坝体填筑施工技术要求（B版）。（16）西双监2019综纪-131 大坝填筑碾压试验及大坝下游优先填筑区进度推进暨掺砾土料掺合试验成果讨论会议纪要；（17）西双监2020综纪-041大坝工程高程2245m以下过渡料填筑碾压试验第一场成果暨大坝工程接触
4、黏土填筑气胎碾生产性碾压试验成果评审会议纪要。2、工程概况2.1工程简介双江口水电站位于四川省阿坝藏族羌族自治州马尔康县、金川县境内，是大渡河流域水电梯级开发的上游控制性水库工程，坝址上距马尔康县城约46km，下距金川县城约45km。坝址位于大渡河上源河流足木足河与绰斯甲河汇合口以下约2km处，控制流域面积约39330km2，多年平均流量502m3/s。电站的开发任务主要为发电，采用坝式开发，水库正常蓄水位2500m，总库容28.97亿m3，调节库容19.17亿m3。电站装机容量2000MW，多年平均发电量77.07亿kW.h。双江口水电站工程为一等大（1）型工程，枢纽主要建筑物为1级建筑物，
5、次要建筑物为3级建筑物。枢纽工程由拦河大坝、泄洪建筑物、引水发电系统等组成。导流建筑物由上游围堰、下游围堰、1#导流隧洞、2#导流隧洞、1#上游段导流隧洞及施工期生态供水洞工程组成。拦河大坝采用砾石土直心墙堆石坝，考虑施工期超填（坝）0+000.00（坝）0+336.00坝顶高程为2510.00m2513.00m，（坝）0+336.00（坝）0+465.00坝顶高程为2513.00m，（坝）0+465.00（坝）0+639.25坝顶高程为2513.00m2510.00m；，河床部位心墙底高程2195.00m2205.00m，基底设混凝土基座，基座内设置基岩帷幕灌浆廊道（3m3.5m），最大坝高
6、315m（含1m厚基座），坝顶宽度16m，坝顶长度639.25m。上游坝坡为1：2，高程2430.00m处设5m宽的马道；下游坝坡综合坡比1：1.831：1.9，坝坡上设置上坝公路。心墙顶宽为4m，考虑施工期超填（坝）0+000.00（坝）0+336.00心墙顶高程为2508.00m2511.00m，（坝）0+336.00（坝）0+465.00心墙顶高程为2511.00m，（坝）0+465.00（坝）0+639.25心墙顶高程为2511.00m2508.00m；心墙顶与坝顶“L”型防浪墙底部有良好的防渗连接；心墙上、下游坡均为1：0.2；心墙与两岸坝肩接触部位的岸坡表面设厚度0.5m的盖板；心
7、墙与盖板连接处铺设水平厚度3m的接触性黏土。在心墙标准断面的基础上，将河床段心墙底部向上、下游方向局部加宽，上、下游各增加12m宽；在两岸坝肩心墙顶部（高程2508.00m）上、下游各增加2m宽。加宽宽度沿高度方向从底部至心墙顶高程2508.00m按三角形递减。心墙上、下游分别设、两层反滤以保护土料，上游两层反滤水平厚度各4m，下游两层反滤水平厚度各6m，上、下游坡均为1：0.2。上、下游反滤层与坝体堆石之间设置过渡层，过渡层顶高程2494.00m2497.00m（考虑施工期超填），顶宽9.7m10m，上、下游坡度均为1：0.3。心墙后的坝基与坝壳料之间设置一层2m厚的水平反滤排水层和一层2m
8、厚的水平过渡层，反滤层和过渡层一直延伸到下游围堰顶部。堆石区分为上游堆石区、上游堆石区、上游堆石区、下游堆石区、下游堆石区和下游堆石区。上游堆石区位于上游堆石区与过渡层之间，顶高程2420.00m，顶宽25m，底高程2245.00m，坡度为1：0.8，高程2245.00m以下为上游堆石区；下游堆石区位于下游堆石区与过渡层之间，顶高程2440.00m，顶宽25m，底高程2245.00m，坡度为1：0.8，高程2245.00m以下为下游堆石区。高程2438.00m以上上、下游坝坡采用坝面扁钢+坝内扁钢进行加筋，加筋层竖向间距2.4m，扁钢深入坝壳水平深度为30m。上、下游堆石体坝脚之上增加压重。下
9、游压重区顶高程2330.00m，顶宽90m，坡度为1：2.5。下游压重底部高程2273.00m以下设堆石压重体，该区域具有强透水性。上游压重区与上游围堰连为一体，顶高程为2330.00m，顶宽190m，坡度为1：2.2。堆石与岸坡部位设置岸坡过渡料，水平厚度采用2m。上游坝顶至死水位高程2420.00m以下10m的坝面设置干砌石护坡，下游坝面设置大块石护坡，护坡水平厚度均为2m。坝体结构分区见图3.4-1。图3.4-1 大坝结构分区图大坝上游过渡料需用量约为184.90万m3，下游过渡料需用量约为183.15万m3，上、下游岸坡过渡料需用量约为58.47万m3，过渡料总需用量约426.52万m
