定向爆破坝坝体结构和渗透特性-研究

1、定向爆破坝坝体结构和渗透特性-研究            摘要：本文提供了已衣定向爆破坝观测研究结果，主要是：(1)研究了坝体结构特性与渗透稳定机理；(2)进行两年直接挡水试验；(3)初步查明坝内渗流的水面分布、流态及水头损失；(4)给出了单宽坝体渗流量计算方法与经验表达式. 关键词：定向爆破坝 原型观测 挡水度 单宽坝体渗流量 渗透稳定  云南省柴石滩水库大坝可行性论证阶段定为定向爆破坝，而初步设计审定的却是面板堆石坝，坝型改变的原因之一，是缺乏未做防渗体的爆破坝

2、直接挡水(特别是高水头)可靠性的工程实践与经验.据此，作者选择典型爆破坝、云南省己衣水库大坝进行了直接挡水(特别是高水头挡水)的实践与原型观测，为发展定向爆破筑坝技术提供科学依据.己衣水库大坝1978年5月采用定向爆破筑坝技术一次爆破筑成，平均堆积高度83.6m,最低马鞍点高74.2m,爆后基本上未进行坝面整形与防渗处理.1原型观测的主要内容与途径1.1坝体探井在坝体上人工开挖4个试验探井，其中、井位于坝顶坝轴线上，、 间平面距离分别为 63.5m 与 59.5m， 下游侧 30m 右岸坡上.1.2坝体渗流量在坝上游面岸坡设水位尺测量库水位，用下游坝脚处专门建筑截水墙与量水堰观测坝体渗流量.1

3、.3坝内渗流水面在坝体上钻了5个坝内渗流水面观测孔，单孔最深 73.2m，孔分布于探井同一纵剖面，水位量测误差估计不超过1cm.2坝体结构特性的研究与分析2.1坝体土石料颗粒组成探井试验段总计113段，每段出井土石料全部按粒径分级(或筛分)和称重，实测资料绘制的113条颗分曲线，其不均匀系数 Cu 与曲率系数 Ce的变化范围很大，不同探井或同一探井不同试验段颗分曲线的差异明显.图1为各井的平均颗分曲线与坝体(总平均)颗分曲线，可见其颗粒组成普遍偏粗，并呈现向下游增大的趋势.坝体粗粒与细料含量：各井 d1000mm 粗粒平均含量范围是3.20%34.81%，平均为19.5%；细料d5mm 变化范

4、围是11.44%14.66%，平均值 13%.2.2土石料干密度)混合含水量W/(%)干密度d/(t/m)与孔隙率n(%,括号内数字)井深/m平均0102.12(25)2.07(27)2.07(27)2.07(27)2.08(26.5)10202.27(20)2.21(22)2.29(19)2.22(21)2.25(20.5)20302.20(22)2.20(22)2.10(26)2.23(21)2.18(22.8)302.17(23)表3 实测坝体渗透系数值2.4坝体与岸坡基岩的结合    3坝体渗透特性3.1降雨量W、库水位H与坝体渗流量Q的历时时程

5、关系  图2示出了1993年度试验期间降雨量W、库水位H与坝体渗流量Q的历时过程线，可见库水主要源于降雨的地表径流、库水位与渗流量的时程有基本同步的变化趋势，渗流量主要源于库水.3.2不同的坝体水头h及渗流量Q的累计持续时间t(d)    2007-04-24        表4给出了坝体不同水头和不同渗流量的累计持续时间 t(d)，足见坝体高水头挡水持续时间相当长.3.3单宽坝体渗流量q的分析研究1993年度试验实测坝体渗流量与相应的水头数据共127对，以此为基础

6、进行单宽坝体渗流量的分析研究.首先根据己衣坝爆前坝址地形图，求得该坝坝轴线断面面积与坝高的关系(即坝体渗流过水断面面积与水头的关系)为： (2)则实测不同水头 hi的单宽坝体渗流量qi为(4)相关系数r=0.994.式(4)由己衣坝实测资料推演求得，分析中以水头为主要参数，并计入了渗透过水断面影响；依据可靠，计算简便，具有工程应用价值.3.4坝体挡水度作者提出并引入了“坝体挡水度的概念，定义为坝体水头h 与坝高 H 之比(即=(h)/(H).在正常高水位水头作用下，坝体处于最大容许的工作状态，称此工况为“正常高水位挡水度 ”.简称“正常挡水度”，以正常挡水度0为指标，几个高土石坝工程0 与己衣坝试验的比较结果见表5，不过己衣坝高以最低马鞍点高度暂代，正常高水位水头也以蓄水最高水头代表. 由表