尾矿库坝体填筑试验段施工研究论文
一、工程概况
华刚矿业公司（Sicomines）的尾矿库是其在刚果（金）铜钴矿项目建设中的一部分。尾矿库是选冶厂尾矿料的堆积坝，位于厂区西南方向，距离厂区约4km,坝体自东向西呈U型布置。坝体下游（东侧）是POTOPOTO河，坝体填料距坝体K1+460m处1.7km.尾矿库采用上游式堆坝工艺，初期坝标高1411.0m,最终堆积坝高程1441m,库区面积187万m2,库容量4430万m3,坝轴线总长1800m,碾压均质土石坝，采用复合土工布膜全库坝防渗。
二、坝体填筑试验段施工目的
1 确定混合料的运输方法以及运输车辆配置。
2 确定混合料的摊铺方式以及确定碾压机具的组合，碾压顺序，碾压时间碾压速度及碾压遍数。
3 施工过程中确定混合料摊铺的松铺系数。
4 制定质量保证具体措施。
5 制定合理的施工方案及技术交底。
三、施工布置
1 施工用水。本工程用水是在选冶厂附件的回水池，距离现场3km,主要是用于路面防尘，坝体取料含水率调节及铺料粘结层喷洒，靠水泵抽取，洒水车运输。
2 施工道路。尾矿坝道路以原道路为基础，对原道路加以改建作为坝区填筑及排水管涵施工道路。
3 填筑材料来源。本工程使用的坝体填料-采矿剥离碎石土，距坝体K1+460m处1.7km,此填料料堆距本试验段约2km,有施工便道与本试验段相通，且路况良好。
4 试验段施工时间。2014年5月15日至5月21日进行了试验段的填筑、碾压。
四、施工资源配置
1 机械设备配置。主要机械设备配置表见表1.
2 人员配置。根据本工程施工特点，人员配置见表2.
五、质量保证措施
根据工程地形条件及土石方填筑施工特点，为确保填筑施工质量，现场采取了以下质量保证措施：
1 严格按照设计图纸，变更通知，监理工程师指示及相关技术规范进行施工。
2 采用先进的GPS测量仪放线，严格控制填筑边线和坝体轮廓尺寸。
3 严格按照业主及监理批准的碾压工艺参数进行填筑施工。
4 配备足够的专业人员及先进的设备，严格控制坝体填料的分层厚度，含水率及碾压遍数和施工工序进行施工。
5 碾压施工过程中严格按照规范或监理的指示进行，分组取样试验分析，做到不合格材料不上坝，下层料不合格不进行上层料的施工。
6 各料场及各装载车辆应挂设醒目的标牌，并专人指挥并防止不同种类的物料混杂和污染。
7 施工后坝体边坡应平整，顺直，洁净，均匀，美观，不得有反坡、陡坎、尖角等，坡面杂物及松动石块必须清除或处理。
8 对填筑的全过程实行全面管理，杜绝质量事故发生，确保施工质量。
六、安全保证措施
根据本工程实际情况及土石方填筑施工特点，为保证施工安全顺利进行，现场采取以下安全保证措施。
1 严格按照有关操作规程、技术规范、通知及监理工程师指示组织施工。
2 对从事机械驾驶的操作手进行培训，经考核合格后方可持证上岗。
3 填筑工序的施工，严格遵守安全操作规程和技术规范，严禁违章违规施工。
4 在整个施工过程中，由经验丰富的安全检查人员随时对各施工机械车辆状况进行检查监督，严禁机械带病作业，对各种事故隐患提前消除，防患于未然，将各种施工隐患消除在萌芽状态中。
5 对施工全过程严格安全管理，杜绝安全事故发生，确保施工安全。
七、试验段填筑
1 坝体填筑要求
坝体填料含水率控制在最佳含水率的±2%以内，碾压时填料含水率控制在最佳含水率的±2%以内。坝体填筑料最佳含水率9.7%,最大干密度2.044g/cm3,压实度≥96%或者用K30检测地基系数≥180MPa/m.
2 坝体填筑试验段里程
本试验段里程为K1+660-K1+760,试验段坝基基槽清理完毕后，按照碾压方案进行基础回填碾压试验。
3 试验段填筑施工方案
3.1 场地清理：清理进入角砾层内0.5m以上。清基完毕后，平地机平整基底，压路机碾压2遍，基底承载力大于设计140MPa.