10、3；其中大坝高程2245m以下填筑过渡料量为24.73万m（压实方）。2.2过渡料设计指标（1）过渡料分为反滤层与堆石体之间的过渡料（以下简称过渡料）及堆石体与两岸岸坡之间的过渡料（以下简称岸边过渡料）。 （2）过渡料及岸边过渡料均由飞水岩临时粗碎系统生产，加工石料应避免采用软弱、针片状颗粒，要求耐风化并不易为水溶解，石料的饱和抗压强度应大于60MPa。 （3）过渡料及岸边过渡料压实后的渗透系数不小于110-2cm/s。 （4）过渡料及岸边过渡料压实标准：压实应采用孔隙率控制，孔隙率不大于23%。 （5）过渡料及岸边过渡料颗粒级配应满足表2.2-1、图2.2-1和图2.2-2的要求且应符合以下
11、规定：过渡料最大粒径不大于300mm，岸边过渡料最大粒径不大于400mm，小于1mm的颗粒含量不超过11%；小于5mm 的颗粒含量不大于 25%。级配宜连续良好。（6）岸坡过渡料碾压设备、施工参数可与同层堆石料一致，并需经碾压试验验证。表2.2-1 过渡料设计级配表包线名称小于某粒径的颗粒占总土重的百分数（%）不均匀系数Cu曲率系数Cc800600400300200100604020105210.5过渡料上包线10090805738251611725.882.47平均线1008370604328189417.391.32下包线10088654940281810317.201.23岸边过渡料上包
12、线10090805738251611725.882.47平均线1008066564026169520.871.42下包线100918060463825158315.631.14注：不均匀系数 Cu 和曲率系数 Cc 为参考指标。图2.2-1 过渡料级配曲线图 图2.2-2 岸坡过渡料级配曲线图3、大坝高程2245m以下填筑过渡料料源3.1大坝高程2245m以下填筑过渡料料源规划根据双江口水电站大坝（高程2245m以下）填筑方案专题报告，大坝高程2245m以下过渡料填筑料源来自C3-B场地、C3-D场地堆存的洞挖料。经勘查以上部位有用储量见3-1表：表3-1 大坝填筑至EL.2245m填筑料源规
13、划表填筑可利用料源（万m）计划使用类别大坝填筑至2245m需求量（万m）备注填筑料设计工程量（压实方）设计工程量（自然方）石料1、前期开挖储存料（松方）原规划量复核总量预估有用料C3-B场地2525.8612.93堆石料堆石料区62.5751.78C3-D场地3333.1526.52河口暂存渣场6.040.4832.38小计 （松方/自然方）64/41.899.49/65.0371.83/48.03-小计62.5751.782、主体工程开挖料（自然方）大坝标公路洞挖料（计划）37.411.611.6过渡料、堆石料过渡料24.7322.48优先满足过渡料，其次为堆石料。泄洪标洞挖料（计划）406
14、3.9651.17反滤料、掺砾石料堆石料及过渡料反滤料9.359.35优先满足反滤料、掺砾石料，其次为堆石料及过渡料。掺砾石料13.4611.14小计（自然方）77.475.5662.77-小计47.5442.97满足需要合计（自然方）119.2140.59110.8-合计110.1194.75自然方土料阿斯布土料场（自然方）21.13/接触性粘土、掺砾土料接触性粘土4.044.67接触黏土由阿斯布土料场2410m高程以下的I-1区供应；当卡接触黏土作为备用。当卡土料场（自然方）36.47/心墙防渗土料心墙防渗土料30.4135.19合计：（自然方）57.6/-合计34.4539.86说明：（
15、1）根据现场实际情况，由于C3-B堆存场堆存料源级配较差，细粒含量多，颗粒级配不均匀，不满足大坝2245m高程以下堆石料填筑设计包络线要求，在回采过程中需进行挑料处理，挑料后回采的有用料暂计25.860.5=12.93万m（松方）。（2）C3-D堆存场回采料扣除挑选出来的无用料后有用料暂计33.150.8=26.52万m（松方）。（3）河口暂存场回采料扣除挑选出来的无用料后有用料暂计40.480.8=32.38万m（松方）。（4）2020年4月至12月底大坝标公路隧道及灌浆平洞等洞挖料计划开挖11.6万m（自然方）。（5）2020年4月至12月底泄洪标洞挖料计划开挖63.96万m（自然方）。3
