CN104452724A - 一种高塑性粘土含水率调整方法及其成孔装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水利水电工程建设，具体涉及一种高塑性粘土含水率调整方法及其成孔装置，包括制备成孔装置，控制成孔装置打孔和用洛阳铲从调水孔进行土料取样，检测含水率并根据含水率进行调水。本方法具有操作简单、方便、取样快速、含水率调整精确等特点。避免了常规调水过程中对待调水土料造成污染、调水场地需求大及资源设备浪费多的问题，通过反铲连接钢管进行待调水土料的造孔，人工配合进行待调水土料的取样检测，人工接水管进行现场调水作业，解决了高塑性粘土料含水率偏低的问题；本方法具有极高的可操作性，对同类工程具有推广意义。

Description

一种高塑性粘土含水率调整方法及其成孔装置
技术领域
本发明涉及水利水电工程建设，具体涉及一种高塑性粘土含水率调整方法及其成孔装置。
背景技术
在现有技术中，对高塑性粘土含水率的调整一般是采用采用反铲挖槽灌水及堆“土牛”的方式进行土料的含水率调整。反铲挖槽闷灌的方式进行高塑性粘土调水时，调水质量不易得到控制，易导致沟槽附近土料含水率偏高，同时大面积的沟槽开挖将污染土料。而堆“土牛”的调水方式需要大量机械，将待调水土料全部倒运，同时需要大面积的调水场地。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高塑性粘土含水率调整方法及其成孔装置，解决了现有的调整方法对调水质量不易控制，调整取样动作大以及所采用工具较多，操作繁琐，也容易对高塑性粘土造成污染影响其性能的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种高塑性粘土含水率调整方法，包括以下步骤：
步骤一，制备成孔装置，所述成孔装置包括液压反铲和锥形钢管，在所述液压反铲的铲斗底部焊接有两块相互平行的钢板，所述锥形钢管的上端通过螺栓连接在两块所述钢板之间，并且锥形钢管由铲斗吊起窜空时，其底部竖直下垂与待调粘土料相垂直；
步骤二，控制成孔装置打孔，使锥形钢管在铲斗的压力和重力作用下***待调粘土料，制成间距为1.5m×1.5m的调水孔；
步骤三，利用洛阳铲从调水孔进行土料取样，并利用土料含水率检测设备对样本进行检测，所述土料取样的深度分别为0.5m、1m、1.5m、2m；
步骤四，根据从不同调水孔中所取土料样本的含水率，对比目标含水率，对含水率低于目标含水率的区域，通过调水孔进行补水；
步骤五，经过特定的调水周期再进行土料取样检测含水率和补水，直至该高塑性粘土在使用前含水率达到目标含水率。
更进一步的技术方案是，所述锥形钢管的直径为100mm，长度为3.5m，管壁厚5mm。
一种用于高塑性粘土含水率调整方法的成孔装置，包括液压反铲和锥形钢管，在所述液压反铲的铲斗底部焊接有两块相互平行的钢板，所述锥形钢管的上端通过螺栓连接在两块所述钢板之间，并且锥形钢管由铲斗吊起窜空时，其底部竖直下垂与待调粘土料相垂直。
更进一步的技术方案是，所述锥形钢管的直径为100mm，长度为3.5m，管壁厚5mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本方法具有操作简单、方便、取样快速、含水率调整精确等特点。避免了常规调水过程中对待调水土料造成污染、调水场地需求大及资源设备浪费多的问题，通过反铲连接钢管进行待调水土料的造孔，人工配合进行待调水土料的取样检测，人工接水管进行现场调水作业，解决了高塑性粘土料含水率偏低的问题；本方法具有极高的可操作性，对同类工程具有推广意义。
附图说明
图1为本发明一种高塑性粘土含水率调整方法一个实施例中成孔示意图。
图2为图1中取样示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1和图2示出了本发明一种高塑性粘土含水率调整方法的一个实施例：一种高塑性粘土含水率调整方法，包括以下步骤：
步骤一，制备成孔装置，所述成孔装置包括液压反铲1和锥形钢管2，在所述液压反铲1的铲斗8底部焊接有两块相互平行的钢板4，所述锥形钢管2的上端通过螺栓5连接在两块所述钢板4之间，并且锥形钢管2由铲斗8吊起窜空时，其底部竖直下垂与待调粘土料6相垂直；
步骤二，控制成孔装置打孔，使锥形钢管2在铲斗8的压力和重力作用下***待调粘土料6，制成间距为1.5m×1.5m的调水孔3；
步骤三，利用洛阳铲7从调水孔3进行土料取样，并利用土料含水率检测设备对样本进行检测，所述土料取样的深度分别为0.5m、1m、1.5m和2m；
步骤四，根据从不同调水孔3中所取土料样本的含水率，对比目标含水率，对含水率低于目标含水率的区域，通过调水孔3进行补水；
步骤五，经过特定的调水周期再进行土料取样检测含水率和补水，直至该高塑性粘土在使用前含水率达到目标含水率。
根据权利要求1所述的一种高塑性粘土含水率调整方法，其特征在于：所述锥形钢管2的直径为100mm，长度为3.5m，管壁厚5mm。
图1和图2还示出了本发明一种用于高塑性粘土含水率调整方法的成孔装置的一个实施例：一种高塑性粘土含水率检测样本的成孔装置，包括液压反铲1和锥形钢管2，在所述液压反铲1的铲斗8底部焊接有两块相互平行的钢板4，所述锥形钢管2的上端通过螺栓5连接在两块所述钢板4之间，并且锥形钢管2由铲斗8吊起窜空时，其底部竖直下垂与待调粘土料6相垂直。
根据本发明一种用于高塑性粘土含水率调整方法的成孔装置的一个优选实施例，所述锥形钢管2的直径为100mm，长度为3.5m，管壁厚5mm。
为了进一步明确调水孔造孔间排距及调水周期，进行了现场调水前的高塑性土含水率检测，见表1。
表1 调水前各调水孔含水率检测情况统计表
由上表可以看出，接触粘土调水前含水率均低于施工含水率，上坝前需进行含水调整，随着取样深度的增加，含水率略有增长趋势。
为了确定不同调水周期各调水孔所控制的调水范围，调水过程中根据不同调水周期及取样间距(调水孔与调水后取样孔距离)对土料调水过程中的含水率进行了取样检测，针对各调水周期，均在相同取样距离及取样深度进行了4组含水率检测，其检测情况统计见表2。
表2 调水后平均含水率取样检测情况统计表
(注：考虑接触粘土料调水合格后需进行短期停滞、装车、运输、铺料等工序，部分含水率将损失，同时结合现阶段坝面填筑施工过程中检测出压实度超标的问题(由于土料堆存时间过长，其沉积效应明显。含水率在施工含水率范围内时，根据碾压试验确定的压实参数进行现场碾压后其部分土料压实度大于设计要求的压实度)，调水过程中含水率按最优含水率的(Wo+3％≤W≤Wo+8％)进行控制。由于补水过程中调水孔范围内土料含水率的加大，渗流速度由快变慢，现场调水时人工对流量进行控制，使调水孔长期处于满水状态，在调水周期内达到闷罐的效果。)
由上表可以看出，高塑性粘土调水周期为4h时，调水周期较短，不能将调水孔周边土料含水率调整至施工含水率范围内。调水周期为24h时，能将调水孔50cm范围内土料含水率调整至施工含水率范围内。调水周期为48h时，能将调水孔80cm范围内土料含水率调整至施工含水率范围内。调水周期为72h时，由于调水时间过长，将距调水孔50cm范围内土料的含水率调整至Wo+8％以外，而未能将距调水孔110cm范围内土料含水率调整至施工含水率范围内。当调水范围扩大至110cm时，调水周期与含水率变化规律不明显，其含水率不满足施工含水率要求。
为确保调水质量及调水成果，调水孔间、排距按1.5m×1.5m(梅花形)布置，调水周期48小时控制。
其料源检测及碾压后质量检测结果表明，按照此方法进行含水调整后，含水率均满足设计要求。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (4)

