神树面板堆石坝物料平衡及填筑料场规划研究论文_祝俊杰 包想军

摘 要:神树蓄能电站坝体形式为钢筋混凝土面板堆石坝,坝体填筑总量约118万m3,大坝填筑工期短、强度高,其填筑能否连续高强度施工,缩短填筑工期,科学合理的物料平衡规划是关键,另外需根据料场的岩石物理力学特征制定合理的施工爆破参数,合理的爆破参数是获取符合设计级配与质量要求的筑坝料前提。

关键词:面板堆石坝、料场、物料平衡

1工程概况

神树蓄能(原杂木寺二级)电站是杂木河干流毛藏寺~渠首河段的第一个梯级,坝址位于小毛藏沟汇口的峡口下游约380m处,距渠首约33km。厂房位于深沟上游约1.0km的左岸,杂木寺电站水库末端的左岸岸边。坝址以上控制流域面积608k㎡,多年平均流量6.43m3/s。拦河大坝为钢筋混凝土面板堆石坝,最大坝高88.8m,坝顶宽度8.0m,坝顶长度217.39m,坝体填筑总方量约120万m3,正常蓄水位EL2661.5m,设计洪水位EL2661.50m,校核洪水位EL2662.60m,坝顶高程EL2664.8m,坝顶在高程EL2661.8m接防浪墙,防浪墙断面为重力式挡墙型式,防浪墙顶高程EL2666.0m,高出坝顶1.2m。水库总库容为4183万m3。

本工程在坝体上下游各布置了一个取料场,根据填筑道路规划布置,在坝体EL2650m以下高程均可同时供料,EL2650m以上坝体填筑料由下游神树沟料场供料。

2物料平衡原则

(1)坝体填筑初期优先利用建筑物基础开挖可利用料,在开挖期对可利用料进行集中堆存,防止污染,填筑期间可直接上坝;

(2)本工程垫层料选取人工破碎料与河床筛分混合料按一定比例掺配,在坝体填筑前提前安排垫层料的生产,确保后续填筑期间垫层料的连续供应;

(3)合理选择料场,本工程在坝址上下游各布置了一个堆石料场,坝前老虎沟料场距坝址0.8km,坝后神树沟料场距坝址1.5km,运距短,施工道路易于布置,可为坝体高强度填筑创造条件。

3物料平衡规划

上游老虎沟料场覆盖层清理方量约为4万m3 ,有用储量为65万m3。下游神树沟料场覆盖层清理约为4.5万m3,有用储量为40万m3。大坝总填筑方量为118万m3,其中开挖阶段可利用料为19.6万m3,后续料场需开采82万m3(自然方),本工程上下游料场设计储量105万m3,储量满足坝料开采要求。

4料场开采爆破设计

堆石料的级配是提高坝体堆石体密度、减少坝体沉降变形的基础,合理的爆破参数是确保坝料符合设计级配及质量要求的前提,结合上下游料场的地理位置、地勘资料和设计图纸的相关技术条款要求,对料场进行爆破试验,选取最优的爆破参数,确保优质的料源供给,为此选定上游料场进行了爆破试验。

根据爆破试验后的实际效果,建议料场不同上坝料应用推荐爆破参数,具体见表1

表1 料场开采梯段松动控制爆破参数推荐表

5坝料开采

(1)开挖分层布置

上、下游料场根据平面布置分为两个开采区,根据开挖深度,在高程方向每9m划一个分层,每层梯段高度设置一级马道,马道宽度设置为1.2m,开采料场时采用分层分台阶爆破方法剥离,开挖中每层做到均衡下挖,避免因错台造成施工道路中断。

(2)钻孔爆破施工

各层采取手风钻配合液压钻钻孔爆破,手风钻修整梯段爆破作业平台和临空面。各层主体采取液压钻、潜孔钻进行梯段开挖,施工时永久边坡9m梯段采用预裂爆破一次成型(预留1.2 m马道),开挖分层高度按9m控制,采用毫秒微差挤压爆破;为确保由于钻具误差造成孔位漂移,预裂孔采用ROCD7液压钻造孔,造预裂孔时钻头中心定位于设计边坡边线点外距离钻头直径的1/2,预裂孔间距取1.2m,主爆孔采用液压钻机钻孔,严格按爆破设计坡比、台阶高度控制钻孔角度与孔深。局部不宜预裂爆破部位则采取光面爆破。开挖料采用1.6m3液压反铲翻运及装车,20t自卸汽车运输。

6料场施工道路布置

(1)上游老虎沟料场道路布置

上游老虎沟料场顶部开口线高程为EL2720m,距左岸主干道高差110m,根据料场的实际地形条件,前期修筑的道路主要是为满足履带设备行走,最大坡度20%,相应的EL2660m以上爆破料采用反铲翻运至底部老虎沟处,再由自卸车拉运上坝,在料场下挖至EL2660m后,由于高差减少,此时考虑修筑施工便道直接至开挖面,最大坡度10%,后续道路根据开挖面下降道路相应调整,故在EL2660m以下爆破料可直接挖装拉运。

(2)下游神树沟料场道路布置

下游神树沟料场顶部开口线高程为EL2730m,距底部交通干道高差达到130m,该部位前期由于建设方征地方面的原因导致前期规划好的料场道路无法实施,故该料场只能考虑履带设备通行,爆破料全部由反铲翻运至底部两个备料区,再由自卸车拉运至坝面。

7结束语

料场规划包括料场的选择、施工道路布置及料场爆破参数等,料场的合理规划对于大坝填筑强度的高低、填筑质量至关重要, 另外坝料的整体物料平衡计算对于料场规划提供基本的理论基础,前期的物料平衡计算必不可少。

(1)神树面板堆石坝于2013年9月26日开始填筑,月高峰强度达到30万m3,在国内高寒地区窄河床面板堆石坝填筑尚未达到如此高强度,高强度填筑与科学合理的料场规划布置密不可分。

(2)上下游料场爆破开采料严格按照爆破设计执行,上坝料各项参数符合设计要求,需二次解爆的大孤石所占比例较小,确保了大坝的填筑质量,经济效益明显。

(3)在坝址上下游各布置一个主料场,运距均在1.5km以内,两个料场相互不干扰,可以有效的均衡施工机械配置,避免机械窝工。

(4)料场开挖边坡采用预裂爆破,合理的布置分层高度、预留马道,大大的减少了料场的临时高边坡支护,不仅加快了坝料的开采速度,而且减少了临时支护的投入,工期效益、经济效益明显。

论文作者:祝俊杰 包想军

论文发表刊物:《城镇建设》2019年21期

论文发表时间:2019/12/16

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神树面板堆石坝物料平衡及填筑料场规划研究论文_祝俊杰 包想军
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