【摘 要】主要描述大壩填筑粘土制備方法，重點(diǎn)介紹通過筑畦灌水對(duì)低含水率粘土進(jìn)行含水調(diào)整并達(dá)到規(guī)范要求的方法。

　　【關(guān)鍵詞】工程師職稱論文發(fā)表,粘土制備,筑畦灌水,含水率調(diào)整

　　Dam filling clay preparation

　　Yang He-yi

　　(Seventh China Water Conservancy and Hydropower Engineering Bureau Co.ltd Chengdu Sichuan 610000)

　　【Abstract】Describes the dam filling clay preparation， focus on building plot irrigation by low moisture content aqueous clay and meet regulatory requirements adjustment methods.

　　【Key words】Clay preparation;Building plot irrigation;Moisture adjustment

　　1. 粘土料場(chǎng)概述

　　(1)蘇丹某大壩填筑用粘土料場(chǎng)，位于填筑壩址上游約2.2Km，在粘土制備開始前，首先對(duì)該料場(chǎng)進(jìn)行了詳細(xì)勘探及粘土含量初步估算。勘探分別通過鉆孔取芯和開挖探坑的方式進(jìn)行，然后進(jìn)行后續(xù)的室內(nèi)試驗(yàn)，以分析土樣特性。

　　(2)根據(jù)勘探結(jié)果，獲知該料場(chǎng)的粘土料主要為黑棉土，而室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果顯示，除部分粘土夾砂層的液塑限不合格外，其余各粘土層的技術(shù)指標(biāo)均滿足合同要求，可作為大壩填筑料使用，并初步判定此料場(chǎng)的可用料儲(chǔ)量滿足工程使用要求。

　　2. 料場(chǎng)規(guī)劃及施工強(qiáng)度

　　2.1 料場(chǎng)規(guī)劃。

　　根據(jù)施工安排，現(xiàn)場(chǎng)填筑施工時(shí)粘土料不設(shè)暫存料場(chǎng)，料物制備開采后直接上壩。計(jì)劃開采區(qū)域劃分為42個(gè)100m×100m的方格以便筑畦灌水;剝離料可用來堆筑畦埂，多余的棄料運(yùn)至棄渣場(chǎng)進(jìn)行堆存以便后期復(fù)耕使用。

　　2.2 填筑及開采強(qiáng)度。

　　(1)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工條件，并結(jié)合工程一期導(dǎo)流圍堰施工經(jīng)驗(yàn)，填筑量與開采量的換算系數(shù)取1.4，即開采量=填筑量×1.4。根據(jù)總進(jìn)度計(jì)劃安排，粘土料填筑高峰月強(qiáng)度為15萬方/月，即相應(yīng)的開采高峰強(qiáng)度約為21.5萬方/月。

　　(2)如圖1所示，要達(dá)到21.5萬方/月的開采高峰強(qiáng)度，則粘土制備強(qiáng)度亦需滿足該強(qiáng)度值，為此考慮規(guī)劃42個(gè)100m×100m的畦塊制備粘土，每個(gè)畦塊每次制備將提供8000～10000方的合格粘土供開采，保證施工強(qiáng)度。

　　3. 粘土料制備及開采

　　3.1 施工準(zhǔn)備。

　　粘土料制備的施工準(zhǔn)備工作主要包括施工道路、棄渣場(chǎng)布置、供水、供電、排水、現(xiàn)場(chǎng)辦公及通訊等。這類工作可根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行實(shí)際布置，在此不作贅述。

　　3.2 粘土料筑畦制備方法。

　　(1)根據(jù)粘土料制備程序，施工準(zhǔn)備就緒后，便可進(jìn)行覆蓋層剝離，剝離主要是進(jìn)行清表，以清除雜草、樹木等植被，進(jìn)行無用料檢測(cè)后，再剝離無用料，剝離采用推土機(jī)進(jìn)行，反鏟和自卸汽車配合。無用料的剝離需通過挖坑取樣實(shí)驗(yàn)確定，結(jié)果確定后應(yīng)由地質(zhì)工程師與現(xiàn)場(chǎng)管理員密切配合控制無用料的剔除。剝離料可用作料場(chǎng)邊界和分區(qū)邊界的土梗堆筑或修筑臨時(shí)道路。應(yīng)根據(jù)開采計(jì)劃進(jìn)行一定范圍的剝離，避免大面積或一次性全部將料場(chǎng)剝離，以防剝離后長期未開采而需要重新剝離。這樣不僅避免了重復(fù)作業(yè)，也節(jié)省了土料。

　　(2)剝離完成后需檢測(cè)土料的天然含水，以確定是否可以直接開采。若天然含水滿足施工要求(滿足-1%≤NMC-OMC≤+3%)，則直接開采上壩;或天然含水偏高(NMC>OMC+ 3%)，則需翻曬處理，直到含水滿足要求方可開采;若天然含水偏低(NMC　　(3)整個(gè)粘土料場(chǎng)按規(guī)劃形成如圖3所示的畦塊，畦塊底部應(yīng)基本保持水平，畦塊灌水單元設(shè)為100m×100m，分別命名為block1，block2……block n，并做標(biāo)識(shí)牌，標(biāo)識(shí)牌需要反映該灌水單元的灌水開始、結(jié)束時(shí)間、浸泡時(shí)間、檢測(cè)時(shí)間及檢測(cè)合格與否等參數(shù)，以便于整個(gè)畦塊的管理。