16、.2大坝高程2245m以下填筑过渡料试验过程（1）堆存场过渡料级配检测级C-D挑选过渡料碾压试验分别对C3-B、C3-D堆存场洞渣料及飞水岩反滤料加工系统生产一次破碎作过渡料进行级配检测，检查检测结果能否满足设计级配要求。在C3-D场地堆存洞渣料挑选过渡料进行碾压试验。具体过渡料级配检测结果及C3-D场地挑选过渡料碾压试验成果见附件1：C3-D堆存场挑选过渡料碾压试验成果报告。（2）飞水岩反滤加工系统一次破碎料与1#砂石系统制备料（中石、小石）掺合料进行碾压试验，碾压试验成果报告见附件2：大坝高程2245m以下过渡料填筑（粗碎料掺配1#砂石系统碎石料）碾压试验成果报告。（3）设计根据C3-D堆
17、存场挑选过渡料碾压试验成果报告及大坝高程2245m以下过渡料填筑（粗碎料掺配1#砂石系统碎石料）碾压试验成果报告对过渡料设计指标进行了调整（见大坝高程2245.00m以下坝体填筑施工技术要求（B版），大坝标根据调整后过渡料设计指标，利用飞水岩反滤料加工系统一破料掺配飞水岩反滤系统小石及中石作过渡料进行碾压试验。（4）后期飞水岩临时粗碎系统生产一破料+小石+中石调试合格后，再进行生产性复核碾压试验。4、试验目的与要求4.1试验目的过渡料现场碾压试验的目的是检验、修正设计提出的坝料填筑标准，确定经济合理的铺料方式、碾压程序、碾压施工参数(包括填筑料级配、填筑层厚、碾压遍数、行车速度、加水量等)，选
18、择适宜的碾压机械设备，优化施工参数，制订填筑施工实施细则与技术要求，提出施工质量控制的技术标准与检验方法。针对双江口水电站大坝高程2245m以下过渡料碾压试验需要达到以下目的：（1）通过物理、力学性能的试验成果，验证过渡料设计参数的可行性；（2）验证过渡料设计技术指标及填筑标准的合理性、可用性； （3）确定过渡料的最佳压实方法(包括选择碾压设备类型、机械参数、碾压遍数、铺土厚度、加水量等施工参数)；（4）选择可行的施工碾压参数。4.2试验要求试验前已提交详细的碾压试验方案，经监理中心审查批准后实施。5、试验资源投入本次碾压试验所有机械设备主要为碾压机具、装车机械及铺料机械等大型机械，碾压设备技
19、术参数见表5-1，其它机械设备配备见表5-2，试验仪器统计表见表5-3，试验人员统计表见表5-4。表5-1 碾压设备技术参数表序号设备名称生产厂家型号工作质量(t)振动轮宽度(mm)名义振幅(mm)频率(Hz)激振力(kN)1自行式振动平碾陕西中大YZ27K27.022002.428520表5-2 机械设备统计表 序号机械设备名称型号单位数量备注1自行式振动平碾27t台12挖掘机1.6m3台13推土机SD22台14装载机3m3台15自卸汽车25t辆26洒水车10t辆1表5-3 主要试验仪器统计表序号名称规格型号/编号数量备注1电子天平HZF-B5000/151581台2电子天平HZQ-A20/
20、150421台3电子台秤TCS-150/1424671台4电子台秤200kg2台5新标准土壤筛0.075-100mm/ TG-22套6电砂浴MT-1型4只7自动岩石切片机DQ-1/1211台8双端面磨石机SCM-2001台9万能材料试验机WE-1000D型/11661台10电热鼓风恒温干燥箱DHG92402台11钢尺0-30cm/ S-174把12套环200/1204个13原位密度挖坑工具钢钎、皮桶等4套表5-4 试验人员统计表序号姓名部位或职务主要负责事项备注1刘经彪项目部总工总负责2李宗显项目部常务副总经理现场生产总协调3王华项目部总质检师负责质量、宣传方面工作4王建国工程技术部主任技术支
21、持5黄国良工程技术部副主任负责现场碾压试验相关技术工作6胡建立试验中心主任全面负责试验方面工作7彭亮试验中心副主任/总工全面负责试验方面工作及试验资料整理8张磊施工部副主任负责现场生产协调9戴祥宜大坝工区队长负责现场碾压试验具体事项10张仲刚测量中心负责沉降测量11王书辉试验员现场试验12尹小刚试验员现场试验13田俊浩试验员现场试验14薛干试验员现场试验15徐凯试验员现场试验16齐琪试验员室内试验17胡光耀试验员室内试验18罗松试验员室内试验19陈天明试验员室内试验6、试验前准备工作6.1料源准备过渡料碾压试验料源来自飞水岩反滤料加工系统生产一破料掺配飞水岩反滤加工系统筛分后5mm20mm小石
