大河滩水库围堰块石料掺配施工.pdf

云南水力发电YUNNAN WATER POWER77第 39 卷第 8 期0 引言当地材料坝应尽量采用工程开探料进行大坝填筑。大河滩水库溢洪道石方开挖受施工场地和工艺的限制，不能完全按照围堰填料的级配要求进行爆破设计，级配曲线无法满足设计要求的级配曲线。采取溢洪道利用料和过渡料互层平铺，机械立采掺配的方案进行掺配施工。通过掺配施工掺配料级配曲线得到明显改善，从而满足围堰块石填筑料的技术指标。通过采用合理的掺配施工工艺实施掺配施工，在确保溢洪道开挖爆破工艺及质量满足要求的情况下，开挖料也得到了有效利用，减少了弃渣量，降低料施工成本。1 工程概况青海大河滩水库工程是瓜拉河上的 1 座控制性山区水库，主要建筑物由拦河大坝、溢洪道等组成。水库拦河大坝为沥青混凝土心墙堆石坝，最大坝高 53.5 m，正常蓄水位 2 894 m，库容为 419.1104 m3，校核洪水位 2 897.56 m 时总库容 494.6104 m3，大河滩水库工程属等小（1）型。沥青混凝土心墙堆石坝，坝顶长 211.5 m，顶宽8m。工程设计烈度度1，抗震设防类别为丁类，主要建筑物设防烈度按照度进行设防。2 围堰填筑料的技术指标和施工参数大河滩水库工程围堰各种填筑料的技术指标大河滩水库围堰块石料掺配施工黄干辉（中国水利水电第十四工程局有限公司，云南 昆明 650041）摘要：大河滩水库溢洪道石方开挖受施工场地和工艺的限制，不能完全按照围堰填料的级配要求进行爆破设计，级配曲线无法满足设计要求的级配曲线。采取溢洪道利用料和过渡料互层平铺，机械立采掺配的方案进行掺配施工。通过掺配施工掺配料级配曲线得到明显改善，从而满足围堰块石填筑料的技术指标。关键词：围堰；石料；掺配；施工中图分类号：TV551.3+1文献标识码：B文章编号：1006-3951(2023)08-0077-04DOI：10.3969/j.issn.1006-3951.2023.08.017Blending Construction of Block Stone Materials for the Cofferdam of Dahetan ReservoirHUANG Gan-hui(POWERCHINA SINOHYDRO ENGINEERING BUREAU 14 CO.,LTD.,Kunming 650041,China)Abstract:The rock excavation of spillway of Dahetan Reservoir is limited by the construction site and technology,so the blasting design cannot be carried out completely according to the grading requirements of cofferdam filler.The grading curve cannot meet the design requirements.The scheme of spillway utilization material and transition material interbedding flat paving,mechanical vertical mining and mixing is adopted for mixing construction.The gradation curve of the mixed materials in the construction has been significantly improved by blending,thus meeting the technical indicators of the cofferdam block stone filling material.Key words:cofferdam;stone material;blending;construction收稿日期：2023-05-24作者简介：黄干辉（1986-），男，河南襄城人，工程师，主要从事施工管理工作。*78云南水力发电2023 年第 8 期和施工参数详见表 1。表 1 围堰填筑料级配要求表料物名称级配要求截流戗堤料溢洪道开挖大块石抛填块石料最大粒径 800 mm；连续级配；粒径 5 mm 含量 30%；粒径 0.075 mm 含量 5%石碴料Dmax=600 mm，5 mm 以下颗粒含量32%，含泥量8%垫层料均匀细沙（Dmax=5 mm，含泥量 8%）。过渡料Dmax=300 mm，5 mm 以下颗粒含量 14%25%，级配连续3 掺配的必要性和解决方案根据设计要求上游围堰与坝体结合的形式，围堰块石料级配要求最大粒径 800 mm；连续级配，粒 径 5mm 含 量 30%，粒 径 0.075 mm 含 量 5%（与大坝堆石区一致），料源采用溢洪道开挖利用料。溢洪道围岩为长城系石英砂岩，平均饱和抗压强度为 84.5 MPa，强度较高，属于坚硬岩；石方开挖受施工场地和工艺的限制，不能完全按照围堰填料的级配要求进行爆破设计，导致部分堆存的溢洪道利用料存在 8 cm 以下细颗粒不足的现象，级配曲线无法满足设计要求的级配曲线，因此需要掺配砂石加工系统生产的过渡料，从而满足围堰块石填筑料的技术指标。