　　(4)畦塊形成后引水至料場(chǎng)，向擬開采畦塊灌水。

　　(5)為使灌水更加充分，在筑畦灌水前采用裝耙的推土機(jī)翻松土料。土料翻松后，開始筑畦施工，畦塊土堤高度為30～40cm，以滿足灌水深度要求。根據(jù)不同土層，灌水約為20cm-30cm深，灌水時(shí)間擬定為5～7天，灌水后如圖4所示;灌水時(shí)間達(dá)到要求后，將畦塊內(nèi)積水放干(為提高水的利用率，積水可排放至下一個(gè)田畦內(nèi))，晾曬，然后每0.3m厚取樣檢測(cè)含水量。若含水量滿足規(guī)范要求，則土料可直接使用;若含水量偏小，則需灑水以補(bǔ)充水分，反之則需翻曬以降低含水。不同土層的特性也不同，如何通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果控制灌水水深、灌水時(shí)間、晾曬時(shí)間、開采深度等參數(shù)是粘土料場(chǎng)制備的關(guān)鍵。根據(jù)多次取樣檢測(cè)結(jié)果顯示：對(duì)于高液限的土層，在枯水季節(jié)，灌水20cm～25cm深一周并將水排干后的晾曬時(shí)間一般約為10天，有效滲透深度為1.0m～1.2m，開采深度0.8～1m。

　　(6)但不同畦塊土層的特性也稍有不同，在開采過程中，以上參數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。如果檢驗(yàn)合格的土料不能在短期內(nèi)使用，則應(yīng)定期灑水養(yǎng)護(hù)，確保其表面濕潤，但最終的含水量控制以Proctor實(shí)驗(yàn)結(jié)果為準(zhǔn)。

　　3.3 粘土料開采。

　　(1)為保證層層制備的連續(xù)性及均衡性，制備后的粘土采用立采方式進(jìn)行取料，如圖5所示，料場(chǎng)開采時(shí)主要采用反鏟采料裝車，同時(shí)配以推土機(jī)進(jìn)行開挖底部大面的平整及部分集料。

　　(2)含水量符合要求的土層挖完后，通知實(shí)驗(yàn)室對(duì)下一個(gè)土層進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果判定其是否適合開采。若試驗(yàn)結(jié)果顯示此土層滿足可用料的規(guī)范要求，則繼續(xù)重復(fù)上述操作：灌水→晾曬→檢測(cè)含水→開采;若試驗(yàn)結(jié)果顯示此土層不適合開采，則轉(zhuǎn)向下一田畦開采。如此循環(huán)，直至將料場(chǎng)的可用料層全部挖完。

　　(3)為保證填筑工作的順利進(jìn)行，田畦的灌水強(qiáng)度須不低于開采強(qiáng)度，且必須提前9～14天開始灌水。

　　4. 施工資源配置

　　根據(jù)施工總進(jìn)度計(jì)劃，粘土最大月開采量約為21.5萬方。為保證施工高峰期壩體填筑的連續(xù)進(jìn)行，并考慮到料場(chǎng)至填筑部分的運(yùn)輸距離，料場(chǎng)制備開采高峰期需配置如下設(shè)備和人員。

　　5. 質(zhì)量保證和控制

　　(1)該項(xiàng)料場(chǎng)開采料主要為各向同性的黑棉土，材料性能比較穩(wěn)定。質(zhì)量控制涵蓋在粘土料被運(yùn)輸?shù)教钪�現(xiàn)場(chǎng)前，開挖前及開挖過程中，質(zhì)量控制的重點(diǎn)為液塑限和含水檢測(cè)。

　　(2)為保證壩體填筑的順利進(jìn)行，料物開采及制備過程中，試驗(yàn)室需加強(qiáng)開采區(qū)域的料物性能檢測(cè)，不合格土層不得開采，或根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要挖出后棄除，以便進(jìn)行下一層可用料的開采。

　　(3)試驗(yàn)室需安排專人負(fù)責(zé)土料的常規(guī)檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目包括含水、顆粒級(jí)配分析、分散性、有機(jī)質(zhì)、滲透等，確保只有合格的材料才能用于施工。

　　(4)料場(chǎng)開采前應(yīng)建立質(zhì)量控制系統(tǒng)，包括質(zhì)量控制小組、質(zhì)量控制驗(yàn)收系統(tǒng)。質(zhì)量控制驗(yàn)收系統(tǒng)主要表現(xiàn)在對(duì)土料的保護(hù)、實(shí)驗(yàn)、記錄、審核等過程。

　　(5)質(zhì)量控制管理小組由技術(shù)部、土石方工區(qū)、施工部、試驗(yàn)室和測(cè)量隊(duì)組成，并由專業(yè)工程師向作業(yè)隊(duì)技術(shù)負(fù)責(zé)人和作業(yè)人員對(duì)各工序、特別是關(guān)鍵工序的施工方法、質(zhì)量措施進(jìn)行交底，明確質(zhì)量控制要點(diǎn)，并在施工中嚴(yán)格控制。