劉 軍

(四川大唐國(guó)際甘孜水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川康定626001)

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長(zhǎng)河壩水電站土料場(chǎng)施工復(fù)查

劉 軍

(四川大唐國(guó)際甘孜水電開(kāi)發(fā)有限公司，四川康定626001)

長(zhǎng)河壩水電站大壩工程礫石土料分布范圍廣、土料性質(zhì)均一性差。針對(duì)礫石土料的分布特點(diǎn)及其性狀，在礫石土料施工復(fù)查期間進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)與分析，對(duì)土料質(zhì)量和儲(chǔ)量進(jìn)行施工評(píng)價(jià)，并根據(jù)復(fù)查結(jié)果對(duì)下階段的施工開(kāi)采與試驗(yàn)提出指導(dǎo)性意見(jiàn)。

礫石土料；復(fù)查；儲(chǔ)量；質(zhì)量；長(zhǎng)河壩水電站

1 工程概況

長(zhǎng)河壩水電站位于四川省甘孜藏族自治州康定縣境內(nèi)，為大渡河干流水電梯級(jí)開(kāi)發(fā)的第10級(jí)電站。工程為一等大(1)型工程，采用水庫(kù)大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)發(fā)，總裝機(jī)容量2 600 MW。攔河大壩為礫石土心墻堆石壩，壩頂高程1 697 m，壩頂寬16 m，最大壩高240 m。礫石土心墻料填筑總量428.3萬(wàn)m3，湯壩、新蓮2個(gè)土料場(chǎng)作為大壩礫石土料源，設(shè)計(jì)階段勘察儲(chǔ)量合計(jì)993.8萬(wàn)m3。其中，湯壩為 496.8萬(wàn)m3，新蓮為497萬(wàn)m3。

湯壩土料場(chǎng)顆粒在深度上自上而下以及順金湯河自上游向下游逐漸變粗，但變化不大，土料成分較單一，為含碎礫石土層。碎礫石成分以灰?guī)r、大理巖、片巖以及石英為主，多呈棱角狀～次棱角狀。表層耕植土平均厚度0.95 m，有用料厚度1.1～18.78 m，平均10.82 m。新蓮?fù)亮蠄?chǎng)顆粒在深度上自上而下以及順金湯河自上游向下游級(jí)配逐漸變好，但變化不大，土料成分較單一，為含碎礫石土層。碎礫石成分以灰?guī)r、千枚巖為主，多呈棱角狀～次棱角狀，含少量石英。表層耕植土平均厚度約1.02 m，有用料厚度4.8～13.9 m，平均12.8 m。下部有古滑動(dòng)面阻水地質(zhì)結(jié)構(gòu)，在低高程有穩(wěn)定水位出露。料場(chǎng)區(qū)域內(nèi)有1條水溝和2條地表水通過(guò)。根據(jù)DL/T 5129—2001《土石壩施工規(guī)范》要求，在施工開(kāi)采前，施工單位需對(duì)壩料的料源質(zhì)量及儲(chǔ)量進(jìn)行復(fù)查。

2 復(fù)查工作

根據(jù)設(shè)計(jì)單位的坑探、井探及鉆孔成果，對(duì)前期的勘察成果進(jìn)行復(fù)核，并結(jié)合料場(chǎng)實(shí)際的地形、地質(zhì)條件進(jìn)行加密布置，重點(diǎn)查明礫石土料的儲(chǔ)量及質(zhì)量分布情況。

2.1 地形測(cè)量

設(shè)計(jì)提供地形圖為1∶2000航測(cè)圖。為保證儲(chǔ)量計(jì)算的精度，復(fù)查前按照1∶500實(shí)測(cè)地形，使用CASS成圖軟件重新成圖。

