【文章內(nèi)容簡介】 墊層料的級配與干密度的測試在試驗(yàn)現(xiàn)場測試了擠壓式砼邊墻內(nèi)墊層料的干密度和級配，其結(jié)果如表8，墊層料的干密度滿足要求。5 結(jié)論1）砼面板堆石壩墊層料擠壓式邊墻砼邊墻新技術(shù)研究開發(fā)基本上取得了成功?？梢赃M(jìn)行生產(chǎn)試驗(yàn)，擠壓機(jī)也可以進(jìn)行正式的批量生產(chǎn)。在生產(chǎn)使用過程中再進(jìn)一步的完善和改進(jìn)。2）目前墊層料碾壓試驗(yàn)中，未觀察到碾壓使砼邊墻產(chǎn)生明顯的側(cè)向位移，應(yīng)進(jìn)一步對其進(jìn)行定量試驗(yàn)。3）砼邊墻表面不平整度應(yīng)進(jìn)行測試及控制。4）速凝劑的添加方法有待于進(jìn)一步探討和研究。本節(jié)轉(zhuǎn)錄自陜西省水電工程局集團(tuán)公司測試中心王星照、畢研軍、李晨、易永軍等撰文。表8 墊層料級配試驗(yàn)成果表試驗(yàn)指標(biāo)序號顆粒組成/mm8080～6060～4040～2020～1010～5百分含量％10203試驗(yàn)指標(biāo)序號顆粒組成/mm5～22～11～～～百分含量％123 藍(lán)派沖擊壓實(shí)技術(shù)在面板堆石體填筑中的應(yīng)用從面板堆石壩產(chǎn)生與發(fā)展的歷史來看，它和壓實(shí)工藝的進(jìn)步密不可分。二十世紀(jì)初建筑堆石壩還在用拋石法，密度達(dá)不到2g/cm179。、空隙率30％以上。施工期加運(yùn)行期的總沉降量達(dá)到壩高的7％。因此當(dāng)時堆石壩高不足100m，筑壩技術(shù)停滯不前。二十世紀(jì)三十年代，瑞典壓實(shí)機(jī)械專家，在1865年美國所發(fā)明光輪壓路機(jī)的基礎(chǔ)上，將壓路機(jī)設(shè)計從靜作用增加上振動的概念，開發(fā)了基于振動壓實(shí)原理的振動壓路機(jī)。六十年代，壩工工程的技術(shù)專家將其應(yīng)用于堆石體填筑：在重力作用下，塊石棱角被壓碎，在振動效應(yīng)作用下，壩料得到嵌填調(diào)整，從而使密度提高。沉降變形減少，過量的滲水減少。壓實(shí)工藝的進(jìn)步。使堆石壩的設(shè)計高度提高到200m級。一般研究認(rèn)為：變形量與壩高和堆石體的質(zhì)量即壓縮模量有關(guān)，大致與壩高平方成正比與壓縮模量成反比。當(dāng)壩高確定后，要減小壩體和面板的變形量，只有提高堆石體的壓縮模量，而壓縮模量又與堆石體壓實(shí)密度或空隙率密切相關(guān)。近半個世紀(jì)以來，振動壓路機(jī)已經(jīng)成為堆石體壓實(shí)的經(jīng)典工藝裝備。下面解析一下影響振動壓路機(jī)壓實(shí)效果的數(shù)學(xué)模型：如果以E表示被壓實(shí)體的壓實(shí)度，E與振動壓路機(jī)技術(shù)參數(shù)有下列函數(shù)關(guān)系：E＝f1(P1)+f2() (1)式中 P1——振動壓路機(jī)壓實(shí)輪的線荷載.（N/cm） A ——振動壓路機(jī)工作振幅（mm）ω——振動壓路機(jī)工作頻率（角頻率） v ——振動壓路機(jī)的工作速度（m/s）為了獲得更好的壓實(shí)效果，振動壓路機(jī)必須具有足夠大的線荷載P1和振幅A。