22、、20mm60mm中石。加工毛料来自C3-D堆存场经挖掘机挑选后石料。表6-1 过渡料碾压试验用料量统计表填筑料种类碾压场基层用料（m3）碾压试验用料（m3）合计用料过渡料用量2409001140富余系数0.20.20.26.2过渡料碾压试验场地过渡料碾压试验场地位于上游围堰靠近左岸1#公路2310m高程平台，过渡料碾压试验场地面积600m2。图6.2-1 过渡料碾压试验场地（1）场地坚实平整，采用27t自行式振动平碾按2.50.3km/h的速度振动碾压，根据测量沉降资料结果：过渡料料碾压试验垫层按1.5m1.5m整场均布网格测点，27t自行式振动平碾振动碾压，最后振动碾压2遍后水准仪测量检查
23、，最高点与最低点高程差65.2mm、相邻点高程差24mm、全场平均沉降值1.56mm；各项控制指标满足最后振动碾压2遍全场平均沉降量不大于2mm、整场高差小于20cm且局部起伏差小于5cm的设计技术要求。（2）试验区面积：碾压试验场面积20m30m(宽长)，面积600m2，其中试验场共分3区布设，每一个试验区6m15m(宽长) ，有效面积为90m2。（3）试验铺土要求由于碾压时产生侧向挤压，因此试验区的两侧（垂直行车方向）加宽2m宽，顺碾压方向的两端留出了2.5m作为非试验区，以满足停车和错车需要。图6.2-2： 过渡料碾压试验沉降测点布置图（单位：cm）过渡料第一场及第二场（参数选择）场碾压
24、试验在每个条带（6m15m）按 1.5m1.5m 方格网样布沉降测量点，做好标记，测量高程。分别在松铺后、静压后及碾压后对同一点进行测量，每碾压两遍后及时测量碾压沉降值，并形成沉降曲线图。过渡料复核场碾压试验分别在松铺后及碾压后对同一点进行测量，测量碾压沉降值，形成记录表。6.3过渡料掺配（1）过渡料掺合质量比例为：一破料：小石：中石=75%：15%：10%（注：掺配过程中试验室进行级配检测，现场根据级配检测结果视情况掺配比例进行适当调整），小石粒径为5mm20mm，中石粒径为20mm60mm。（2）掺合场地选择在上游围堰2310m平台，掺合前采用27t振动碾对基础面整平处理。为便于施工，掺合
25、场根据现场实际填筑情况，分为掺合区及堆存区两个区域，分别进行掺合成品料装车掺合及运输施工。（3）过渡料掺合采用“平铺立采”的方式进行掺合，三种半成品料分别铺设一层，从下至上按一破料、中石、小石的顺序进行铺设。并提前根据实测堆积密度将质量比换算成体积比，由于三种料在摊铺中面积相同，因此，直接用厚度比来计量掺合比例，控制与指导现场掺合施工。具体换算如下:通过现场实测，一破料堆积密度为1.57t/m3，小石堆积密度为1.50t/m3，中石堆积密度为1.47t/m3。则质量比为：一破料：小石：中石=75%：15%：10%；体积比为：一破料：小石：中石=75%/1.57：15%/1.5：10%/1.47
26、=0.48：0.1：0.07因体积=面积厚度，在摊铺面积相同的情况下，体积比等于厚度比。因此，厚度比为：一破料：小石：中石=0.48：0.1：0.07=48：10：7。现场按上述厚度比松铺各种物料进行掺合，松铺完成后测量进行松铺厚度检测，满足要求后采用一台3m3的装载机配合一台1.6m3挖掘机进行掺合，来回掺合4次，然后取样检测，合格后进行过渡料碾压试验。6.4料源检测本次过渡料碾压试验采用飞水岩加工系统生产的1破料与飞水岩加工系统生产的5mm20mm和20mm60mm碎石进行掺配，掺配比例按75%：15%：10%（质量比），在上游围堰碾压试验场进行掺配。主要进行天然含水率、颗粒级配、比重、岩
27、石抗压强度检测。具体检测结果见表6.4-1、表6.4-2、图6.4-1。表6.4-1 检测结果统计表样品编号天然含水率（%）最大粒径（mm）5mm颗粒含量（%）1mm颗粒含量（%）比重CUCC岩石饱和抗压强度（MPa）YP-200408-TLJ-0011.624020.37.82.7128.72.171.3YP-200408-TLJ-0021.619019.28.12.7046.52.075.9YP-200408-TLJ-0031.518518.18.02.7155.02.967.2设计要求/3002511/60表6.4-2 颗粒级配试验结果样品 编号粒 径 （mm）小于该孔径颗粒占总土质量百分数(%)400300200100604020105210.50.250.075YP-200408-TLJ-001/10094.884.772.559.539.628.920.313.47.85.13.42.1YP-200408-TLJ-002/10010078.356.447.834.326.619.212.68.15.34.03.1YP-200408-TLJ-003/100100
