公伯峡水电站坝料开采试验控制

公伯峡水电站 砼面板堆石坝工程 坝 料 开 采 试 验 控 制 水电四局第一施工局工程技术办水电四局第一施工局工程技术办 二二 00 四年四月四年四月 批准 审查 校核 编写 尹红东 王树义 1 1 简介 简介 公伯峡水电站位于青海省循化县与化隆县交界处的黄河干流公伯峡谷出口 距西 宁市 153 公里 枢纽工程的主要建筑物由混凝土面板堆石坝 引水发电系统和泄水系 统三部分组成 公伯峡面板堆石坝坝顶全长 429 0m 坝顶宽度 10 0m 最大坝高 139 0m 上游坝 坡 1 1 4 下游坝坡 1 1 4 1 1 5 其上设有 之 字型公路 宽度 10m 坝体填 筑总量约 186 0 万 m3 为一级建筑物 垫层和过渡层为等厚 水平厚度各为 3 0m 其后为主堆石区 次堆石区及下游坝坡干砌护坡 水平厚度1 0m 坝体分为垫层小区 2B 岩性为微 弱风化花岗岩 人工轧制而成比重 2 65g cm3 垫层区 2A 岩性为微 弱风化花岗岩 人工轧制而成 比重 2 65g cm3 过渡区 3A 岩性为微 弱风化花岗岩 由石料场直接开采比重 2 65g cm3 主堆石 区 3B 岩性为微 弱风化花岗岩和云母片岩 云母 片岩占 30 花岗岩占 70 云母片岩不集中比重2 69g cm3 主堆石 区 3B 为占卜乎石料场石料和砂砾石料比重2 70g cm3 次堆石区 3C 岩性为强风化花岗岩和弱风化云母片岩 云母片岩占70 花岗岩占 30 比 重 2 73g cm3 国家电力公司西北勘测设计院承担坝体设计 对坝料级配要求 见表 1 2 2 上坝料试验控制 上坝料试验控制 2 12 1 试验工具 试验工具 试验工具详见表 2 2 22 2 试验人员 试验人员 具有一定专业经验 经过培训 能熟练检测和出具试验报告 表表 1 1 公公伯伯峡峡水水电电站站坝坝料料设设计计级级配配曲曲线线 铺盖料 1A 区 垫层料 2A 区 垫层小区料 2B 区 过渡料 3A 区 主堆石料 开挖岩 3B 区 主堆石料 开挖砂砾 3B 区 次堆石料 3C 区 小于某粒径土小于某粒径土小于某粒径土小于某粒径土小于某粒径土小于某粒径土小于某粒径土 质量百分数 质量百分数 质量百分数 质量百分数 质量百分数 质量百分数 质量百分数 坝料名称及 曲线 粒径 mm 上包线下包线上包线下包线平均线上包线下包线上包线下包线上包线下包线平均线 1000100 800100 60086 50078100 4001006896 300100905986 20010070764710070 100100604554328953 8094544047288548 6086473539248043 4010074100402830187437 20715976301918106227 105546592312123 55020 545354517382401535 23227331062810 126202674217 0 51915192 5155 0 110010074775518 0 058357 0 026033 0 014220 0 005235 表表 2 2 试试 验验 工工 具具 表表 编号编号工具名称工具名称规规 格格 尺尺 寸寸备备 注注 1 土工筛 1000 800 600 500 400 300 200mm 钢筋加工带柄的标准圆环 1 土工筛 100 80 60 40 20 10 5 2 1 0 5 0 1 0 0 74mm 2 磅秤 200kg 3 铁锤8 磅 4 挖掘工具 5 米尺 3m 6 计算机包括已设定的计算及绘制曲线程序 2 2 3 3 试试验验质质控控流流程程图图 2 2 4 4 检检测测方方式式及及主主要要坝坝料料加加工工简简介介 公伯峡水电站次堆石区 3C 区 主堆石区 3B 区 主堆石区 3B 2 区 坝料为前期施工中开挖岩石储备料 储备前监理先鉴定岩性 储备过程中不断对其级配进行检测 检测方式为 料场进料达到 10000m3 与工程监理及试验监理共同检测坝料级配 探坑 检测程序按 坝料质控质安办通知 坝料检测 监理旁站 粗料检测 细料检测 汇总计算 坝料设计级配出具报告 工程办监理工程师 不合格 合格 弃渣 汇检不合格 质控流程图执行 料场对坝料进行分层摊铺堆存 公伯峡水电站坝体填筑与碾 压由陕工局 集团 公司公伯峡项目经理部负责 陕工局在坝上从2002 年 8 月 1 日 12 月 31 日共对次堆石3C 干密度控制取样12 组 大样 6 组 干密度最大值为2 20 g cm3 最小值为 2 15 g cm3 合格率为 100 对主 堆石 3B 干密度控制取样16 组 大样 5 组 相对密度最大值为0 98 最 小值为 0 8 合格率为 100 对主堆石 3B 2 干密度控制取样37 组 大 样 18 组 干密度最大值为2 23 g cm3 最小值为 2 15 g cm3 合格率为 100 综上所述 施工单位对公伯峡工程以上三种坝料质控合理 坝料质量满足设 计要求 对三种坝料碾压前后检测级配曲线随机列举几组 具体见表 3 表 4 表 5 表 3 公伯峡面板3C级配曲线图 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 