線荷載愈大，在堆石體壓實(shí)中塊石棱角愈容易被壓碎；振幅愈大，被壓壩料愈容易在更深的層面產(chǎn)生振動響應(yīng)，從而調(diào)動更多的填料顆粒 產(chǎn)生位移，得到更充分的嵌填調(diào)整機(jī)會，以便使被壓堆石體空隙率減小密度提高。然而，幾十年來振動壓路機(jī)的發(fā)展對滿足碾壓堆石的密實(shí)度要求來說幾乎已接近到了一個極限。一臺自重十幾噸的振動壓路機(jī)，它的靜、動總線荷載不過也就1000N/cm多一點(diǎn)，振幅一般在零點(diǎn)幾至2mm之間。它的能量所及對于抗壓強(qiáng)度200MPa以上的超硬巖石壩料壓實(shí)中，棱角破碎就受到很大局限，振動響應(yīng)的深度也只有40~80cm。因此竣工后在高應(yīng)力作用下塊石棱角還會進(jìn)一步破碎，嵌填還有較大的繼續(xù)調(diào)整空間，堆石還會產(chǎn)生較大徐變。至于壓實(shí)效率P可由下式計算：P＝.KB （m179。/h實(shí)方計） （2）式中 B——有效壓實(shí)寬度（m） h——壓實(shí)層的厚度（m） v——壓實(shí)作業(yè)速度（km/h） n——壓實(shí)遍數(shù) KB——與現(xiàn)場作業(yè)條件有關(guān)的時間利用系數(shù)。在堆石體壓實(shí)中，由于如前所述的壓實(shí)層厚一般僅為40～80cm，作業(yè)速度2km/h左右，一個臺班壓實(shí)1200～1300m179。，這對于一個填筑方量800～1000萬m179。的壩體填筑工程來說意味著需要投入相當(dāng)數(shù)量的壓實(shí)機(jī)械和需要一個相當(dāng)長的填筑工期。 藍(lán)派沖擊壓實(shí)技術(shù)原理、特點(diǎn)和優(yōu)越性：1950年，南非共和國Berrange先生首創(chuàng)了主要基于沖擊壓實(shí)原理的連續(xù)式?jīng)_擊壓實(shí)技術(shù)和工藝裝備。其原理如下圖：牽引機(jī)拖動非圓形實(shí)輪滾過被壓實(shí)體地表，壓實(shí)輪對地表的力學(xué)行為是沖擊、揉壓、碾壓綜合作用，壓實(shí)輪轉(zhuǎn)過最大至最小半徑轉(zhuǎn)角，對地表產(chǎn)生沖擊；繼續(xù)滾動中，非圓曲線輪廓又對地表施以揉壓、碾壓。因此，就其力學(xué)行為來說壓實(shí)輪作用于地表的除本身的勢能外還有沖擊中產(chǎn)生的峰值極大的力脈沖，而揉壓、碾壓中，作用于被壓實(shí)體的，則基本上可認(rèn)為是壓實(shí)輪滾動中平動和轉(zhuǎn)動的動能之和。以三邊形沖擊壓實(shí)機(jī)來說，按計算得出的勢能為25KJ，僅憑這一能量當(dāng)然不足以實(shí)現(xiàn)壓實(shí)，根據(jù)牛頓碰撞定理，壓實(shí)輪軸組件質(zhì)量為12t，沖擊速度v是由牽引機(jī)行駛速度決定的，一般為12～15KM/h，計算其沖擊力F可達(dá)250t。這一巨大沖擊力所輸出的能量密度極大，這種沖擊連續(xù)作用于地表所產(chǎn)生的振動是高能量、大振幅、低頻率的，其振幅為22CM，頻率為2HZ左右。沖擊之后，壓實(shí)輪非圓曲線輪廓滾過地面，在揉壓、碾壓作用下，又對地施以130～200KJ的動能。針對沖擊碾壓堆石體，可以這樣描述和概括其壓實(shí)機(jī)理：在高能量、大振幅的沖擊振動下塊石棱角破碎、在振動效應(yīng)中壩料實(shí)現(xiàn)嵌填調(diào)整，而后非圓曲線輪的揉壓、碾壓又使其得以相對穩(wěn)固。再一次沖擊、揉壓、碾壓作用，重復(fù)上述過程，經(jīng)過一遍又一遍沖碾作業(yè)填料被逐步壓密、壓實(shí)。