1.一种高塑性粘土含水率调整方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一，制备成孔装置，所述成孔装置包括液压反铲（1）和锥形钢管（2），在所述液压反铲（1）的铲斗（8）底部焊接有两块相互平行的钢板（4），所述锥形钢管（2）的上端通过螺栓（5）连接在两块所述钢板（4）之间，并且锥形钢管（2）由铲斗（8）吊起窜空时，其底部竖直下垂与待调粘土料（6）相垂直；
步骤二，控制成孔装置打孔，使锥形钢管（2）在铲斗（8）的压力和重力作用下***待调粘土料（6），制成间距为1.5m×1.5m的调水孔（3）；
步骤三，利用洛阳铲（7）从调水孔（3）进行土料取样，并利用土料含水率检测设备对样本进行检测，所述土料取样的深度分别为0.5m、1m、1.5m、2m；
步骤四，根据从不同调水孔（3）中所取土料样本的含水率，对比目标含水率，对含水率低于目标含水率的区域，通过调水孔（3）进行补水；
步骤五，经过特定的调水周期再进行土料取样检测含水率和补水，直至该高塑性粘土在使用前含水率达到目标含水率。
2.根据权利要求1所述的一种高塑性粘土含水率调整方法，其特征在于：所述锥形钢管（2）的直径为100mm，长度为3.5m，管壁厚5mm。
3.一种用于高塑性粘土含水率调整方法的成孔装置，其特征在于：包括液压反铲（1）和锥形钢管（2），在所述液压反铲（1）的铲斗（8）底部焊接有两块相互平行的钢板（4），所述锥形钢管（2）的上端通过螺栓（5）连接在两块所述钢板（4）之间，并且锥形钢管（2）由铲斗（8）吊起窜空时，其底部竖直下垂与待调粘土料（6）相垂直。
4.根据权利要求3所述的一种用于高塑性粘土含水率调整方法的成孔装置，其特征在于：所述锥形钢管（2）的直径为100mm，长度为3.5m，管壁厚5mm。
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