瀑河倒虹吸管身卵砾石填筑碾压试验

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摘要：倒虹吸管身砂砾料填筑是南水北调工程建设中一项重要施工内容，结合瀑河倒虹吸管身卵砾石回填的工程实例，通过现场试验对卵砾石填筑试验参数进行分析。

关键词：倒虹吸管身 卵砾石填筑 施工参数

1 工程概况

瀑河渠道倒虹吸工程位于河北省易县塘湖镇南邓家林村南约0.5km瀑河上。倒虹吸管身段长1075m，卵砾石填筑57.3万m3。回填料选用开挖出的卵砾石，经试验卵砾石最大干密度2.26g/3, 最小干密度1.82g/3，卵砾石填筑设计指标相对密度Dr0.70，满足设计相对密度Dr0.70时，干密度为2.11 g/3。

2 实验目的

（1）确定适宜、经济的压实参数：铺料厚度、压实机械的行驶速度、 振动频率、碾压遍数、铺料的沉降量。

（2） 确定施工技术措施和检测方法。

3 试验人员、机具

（1）人员：试验人员3人，测量3人，司机5人，管理人员2人。

（2）检测仪器及工具：水准仪1台、塔尺1把、50米皮尺1卷、烘干设备1套、磅秤1台、洋镐3把、铁锨5把、水桶2个、塑料布（4m×4m）4块。

（3）试验机械：推土机1台、YZ18A振动碾（质量18t，功率124KW）1台、挖掘机1台、自卸汽车3辆。

4碾压试验

4.1 试验场地布置

选取一块平坦开阔的场地，用推土机平整，压实机械压实，使用水准仪测量场地高程后作为试验场地。场地规格为长度75m、宽度12m，按长度分4个区，每个试验区为15×12 m，每个试验区划分为4个碾压带，每条碾压带宽3m，两个试验区之间设5m宽过渡带。沿碾压带卸卵砾石料，推土机推平，碾压机械沿碾压带进行碾压，每3m×3m为一个取样区，每条碾压带干密度取样4个，每一个试验区取样16个。沉降量测量按照每一格条带2 m×1m取样10个，详见图1。

4.2试验方案

试验方案选用选用30、60、80、100四个铺料厚度，含水率基本控制在4%～6%范围，碾压分别测量沉降量及干密度，详见表1。

4.3试验步骤

4.3.1 试验程序：平整压实场地―检查碾压机械的工作性能―布置高程、密度检测点―碾压―测量压实沉降值―检测干密度值。

4.3.2试验步骤

（1）选取试验场地，划分碾压条带试验区。

（2）平整、压实场地，将试验场地平整完成后进行碾压，布设测量高程点。

（3）铺料：自卸汽车用进占法在碾压条带内铺料，推土机平整，用水准仪控制铺料厚度和平整度，测量出碾压前的铺料厚度

（4）碾压。碾静压2遍，使卵砾石填筑层表面平整，每一试验区按照2m×1m方格网点距布置沉降量测点，每一条带布置10个测点。而后再对不同条带进行振动碾压，遍数分别为2遍、4遍、6遍、8遍，并分别对不同的碾压遍数用水准仪测量各条带碾压后各个测点的高程，计算沉降量。

（5）干密度检测：每条带按照3m×3m的间距挖坑取样，用灌水法测定干密度。

4.3.3 试验结果分析

该试验使用了YZ18A型振动碾，试验历时3天，对填筑厚度（30cm、60cm、80cm、100cm）不同的试验区进行了振动碾压遍数为2、4、6、8的碾压试验，碾压试验结果详见表2、表3、表4、表5、表6。

实验结果表明：铺料厚度为30cm的试验区，静压2遍后，振压2遍时干密度大于2.11g/cm3，能够满足相对密度Dr0.70要求，振压6遍时干密度最大值为2.25 g/cm3，此时卵砾石料被充分压实。振压8遍时，干密度值开始下降，沉降量增值不大为0.07cm，试验结果符合规范要求。

铺料厚度为60cm的试验区，静压2遍后，振压2遍时不能够满足设计要求，干密度最大值为2.08 g/cm3；振压4遍后能够满足设计要求，干密度最小值为2.14 g/cm3；振压6遍后干密度最大值为2.24 g/cm3，此时卵砾石料被充分压实。振压8遍后干密度值开始下降，沉降量增值不大为0.11cm，试验结果符合规范要求。

铺料厚度为80cm的试验区，静压2遍后，振压2遍时不能够满足设计要求，干密度最大值为2.06g/cm3；振压4遍后能够满足设计要求，干密度最小值为2.12 g/cm3；振压6遍后干密度最大值为2.24 g/cm3，此时卵砾石料被充分压实，振压8遍后干密度值开始下降，沉降量增值不大为0.12cm，试验结果符合规范要求。

铺料厚度为100cm的试验区，静压2遍，振压4遍后仍不能够满足设计要求，干密度最大值为2.06g/cm3；振压6遍后，能够满足设计要求，干密度最小值为2.11 g/cm3，振压8遍后，沉降量增值为0.75cm，干密度值仍有上升趋势，仍须进一步碾压，卵砾石料才能被充分压实，试验结果符合规范要求。

综合比较：填筑厚度为80cm时，静压2遍，振动碾压4遍时干密度最小值为2.12 g/cm3，满足设计要求，做为施工控制比较经济，可以作为管身段卵砾石回填施工控制参数，碾压遍数与干密度关系曲线图详见图2，碾压遍数与沉降量关系曲线图详见图3。

5 试验结论

采用进占法铺筑厚度为80cm，使用YZ18A型振动碾，行车速度3km/h，静压2遍，振动碾压4遍，该参数对应干密度值满足设计要求，沉降量为1.51cm，符合设计要求，可以作为管身段卵砾石填筑施工参数，在现场施工中，根据施工现场情况及时调整碾压参数，使倒虹吸管身卵砾石填筑满足要求。

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。