藍(lán)派沖擊式壓實(shí)機(jī)常用兩種機(jī)型的主要技術(shù)參數(shù)見下表機(jī)型機(jī)重t壓實(shí)輪重t振幅cm頻率 擊/秒行駛速度km/h勢能KJ動能KJ沖擊力tLICP327122212~1525200250LICP524102012~1520130200以本文第一部分公式1，比較沖擊式壓實(shí)機(jī)與傳統(tǒng)振動壓路機(jī)的壓實(shí)能力，替代第一項(xiàng)振動壓路機(jī)靜、動兩種總線荷載的是沖擊力，而沖擊力一般為總線荷載的8～10倍；第二項(xiàng)振幅頻率乘積與工作速度之比，～2倍，這就使沖擊式壓實(shí)機(jī)作用于被壓實(shí)體，具有更大的壓力和更深的振動效應(yīng)范圍，從而獲得更好的壓實(shí)效果。同時，由于其行駛速度快也就是具有更高的壓實(shí)效率。根據(jù)沖擊式壓路機(jī)在不同巖土應(yīng)用中的經(jīng)驗(yàn)，它的有效作用深度可達(dá)2M，影響深度可達(dá)3～5M，壓實(shí)效率每小時可達(dá)1000M179。1995年，南非國藍(lán)派公司將這種技術(shù)應(yīng)用于香港新機(jī)場后又將其應(yīng)用于公路、機(jī)場、工業(yè)廠房等基礎(chǔ)工程地基處理。1999年初成立藍(lán)派（北京）公司之后，其應(yīng)用范圍已覆蓋我國23個省市自治區(qū)，做了近百項(xiàng)工程。就其應(yīng)用方法來分，相對于傳統(tǒng)振動壓路機(jī)有替代式和補(bǔ)強(qiáng)式兩種。替代式即不用振動壓路機(jī)而直接用沖擊式壓實(shí)機(jī)壓實(shí)。如填前原地基壓實(shí)，特殊巖土壓實(shí)和粗骨粒料直接壓實(shí)等。補(bǔ)強(qiáng)式作業(yè)即在振動壓路機(jī)壓實(shí)的基礎(chǔ)上再用沖擊式壓實(shí)機(jī)補(bǔ)壓，在這種補(bǔ)壓中，從所獲得的沉降和沉降差異，也使原來的壓實(shí)得到檢測，從而起到提前發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié)提前消缺的作用。工程實(shí)例：(1) 香港赤臘角新機(jī)場填料是風(fēng)化花崗巖。用振動碾碾壓完成后，用承載板測試，彈性模量38MPa。用沖碾壓實(shí)機(jī)沖壓40遍后，（），彈性模量增長到170MPa，幾乎每沖壓20遍模量增加一倍。(2) 貴州興義機(jī)場填方總高度40m，填料為白云巖，～，％、不均勻系數(shù)（d60/d10），曲率系數(shù)[（d30）178。/（d10d60）]?？偟奶盍闲再|(zhì)尚可。經(jīng)用三邊輪沖碾壓實(shí)機(jī)沖壓，179。，179。，179。，空隙率13～18％。用激振力為50t的振動壓實(shí)機(jī)做對比試驗(yàn)，～179。，空隙率19～22％。通過工程實(shí)踐，體現(xiàn)了藍(lán)派沖擊壓實(shí)技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)越性(1) 利用其高能量，可以直接壓實(shí)零填方或低填方路段原地基，省去了挖掘后分層填筑工序。(2) 對常規(guī)壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)后的地基可進(jìn)行檢測性增強(qiáng)補(bǔ)壓，提前解決工后沉降和工后差異沉降。