因此根据现场具体情况和经验，掺配方案拟定为溢洪道利用料和过渡料互层平铺，机械立采掺配的解决方案2。4 施工方案4.1 掺配方法围堰块石料掺配料源为溢洪道开挖利用料和砂石加工系统生产过渡料，采取溢洪道利用料和过渡料互层平铺，机械立采掺配的解决方案。掺配场地布置在放空洞进口临时堆存料场，占地面积 1 000 m2，一次堆料可掺配围堰块石料5 000m3。围堰块石料掺配施工方法详见图 1。?图 1 围堰块石料掺配方案示意图4.2 掺配机械围堰块石料掺配设备选用 HP320 推土机或3 m3装载机平料，1.6 m3反铲立采装车的方式3进行，运输车辆为 20 t 自卸汽车。4.3 围堰块石料掺配工艺流程互层平铺立采工艺流程详见图 2。4.4 铺料厚度计算方法根据前期试验成果，溢洪道开挖利用料级配曲线主要体现在 80 5mm 之间，细料曲线低于设计级配曲线，其中 60 mm 所占百分比与设计中值偏差为 20%，40 mm 所占百分比与设计中值偏差为 25%，20 mm 所占百分比与设计中值偏差为28%，5 mm 所占百分比与设计中值偏差为 10%，5 mm 以下基本接近设计级配曲线下包线。?图 2 互层平铺立采掺配工艺流程图因此铺料时，须根据砂石加工系统生产过渡料级配曲线进行掺配比例计算，确定溢洪道开挖利用料和过渡料的铺料厚度。根据过渡料级配曲线和溢洪道开挖利用料级黄干辉 大河滩水库围堰块石料掺配施工79配曲线，其计算公式如下4。H 细（H 粗 P 粗 粗 H 粗 粗 P5）（P5 细 P 细 细）（1）式中：H 粗为掺粗料铺料厚度，m；H 细为掺细料铺料厚度单位为，m；粗为粗料干密度加权平均，g/cm3；细为细料干密度加权平均值，g/cm3；P5为掺配后 5 mm 含量所占百分比加权平均值。两个掺配区分别按0.5 m和1.2 m厚进行铺料；由于掺配后过渡料 P5含量有一定波动，为满足掺配后 P5含量满足设计要求，计算时按 P5的中间值 40%进行计算。计算原则以掺配前后粒径大于5 mm 的砾石含量质量相同进行计算。铺料按照先粗后细的原则进行循环铺筑。其中粗料层厚 120 cm、过渡料厚 50 cm，掺配区粗、细料共铺料 6 层，铺料高度为 5.1 m。4.5 掺配工艺围堰块石料掺配采用溢洪道利用料与砂石加工系统生产的过渡料按照重量比掺配而成，掺配比例为利用料：过渡料=65 35。主要掺配工艺如下。1）将溢洪道利用料和过渡料运到掺合场，按利用料和过渡料设计比例（重量比）掺合而成，根据铺料计算确定互层铺料的厚度，溢洪道利用料铺料厚度为 120 cm，过渡料 50 cm。2）铺料先后顺序：第 1 层铺级配利用料，第2 层铺过渡料，第 3 层铺利用料，第 4 层铺过渡料，如此相间铺料“三互层”5。3）掺利用料时采用进占法卸料，推土机及时对铺料进行平整，铺过渡料时采用后退法卸料，推土机平料，铺料过程中使用装载机配合人工剔除砾石土中的超径石6。4）各层面略向外倾斜，坡度应为 1%2%，以利于降雨时能够及时排除表面积水。5）料场铺料完成后，使用反铲立采混合掺拌均匀。掺拌方法为:反铲由底部自下而上装料，斗举到空中把料自然抛落，重复做 3 次后装车。5 掺配成果分析5.1 溢洪道利用料掺配前级配曲线溢洪道利用料掺配前试验结果详见图 3。?图 3 溢洪道利用料掺配前包络线图溢洪道利用料未掺配前其级配曲线不能满足设计包络线。5.2 溢洪道利用料掺配后级配曲线为改善溢洪道利用料级配曲线，采用掺配砂石骨料加工系统生产的过渡料后，掺配料级配曲线得到明显改善，基本满足设计包络线。掺配过渡料后溢洪道利用料级配曲线详见图 4。5.3 掺配成果分析通过试验成果分析7，在掺配后，100 mm以下所占百分比明显提高，满足设计级配曲线，5 mm 以下基本接近设计级配曲线下包线，总体掺配后溢洪道利用料级配曲线满足设计要求的设计级配曲线。按层厚 80 cm 摊铺，采用 26T 自行式振动碾以 3 km/h 的速度碾压 10 遍；采用灌水法进行取样试验，实测值为干密度 2.28g/cm3，孔隙率80云南水力发电2023 年第 8 期14.6%，均能满足设计要求。6 结束语通过采用合理的掺配施工工艺实施掺配施工8-9，在确保溢洪道开挖爆破工艺及质量满足要求的情况下，开挖料也得到了有效利用，减少了弃渣量，降低料施工成本。为以后类似工程开挖料的掺配利用提供了案例。参考文献：1韩兴，李亚强.高土石坝反滤料精确掺配与精细施工技术J.水力发电，2018，44（2）:66-70.2李高正，田继业，郝建强.混掺、平铺立采施工方法在观音岩水电站反滤料制备中的应用J.黑龙江水利科技，2012，（11）:38-39.3熊亮，魏陈冰凌，张维春.大坝心墙砾石土料“平铺立采法”掺配工艺试验J.四川水力发电，2015，34（3）:7-10，67.4 屈庆余.高砾石土心墙坝心墙料加工技术 J.中国水能及电气化，2011,（10）:38-42.5 葛赢.探讨高砾石土心墙坝心墙料加工技术 J.黑龙江科技信息，2014,（13）:151.6孟佳.寒区沥青混凝土心墙坝静动力特性研究D.西宁：青海大学，2018.7田隆海，杨双成.沟后水库面板坝坝料制备及碾压试验J.葛洲坝集团科技，1999,（51）:24-26.8 王松波，朱贤博.西龙池下库垫层料掺配施工技术 J.人民长江，2008,（10）:51-52.?图 4 掺配过渡料后溢洪道利用料级配曲线图