浅析水电站面板堆石坝坝料控制爆破设计

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浅析水电站面板堆石坝坝料控制爆破设计

山东茂隆新材料科技有限公司 2021-04-02 1445


摘要:近年来的社会发展中,混凝土面板坝建设在我国社会主义现代化建设事业中发挥着举足轻重的作用,也为国民经济的发展做出了卓越的贡献。目前,我国已经建成了多座混凝土面板堆石坝,其中也有着世界上最高的混凝土面板坝结构。本文就水电站面板堆石坝工程施工技术和特点进行了分析,从材料应用与特点入手探讨了其控制爆破设计的研究,并提出了合理有效的施工技术和施工工艺。关键词:混凝土面板 堆石坝 断裂  在当前的水利水电工程项目施工中,堆石坝的施工是最为常见的一种施工技术模式和方法,其是施工的过程中无论从施工设计还是从施工技术的选用去分析,其都存在着极为严密的特殊性,这种现象主要表现在在工程施工的过程中爆破控制的难度较大,且爆破施工技术范围越来越广泛。在爆破工程中,其中施工的主要难点在于在技术设计、爆破器材选择、施工组织设计和技术安全管理等多个因素上,因此在目前的工程施工中需要我们进行系统、全面的控制和管理,针对其施工中存在的各种问题进行深入、系统的思考与完善。  一、面板堆石坝概述  面板堆石坝在当前的水利工程施工建设中采用越来越广泛,其施工技术和施工质量、施工效益都得到了人们的关注与认可。在目前的面板堆石坝施工中,其主要是指采用堆石或者砂砾石分层碾压填筑形成的水利工程坝体结构,这种坝体结构在施工的过程中是采用混凝土面板作为主要的防渗坝体,简称面板堆石坝或者面板坝。这种坝体结构在施工的过程中最早出现于上个世纪初期,当时的面板堆石坝在施工的过程中是以抛填堆石坝为主的施工阶段,其随着社会科学技术的发展也在不断的进步与完善。  1、材料的应用和特点  1.1、在混凝土面板堆石坝的材料研究和分析中,主要通过研究硬、软岩石材料的工程特性,针对在施工中如何合理的应用开挖材料,通过自愈性研究确定垫层料、小区料。同时在现场施工中爆破试验和现场碾压试验进行合理的堆石体变形特性的研究和反复分析。  1.2、在堆石体应力变形的应用和分析中,对堆石体的流变特性进行综合分析和研究,在六边形模型以及参数的确定中取得了良好的进展,进行了面板考虑研究和堆石体流变因素的中和分析之后,为大坝的综合施工和设计提供了依据。  1.3、在面板开裂耐久性的方面,对混凝土抗裂性能以及影响因素进行了研究,进行了面板抗裂分析,研究了面板的合理配筋率和配筋位置,据此提出了面板的抗裂措施;进行了混凝土的溶蚀机理的研究,对混凝土溶蚀耐久性进行的合理的预计和估算。  1.4、在周边的缝止水结构施工中,对常规止水结构进行了合理论证,提出了更具有安全性的新型结构形式,对自愈性结构进行了研究,在止水材料的施工和分析中,通过改进国产塑性嵌缝止水材料,在性能上已经超过了国外相关研究材料,底部铜的止水和分析设计中有了较大的突破。这些研究成果和成果在应用中已基本上能够满足200m的高级面板建设需要和施工。  在水利工程施工的应用地区和分配中面板的动力是通过二维、三维面板坝振动模型试验对各种试验,对各种试验裂缝得到了相应的自动振频和振兴的动力特性,为了试验和改进计算方法以及程序提供了全面的资料,研究了面板三维有效应力和分线性动力的应用措施和程序。重新考虑和分析中堆石坝的应用中堆石坝的碾压中少用或者采用不用水的措施和方法。  2、爆破参数  在水利水电面板堆石坝施工面较为狭小的地区,岩石层开挖限制较多,同时岩层与井壁支护之间的抗震能力较弱,因此在施工的过程中必须要采用一定的方法与手段对其进行限制与控制管理。一般在施工中通常都是采用小直径炮和分段微量爆破的方法来进行施工。而对于桩径开挖爆破参数的选择既不能够直接套用矿山小竖井的爆破挖掘参数,也不能够用固定不变的参数控制。而对于参数值的控制应当根据桩井开挖直径的大小来选择,同时也不能忽视风化程度、开裂现状等其他方面的因素,要确保所用的炸药能够满足着种种因素的影响。  二、工程施工实例分析  1、工程概况  某水电站位于广东省西北部怀集县洽水镇白水林场境内的白水河上。电站坝址以上集雨面积为170平方公里,多年平均流量为6.51立米/秒,总装机容量3.6万千瓦。电站为引水式电站,以发电为主,结合防洪、灌溉的水利枢纽,整个枢纽由蓄水大坝、溢洪道、引水遂洞、发电厂房、110KV升压站组成,其中大坝为钢筋混凝土面板堆石坝,最大坝高为110.7m,坝顶长为288.3m,坝体石料填筑总量为191.8万m3,是广东省已建、在建坝体最高的堆石坝工程。  2 料场的位置和地质条件  某料场位于坝址下游河谷左岸,至坝址的直线距离接近一千米,为典型的河谷地貌。料场表层覆盖层为1~2米,且局部岩石裸露。料场沿河谷分布,利用长度300m,高程在510m~340m之间,储量在200万m3以上。料场岩石主要为燕山期灰白色细粒花岗岩和灰白、肉红色中粒花岗岩,岩性单一,地质构造简单。场区内分布有F102和F165两条断层,且规模不大,充填较好,对坝料开采爆破、坝料质量及坝坡稳定影响不大。岩石分布的四组主要节理相互形成自然切割,有助于爆破破碎。岩石的物理力学性质,由现场开挖断面及平洞内取样进行室内试验的结果表明:岩石的比重为2.64~2.65,密度为2.51~2.64g/cm3,孔隙率3.03~4.92%,饱和吸水率0.2~1.01%;新鲜岩石的抗压强度在123.2~178.1Mpa之间,岩石的普氏硬度系数f值平均在15左右,属坚硬难爆岩石。  3、爆破施工优势  3.1 从爆破试验、碾压试验和坝体填筑大量的挖坑取样试验成果可知,三种筑坝石料都呈现颗粒级配连续、不均匀系数Cu>10(过渡料的Cu>15)的特点,小于5mm的细颗粒占10%左右,有利于振动碾压压实,可见爆破所选用的钻爆参数是合理可行的,可供有关工程作参考。  3.

