混凝土面板堆石坝软岩坝料开采填筑技术研究

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1、混凝土面板堆石坝软岩坝料开采填筑技术研究邢皓枫1，龚晓南1。傅海峰21．浙江大学建筑与工程学院2．中国水利水电科学研究院摘要：本文以重庆的鱼跳、江西的大坳、云南的茄子山三个混凝±面板堆石坝工程为依托，根据坝区情况和软岩的特性，针对软岩筑坝中普遍关心的开采技术、填筑质量、压实密度及细化板结等问题进行了爆破方式、摊铺方式、铺料厚度、加水量、碾压遍数及振动碾压行车速度等现场试验研究。通过分析和总结软岩料开采和填筑现场试验结果，从中找出了软岩筑坝开采填筑的规律性；针对软岩细化板结程度与分布等进行了较深入细致的研究，并对避免和处理碾压后形成的相对不透水层提出了相应的措施及施工质量控制标准

2、．本文所提出的改善坝体填筑质量的工程措施可供类似工程参考。关键词：软岩，开采技术碾压填筑压实密度细化板结l前言混凝土面板堆石坝在土石坝中发展非常迅速，软岩料开采筑坝又是混凝士面板堆石坝的新课题。软岩分布占地球表面岩石5096以上且坝料开采填筑费用约为整个投资的70％，因此在大坝修筑中，充分有效的利用软岩料，不仅可拓宽堆石坝的适用范围，而且还可降低建设成本、加快施工进度，故研究软岩开采筑坝技术有广阔前景和巨大的经济效益。国内外利用软岩料填筑的面板堆石坝已超过15座，如：希拉塔坝、萨而瓦兴娜坝、贝霄坝、天生桥一级等。但是国内外均未对软岩的开采和筑坝技术进行系统的研究。软岩筑坝开采填

3、筑过程中关键技术问题是控制软岩料细化和泥化、增强坝体软岩料的通透性；而坝体软岩料开采和填筑技术的现场试验研究又是解决这些问题的核心。本文根据重庆鱼跳、江西大坳、云南茄子山三个软岩坝在建工程为依托，为控制爆破引起软岩细化，根据勘探资料、软岩特性及理论分析，选定相应的爆破和装卸方式和参数，并通过现场爆破试验进行优化；为控制填筑过程中软岩料细化、湿化、泥化和板结，制定摊铺、加水、碾压施工试验的方案。在现场生产性试验中，同样研究了摊铺、加水、碾压等最佳方式和铺料厚度、加水量、碾压遍数及振动碾压行车速度等最佳参数，并着重研究避免和处理碾压后形成的相对不透水层的措施以及施工质量的控制标准。

4、根据以上研究和现场试验提出了软岩开采和填筑技术，解决了软岩筑坝过程中的细化和板结问题，避免了相对不透水层对坝体的危害。2软岩物理力学性质软岩是一种特殊的岩类，从岩石固有的特性来说，它具有软的性态，其单轴饱和抗压强度一般小于30MPa．从工程应用的观点来看，它又是“弱”的，它具有较低的承载力和较大的变形性。本文所涉及的软岩指单轴饱和抗压强度为15～30MPa的软质岩石和各种风化料。软岩的工程特性如下：软岩料的最大特点是可变性大：软岩料的抗压强度低、软化系数小，当受气候环境的变化和填筑碾压，表现出颗粒细碎和级配细化，其压实前后级配相差较大，有时变成另一种性质的材料：一!!苎竺竺!!

5、!婴!一———————————_————●——●—————_————_——————_————__——————_—————————————一一一软岩料易于压实：软岩料一般颗粒都比较细，级配较好，易于压实，可达到较高的密实度；软岩料渗透性取决于干密度和细粒含量：由于压实后的软岩料颗粒破碎较剧烈·细粒含量增多，填筑层上部出现板结层，故其渗透系数一般都较小且水平向大于竖直向，并在渗透水的渗透压力作用下，易发生潜蚀、管涌、流土和冲刷等形式渗透变形，导致承载能力降低或破坏；软岩料湿化较敏感：其软化系数小，浸水饱和后强度损失较大，有时仅及干燥状态的20％～30％o软岩料中纵波速度低，对软岩爆

6、破影响很大，开采中软岩颗粒一般都比较细。3软岩料爆破开采技术研究3．1现场爆破开采试验鱼跳软岩是弱风化的粉砂质泥岩，夹长石石英细砂岩透镜体。有节理和裂隙，爆破采用深孔梯段爆破，按梅花型布孔，单排起爆，乳化炸药，电爆起爆并采用了排间微差(50ms)技术，选用两种方案(见表1)比选，最后选方案一参数，孔径中lOOmm左右，钻孔倾角750，泄洪洞和不同陡石梯处爆破料颗分结果见图1。表l爆破试验参数表名称单位方案一方案二梯段高度Ⅳm1015孔径中∞102165抵抗线，m35孔距am3～65～10排距bm35单耗口kg／m30．4±0．05装药结构不耦合连续装药大坳为风化的细砂岩，胶结。

7、岩层产状呈水平，层理较发育，其饱和抗压强度平均28．3MPa，软化系数约0．76，采用梯段爆破，使用延长药包。5个梯段爆破后软岩料颗分结果见图2。茄子山工程有三个石料场，岩性为风化的花岗岩，1#料场饱和抗剪强度平均为301“Pa，2#、3#料场为15MPa左右，l#料场用深孔梯段爆破，2#、3#料场裂隙很发育，地形陡峭，采用洞室爆破方式进行开采。三工程软岩料开采试验成果分析如下：(1)软岩料的动力特性是影响其爆破开采效果的重要因素，这一问题的重视程度与研究深度有待加强。(2)三个工程都主要采