(3) 對填石地基壓實(shí)可以增大填筑層厚度，減少空隙率，提高其嵌鎖緊密程度。(4) 對舊水泥砼路面高效破碎、穩(wěn)固，并將其壓實(shí)為在其上加鋪蓋罩面層提供良好的支承。(5) 壓實(shí)效率極高：壓實(shí)機(jī)行駛速度12～15公里/小時；每小時可壓實(shí)1000平方米；其最大沖擊力可達(dá)250～350噸，壓實(shí)有效深度2米，影響深度3～5米。：洪家渡面板壩設(shè)計單位于2002年3月2日～6月28日在小寨棄渣場進(jìn)行了包括替代式和補(bǔ)強(qiáng)式兩種作業(yè)形式的54場試驗(yàn)，試驗(yàn)場地面積1750m178。，填筑方量約9000m179。試驗(yàn)用料由卡拉寨石料場供料，石料為白云質(zhì)灰?guī)r和鮞?；?guī)r。試驗(yàn)中沖碾壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)及壓實(shí)參數(shù)見表填料沖碾機(jī)械設(shè)計填筑要求試驗(yàn)值沖碾壓實(shí)參數(shù)干密度（g/cm179。）空隙率（%）干密度（g/cm179。）空隙率（%）加水量(%)行駛速度（km/h）鋪層厚度（cm）沖碾遍數(shù)（N）主堆石料三邊碾151416027過渡料三邊碾151416027墊層料五邊碾表面濕潤148027次堆石料三邊碾151416027在試驗(yàn)的全過程中，有關(guān)專家所關(guān)注的是這樣幾個核心問題：由于沖擊力大造成沖碾后級配變化是否滿足設(shè)計要求；堆石層間結(jié)合是否緊密；沖碾對壩體埋設(shè)儀器是否有影響；應(yīng)提出不同沖碾壓實(shí)參數(shù)和被壓實(shí)物料的設(shè)計干密度指標(biāo)：從試驗(yàn)結(jié)果來看級配：，大于5mm料細(xì)料有所增加，級配粒徑從大到小還是連續(xù)分布的?！?；～73，～。均屬良好級配。另外，進(jìn)行了垂直滲透試驗(yàn)，滲透系數(shù)為：過渡料（～）101cm/s，主堆石料（～）101cm/s。均滿足自由排水要求。堆石層間結(jié)合：從現(xiàn)場碾壓結(jié)果看，每層層面表面約10cm較為松散，相當(dāng)于天然的表層刨毛，在上一層的碾壓中可使位于該層底部的塊石與先填筑層的結(jié)合更好，從試驗(yàn)堆石體用反鏟挖掘出的坑槽剖面中看，各層間看不出層間痕跡，結(jié)合緊密。沖碾壓實(shí)對壩體埋設(shè)儀器的影響；在沖碾試驗(yàn)中埋設(shè)了二支土壓力計和四支應(yīng)變計，試驗(yàn)結(jié)果表明，儀器埋設(shè)深度在120cm時，沖碾壓實(shí)不會造成儀器的損壞。因此沖碾壓實(shí)不會影響觀測儀器的埋設(shè)。堆石干密度指標(biāo)；，碾壓27遍，179。（n＝％）；，碾壓27遍，179。（n＝19％）。179。（n＝％）179。（n＝％）。試驗(yàn)結(jié)束后，國家電力總公司貴陽勘測設(shè)計研究院于2002年7月整理編寫了《烏江洪家渡水電站大壩堆石體沖碾壓實(shí)技術(shù)研究報告》（專家咨詢稿），《報告》翔實(shí)的記錄了試驗(yàn)的背景，方法和所采集的大量數(shù)據(jù)。有關(guān)專家從技術(shù)上采用分析和經(jīng)濟(jì)比較兩大方面進(jìn)行了認(rèn)真的分析