土工膜是一种以高分子聚合物为基本原料的防水阻隔型材料。主要分为: 低密度聚乙烯LDPE土工膜、高密度聚乙烯HDPE土工膜和EVA土工膜。1.幅宽、厚度规格齐全。2.具有优良的耐环境应力开裂性能及优良的耐化学腐蚀性能。3.优良的耐化学腐蚀性能。4.具有较大的使用温度范围和较长的使用寿命。5.使用于垃圾填埋场、尾矿储存场、渠道防渗、堤坝防渗及地铁工程等。

2 使用大孔径Ф250mm钻孔进行深孔梯段爆破开采坝料容易出现较多的超径块石,应严格控制线装药密度在30~40kg/m之间,尽量缩短堵塞段长度。对料场的超径块石要进行二次分解,禁止不合格的坝料上坝填筑。  3.3 在坝料开采爆破中,为增加级配料中的中粗颗粒含量,可考虑适当增加钻孔间距,所选用的底盘抵抗线值不宜作较大的变动。在以后大规模生产坝料对爆破效果的观察,超径大径颗粒较一般Ф100mm孔径的深孔梯段爆破相比明显偏多,在生产实践中,通过控制线装药密度,减少不必要堵塞段长度等途径可以达到较佳的效果。在坝料填筑过程中,大量的挖坑取样试验进一步证实了Ф250mm大孔径钻孔开采坝料在某水电站大坝工程中取得了成功,其碾压后的颗粒级配、干容重、孔隙率等技术指标均能满足设计要求。  三、结束语  在当前的社会发展中,水利工程施工已成为建筑工程设计中不可缺少和忽视的重要部分,其在设计的过程中合理的利用堆石坝的各个基础材料性能综合分析,保证设计的合理与两哦啊性,并且保证在施工的过程中对各个施工人员进行详细的交底,提高工程质量。

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