表1 試驗(yàn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì) 次

表2 復(fù)查成果與設(shè)計(jì)勘察指標(biāo)對(duì)比

設(shè)計(jì)階段地下水位埋深/m耕植土(剝離層)厚/m夾層/m有用層厚/m超徑含量(>150mm)/%土料天然密度/g·cm-3干密度/g·cm-3天然含水量平均值/%塑性指數(shù)粘粒含量/%小于5mm顆粒含量/%小于0075mm顆粒含量/%有機(jī)質(zhì)含量/%易溶鹽含量/%湯壩土料場(chǎng)設(shè)計(jì)勘察15，局部13502～22，平均08局部存在(41萬(wàn)m3)7～16，平均10710520618610714340～180，平均986350～740，平均5317190～450，平均286≤202本次復(fù)查一般大于603～30，平均12局部存在(458萬(wàn)m3)11～1878，平均108233207187989～1516～263，平均10399～928，平均50979～694，平均304024004新蓮?fù)亮蠄?chǎng)設(shè)計(jì)勘察6～13501～21，平均07無(wú)夾層7～17，平均99135212191108216568～250，平均116398～750，平均565205～510，平均3416≤2≤3本次復(fù)查局部5，其他均大于1306～12，平均102無(wú)夾層47～139，平均12827820418411122764～186，平均128323～788，平均627187～525%，平均368046028

2.2 探坑布置

根據(jù)設(shè)計(jì)勘察平面布置及DL/T 5129—2001中對(duì)料場(chǎng)復(fù)查的要求，采用坑探方式進(jìn)行勘察。探坑呈50～100 m方格網(wǎng)布置，尺寸為1.5 m×2 m，最大深度15 m(局部有用料未揭穿加深3～5 m)。湯壩土料場(chǎng)共布置32個(gè)探坑，探坑延米數(shù)452 m；新蓮?fù)亮蠄?chǎng)共布置51個(gè)探坑，探坑延米數(shù)650 m。探坑分布避免與設(shè)計(jì)布置重合，盡量布置在設(shè)計(jì)探坑之間。

2.3 施工方法

探坑采用人工開(kāi)挖。確定好坑號(hào)及開(kāi)挖范圍后，人工用鐵鏟開(kāi)挖，遇到石塊、灰?guī)r等雜物難挖時(shí)，用鋤頭刨挖。挖到1.5～2 m時(shí)，在井口處搭設(shè)滑輪組，人工手搖絞車(chē)出渣。淺坑時(shí)，人工直接開(kāi)挖取樣；深坑時(shí)，利用井口的三腳架由人工用滑輪組向上提升開(kāi)挖料。單次提升質(zhì)量約為50 kg。施工過(guò)程中需注意以下幾點(diǎn)。

(1)孔口防護(hù)。妥善制定施工安全措施，在危險(xiǎn)地帶設(shè)置明顯的標(biāo)志。每個(gè)探坑施工時(shí)，先作好安全防護(hù)措施。在距離孔口開(kāi)挖位置0.5 m外設(shè)置圍擋設(shè)施(采用木樁及鉛絲)，設(shè)置距地面30 cm高的擋腳板(采用木板)，防止孔口側(cè)土料掉落孔內(nèi)。同時(shí)，掛設(shè)安全標(biāo)牌(施工現(xiàn)場(chǎng)禁止入內(nèi)或其他內(nèi)容)。

(2)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地質(zhì)情況，設(shè)置一寬25 cm的寬臺(tái)階，再向下開(kāi)挖。同時(shí)，井內(nèi)設(shè)置木板內(nèi)撐防護(hù)。采用木板緊靠井壁，然后用木撐進(jìn)行固定，木撐緊靠木板，留足人員上下通行通道及土料向上吊運(yùn)通道。

where D is the crystallite size. The dislocation density is a measure of angular lattice misalignment of crystallites and consequently gives us information about the local density of the accumulated dislocations. The strain “ε” is calculated according to the following relation:

2.4 現(xiàn)場(chǎng)試樣送檢

由試驗(yàn)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣，土料含水率和顆粒分析每1 m取1組樣品，其他指標(biāo)選擇有代表性的土樣進(jìn)行取樣。其中，測(cè)定含水率的樣品用塑料袋及時(shí)密封，注明坑號(hào)、深度、時(shí)間等標(biāo)識(shí)(測(cè)定含水率每次取樣2～3 kg)；顆粒分析樣品用編織袋取樣，注明坑號(hào)、深度、時(shí)間等標(biāo)識(shí)(每次取樣50～70 kg)；擊實(shí)試驗(yàn)及其他室內(nèi)試驗(yàn)項(xiàng)目樣品用編織袋取樣，注明坑號(hào)、深度、時(shí)間等標(biāo)識(shí)(每次取樣500～1 000 kg)，每天對(duì)當(dāng)天取的樣品帶回試驗(yàn)室及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。

3 質(zhì)量評(píng)價(jià)

料場(chǎng)復(fù)查成果與設(shè)計(jì)階段勘察指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表2。從表2可知，本次復(fù)查成果與設(shè)計(jì)勘察指標(biāo)基本一致。

4 儲(chǔ)量評(píng)價(jià)

4.1 計(jì)算原則

剝離層計(jì)算原則：①根植土層(包括上底板30 cm)；②大于40 cm的夾層。

作圖計(jì)算原則：①耕植土界限采用地形線結(jié)合探坑耕植土、上底板偏移形成；②有用料直接連接并同根植土界限共同形成；③大夾層采用兩向延伸湮滅形成；④小夾層界限直接連接形成；⑤采用橫剖法計(jì)算。

4.2 儲(chǔ)量評(píng)價(jià)

(1)湯壩土料場(chǎng)。依據(jù)上述計(jì)算原則，對(duì)料場(chǎng)Ⅰ區(qū)進(jìn)行儲(chǔ)量計(jì)算。計(jì)算成果見(jiàn)表3。從表3可知，縱、橫剖面法誤差小于15%，滿(mǎn)足規(guī)范要求的勘察精度。儲(chǔ)量計(jì)算以剖面較多的橫剖法為計(jì)量依據(jù)。

表3 儲(chǔ)量計(jì)算成果

項(xiàng)目橫剖法/萬(wàn)m3縱剖法/萬(wàn)m3相對(duì)誤差/%有用料4642048565462夾層4583941397剝離層73196745779

(2)新蓮?fù)亮蠄?chǎng)。根據(jù)湯壩土料場(chǎng)開(kāi)采規(guī)劃綜合要求，新蓮?fù)亮蠄?chǎng)需開(kāi)采土料200萬(wàn)m3。通過(guò)復(fù)查，新蓮?fù)亮蠄?chǎng)實(shí)際可采儲(chǔ)量為319萬(wàn)m3，滿(mǎn)足開(kāi)采使用要求。

復(fù)查表明，湯壩土料場(chǎng)儲(chǔ)量為485.65萬(wàn)m3，新蓮?fù)亮蠄?chǎng)為319萬(wàn)m3，總計(jì)804.65萬(wàn)m3，為使用量的2倍，基本滿(mǎn)足規(guī)范要求。在開(kāi)采過(guò)程中，由于湯壩土料整體質(zhì)量?jī)?yōu)于新蓮，需充分開(kāi)采利用湯壩土料場(chǎng)土料。開(kāi)采中如出現(xiàn)變化，需對(duì)新蓮?fù)亮蠄?chǎng)擴(kuò)大開(kāi)采范圍，土料需根據(jù)級(jí)配及含水處理工藝措施進(jìn)行加工。

5 后續(xù)工作建議

5.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

(1)礫石土料分布不均勻、性質(zhì)差別大，需選擇不同性質(zhì)的土料進(jìn)行相關(guān)室內(nèi)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)碾壓試驗(yàn)，全面掌握料場(chǎng)分布特性，指導(dǎo)后續(xù)施工。