3.2 基面验收：会同甲方，监理工程师对坝体基面进行验收，并做好相关记录。
3.3 填料含水率检测：根据试验室对填料的试验结果，填料的含水率普遍较高，个别填料含水率超过15%,现场需采取晾晒的方式调整填料含水率，使其接近最佳含水率。
3.4 装料：采用挖掘机或装载机装料，自卸车进行运输，严格控制不合格料进入。
3.5 卸料：采用后退法卸料，根据试验层厚划定卸料方格，保证卸料均匀。
3.6 铺料：采用推土机/平地机平料，人工配合找平，保证填筑层厚度符合各试验层厚度要求。
3.7 松铺厚度控制方法（1）沿轴线方向每20m取一断面，每断面布设4个控制点。（2）铺料前，利用GPS定控制点位置并用白灰标记，水准仪进行控制点高程测量。（3）推土机粗平后，再次用GPS定出控制点位置，按照试验松铺厚度计算控制点高程，水准仪抄平，白灰标记，平地机精平至标记高程，复测松铺层厚无误后进行碾压试验，压实度达到设计压实度（96%）后，对控制点高程测量，计算压实后厚度及松铺系数。
3.8 碾压方案：根据风化料的'物理特性，本试验段按松铺厚度40cm/层、45cm/层、50cm/层；设置3种不同层厚方案进行碾压试验。
（1）厚度为40cm层风化料填筑试验碾压，先静压1遍，弱震碾压1遍；再强震碾压2遍；最后弱震碾压1遍，静压1遍找平（碾压来回为一遍）。振动碾压在专人指挥下进行碾压，拟采用前进、后退全振动的方式，采用进退错距法碾压，碾迹搭压宽度应大于1/3轮宽，要求振动碾压平直，稳定，行车速度控制在2.0km/h内，静压一遍后，应即时对缺料部位，人工补料找平。碾压结束后，现场采用灌沙法检测压实度和K30检测地基系数，达到压实度的设计要求（压实度要求不小于96%），K30检测地基系数要求不小于180MPa/m,则结束本方案碾压试验。
（2）厚度为45cm第一层试验碾压。若检测结果达不到压实度设计要求，再重复强震碾压1遍，直到压实度满足设计要求，厚度为45cm风化料填筑试验碾压与厚度为40cm层风化料填筑试验碾压程序相同，碾压结束后，现场检测压实度，若可达到压实度的设计要求，转入下一方案。
（3）厚度为50cm第一层试验碾压，若压实度不能达到设计要求，再重复以上程序。若某层在静压1遍，弱震碾压1遍；强震碾压4遍；弱震碾压1遍，静压1遍找平后仍达不到设计规定的压实度，则说明该层的松铺厚度过厚，需减少松铺厚度再压实，并放弃该层厚填筑碾压试验。取其在静压1遍，弱震碾压1遍；强震碾压不超过4遍；弱震碾压1遍，静压1遍找平后达到设计压实度的最大层厚为最佳松铺厚度。
（4）试验段完成后，分析试验结果，撰写坝体填筑试验段成果报告。
3.9 现场检测：碾压完毕后，由试验室进行压实度检测，取样数量应符合下列要求：
（1）每次检测的施工作业面不宜过小，机械填筑时不宜小于600m2.
（2）每次取样数量：自检时可控制在每填筑量100m3~150m3取样1个，抽检量可为自检量的1/3,但至少应有3点。
（3）特别狭长的作业面，取样时可按20m~30m一段取样1点。
（4）若作业面或局部返工部按照填筑量计算取样数量不足3点时，取样3点。
3.10 填筑铺料前，对上一填筑层顶面进行隐蔽验收，要求填筑面不能有虚土层，干松土，弹簧土，剪刀破坏，光面等不良现象，并洒水润湿，验收后2小时内不能开始施工的，施工前另行验收，施工过程中填筑前随时保持填筑面湿润并不受破坏。
八、试验成果报告
1 现场检验报告，40cm厚试验层碾压方案试验结果见表1:即40cm厚试验层按照先静压1遍，弱震碾压1遍；再强震碾压4遍；最后弱震碾压1遍，静压1遍找平（碾压来回为一遍）的试验方案能够满足坝体填筑压实设计要求，此方案可行。
2 根据现场检验报告，45cm厚试验层碾压方案试验结果见表2.即45cm厚试验层按照先静压1遍，弱震碾压1遍；再强震碾压6遍；最后弱震碾压1遍，静压1遍找平（碾压来回为一遍）的试验方案才能够满足坝体填筑压实设计要求，此方案强震次数为6遍，比较40cm试验层的4次强震方案，明显不经济，故舍弃此方案。并放弃50cm试验层的试验工作。
结论
综合以上试验结果分析，坝体填筑碾压方案为：每层松铺厚度为40cm,碾压使用26吨DANAPAC单钢轮压路机，按照先静压1遍，弱震碾压1遍；再强震碾压4遍；最后弱震碾压1遍，静压1遍找平（碾压来回为一遍），压实度≥96%,K30检测地基系数≥180MPa/m,松铺系数控制在1.20.
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