010 11101001000 粒径 mm 小 于 某 粒 径 土 质 量 百 分 数 3C区平均线 1 样 2 样 3 样 坝上检测1 坝上检测2 坝上检测3 表4 公伯峡面板堆石坝3B2区级配曲线图 0 20 40 60 80 100 0 010 11101001000 粒径 小 于 某 粒 径 土 质 量 百 分 数 上包线下包线 1 样2 样 3 样4 样 5 样 坝上检测1 坝上检测2 坝上检测3 表 5 公伯峡面板堆石坝3B1 2区级配曲线图 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0 010 11101001000 粒径 mm 小 于 某 粒 径 土 质 量 百 分 数 上包线 下包线 1 样 2 样 3 样 坝上检测1 坝上检测2 坝上检测3 过渡料为指定料场现场爆破开挖 一部分直接上坝 一部分倒运堆存 用来 做施工中由于其它原因导致过渡料加工数量不能满足现场施工强度时的补充 过渡料开挖经专家指导 项目部组织几次爆破试验 试验室对每次爆破料现场 取样进行筛分级配试验 每次爆破后取样三组进行试验 取样数量为爆破量的 0 5 1 0 试验结果经专家与相关部门分析后 确定爆破参数 爆破石 料级配 平均级配 满足设计要求 爆破石料级配曲线见表 6 平均级配 曲线 过渡料实际生产中试验室不断进行级配试验 每次爆破后取样一组 当对生 产料质量有怀疑时取样三组试验 取样数量为爆破量的0 5 1 0 根据实际检测级配对岩石变化时调整爆破参数 由于公伯峡岩石岩性多样 过 渡料现场生产中生产部门在监理同意情况下现场调节爆破参数 生产料级配满 足设计要求 陕工局在坝上从2004 年 8 月 1 日 12 月 31 日共对过渡区 3A 干密度控制取样54 组 大样 19 组 干密度最大值为2 27 g cm3 最 小值为 2 17 g cm3 合格率为 100 坝料碾压前后检测级配曲线随机列举几 组 详见表 6 3B1 1 料由于现场存料不足 现场爆破开挖 试验质控与过渡 料相同 众所周知 现场爆破时临界面大粒径石料集中 后沿细料集中 公伯峡采用 混合装车解决 但此方式人为因素大 混合尺度难掌握 控制环节多 坝料级 配很难控制稳定 针对以上因素提两点建议 可供参考 调整临界面与后沿装药量 起爆方式 起爆时间 使爆破料临界面与后 沿级配均匀 相同 那么可以减少施工环节 使坝料级配稳定易于控制 进行过渡料与主堆石联合槽式开挖 即先对过渡料进行槽式开挖 然后 进行主堆石开挖 因为设计要求细颗粒含量过渡料比主堆石大 而槽式开挖减 少了临界面 那么相对常规开挖细颗粒含量要大 符合实际 而再对主堆石开 挖时增加了临界面 那么相对粗颗粒含量要大 也符合实际 表 6 公伯峡面板堆石坝3A区级配曲线图 0 20 40 60 80 100 0 010 11101001000 粒径 mm 小 于 某 粒 径 土 质 量 百 分 数 上包线 下包线 过渡料爆破试验 02 07 05 3 样 过渡料爆破试验 过渡料爆破试验 坝上检测1 坝上检测2 坝上检测3 公伯峡工程垫层料生产由于现场实际情况颇费周折 公伯峡面板堆石坝坝高 坡脚小 对垫层料质量要求极高 现场先采用卵石掺配人工砂生产 经多次改 进掺配系统及掺配方式后生产的垫层料满足设计要求级配 但经设计论证后此 种垫层料不能满足大坝力学要求 业主及设计要求用现场爆破微 弱风化花岗 岩加工 垫层料 垫层小区料公伯峡现场采用一次加工成型形式 方法是将原 料过 300 mm 蓖子筛 再经过一台颚式破碎机 两台反击式破碎机两次破碎加 工而成 现场通过对加工成品料级配试验结果 从出料皮带上截取一定长度的 成品料及料堆上取样 分析后 对破碎机的下料口进行调节 生产出的成品料 满足设计要求 此种生产方式在进行级配检测时应注意出料皮带 成品料下料 口 堆存料堆三处级配的差别 视其差别调整生产 陕工局在坝上从2004 年 8 月 1 日 12 月 31 日共对垫层区2A 料干密度控制取样69 组 大样 25 组 干密度最大值为2 29 g cm3 最小值为 2 20 g cm3 合格率为 100 检测碾压前后级配曲线见表 7 垫层小区 2B 料也采用垫层料加工系 统加工 综上所述 一次加工成品料能满足设计要求 这种方法较采用破碎 掺配方法成本低 生产环节少 质量控制难度小 适合公伯峡工地实际情况 表 7 公伯峡面板堆石坝2A区级配曲线图 0 20 40 60 80 100 0 010 11101001000 粒径 mm 小 于 某 粒 径 土 质 量 百 分 数 下包线 上包线 1 2 3 坝上检测1 坝上检测2 坝上检测3 3 3 结结语语 3 1 通过对堆存料的级配检测 控制各种坝料分类堆存 并掌握坝料堆存过程中的分 离情况 及时通知相关部门进行处理 保证了堆存在料场的坝料级配合格 3 2 通过对现场爆破料级配的检测 一方面可以控制所爆破的成品料级配是否合格 另一方面可以提供当岩石岩性变化时的爆破参数 保证爆破料的数量及质量 3 3 对需破碎才能达到一定级配要求的坝料 如垫层料等 加工工艺应 因地制宜 以符合实际要求为准 3 4