(2)礫石土料填筑高峰強(qiáng)度大于20萬(wàn)m3，需針對(duì)土料含水、礫石含量等主要檢測(cè)指標(biāo)及現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度研究快速檢測(cè)方法，以滿(mǎn)足壩體填筑進(jìn)度及質(zhì)量控制要求。

5.2 施工生產(chǎn)

(1)超徑石處理。料場(chǎng)超徑石含量在3%～5%左右，需根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo)綜合分析超徑石處理工藝。

(2)含水量調(diào)整。根據(jù)復(fù)查成果，初步擬定2個(gè)料場(chǎng)的含水調(diào)整措施：小于最優(yōu)含水率1%～2%的土樣，在壩面填筑過(guò)程中直接加水調(diào)整。小于最優(yōu)含水率2%～5%的土樣，開(kāi)采前提前加水、壩面填筑過(guò)程中直接加水調(diào)整。小于最優(yōu)含水率5%的土樣，開(kāi)采前提前注水、壩面填筑過(guò)程中直接加水調(diào)整。大于最優(yōu)含水率2%～5%的土樣，在料場(chǎng)開(kāi)采、運(yùn)輸、壩面填筑過(guò)程中自然調(diào)整。大于最優(yōu)含水率5%的土樣，提前在料場(chǎng)開(kāi)挖縱橫溝，在料場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行攤鋪和翻曬。采取上述措施后，土樣最終還需通過(guò)含水率檢測(cè)，以滿(mǎn)足施工要求，確保上壩填筑質(zhì)量。經(jīng)綜合分析，2個(gè)料場(chǎng)27%的土料可直接上壩填筑；64%的土料需進(jìn)行減水處理；9%的土料需進(jìn)行加水處理。料場(chǎng)土料含水處理是施工控制的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

(3)P5含量調(diào)整。湯壩土料場(chǎng)部分土料礫石含量超標(biāo)，需專(zhuān)項(xiàng)研究分析是否作為棄料或通過(guò)篩分、摻配等工藝綜合處理合格后再利用。

(4)2013年1月，水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院組織專(zhuān)家于成都召開(kāi)礫石土料專(zhuān)家評(píng)審會(huì)議并提出評(píng)審意見(jiàn)建議，根據(jù)心墻礫石土料前期研究成果并綜合考慮其他工程經(jīng)驗(yàn)，心墻填筑料最大控制粒徑為150 mm；大于5 mm的顆粒含量上限不大于50%，下限值采用30%，小于0.005 mm的粘粒含量不小于8%。

6 結(jié) 語(yǔ)

大型水電工程土料場(chǎng)施工期復(fù)查工作是土料施工關(guān)鍵性工作，必須予以高度重視。長(zhǎng)河壩水電站心墻礫石土料復(fù)查工作為壩料設(shè)計(jì)指標(biāo)的優(yōu)化調(diào)整提供了基礎(chǔ)性資料。同時(shí)，也為下一步施工試驗(yàn)與開(kāi)采施工提出指導(dǎo)意見(jiàn)。

(責(zé)任編輯 楊 健)

Review on Soil Material Yard for the Construction of Changheba Hydropower Station

LIU Jun

(Sichuan Datang International Ganzi Hydropower Development Co., Ltd., Kangding 626001, Sichuan, China)

The gravelly soil material used for the dam construction of Changheba Hydropower Station project is widely distributed in different yards and the uniformity of soil property is poor. In view of the distribution and nature property of gravelly soil material, the reviews on soil material before project construction are conducted and relevant tests and analyses are carried out to evaluate the quality and reserves of soil material. According to review results, some guidance suggestions for following excavation and tests of soil material are then presented．

gravelly soil material; review; reserve; quality; Changheba Hydropower Station

2016- 07- 22

劉軍(1972—)，男，湖北公安人，高級(jí)工程師，碩士，主要從事水利水電工程建設(shè)管理工作．

TV221.2(271)

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0559- 9342(2016)10- 0009- 03