蒋家沟面板堆石坝颗粒级配
设计
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及填筑标准
蒋家沟混凝土面板堆石坝料颗粒级配设计及坝体填筑要求
1、坝料颗粒级配设计
1.1 特征粒径选择
1)最大粒径D:垫层料80mm、过渡料300mm、主堆石料600mm、下游堆石料800mm。
2)特征粒径DK及相应的PK
垫层料中DK常取5mm。小于5mm颗粒的相对含量P5对垫层料的透水性起明显的控制作用。本坝垫层料中小于5mm含量P5取40%左右(35%~45%)。
其它料常取其平均粒径D50来
表
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征，D50的大小决定着坝料的粗细，D50较大时坝面不平整度较大，增加施工费用和难度;D50较小时引起坝料强度降低;一般大约为最大粒径D的1/4,1/10。
本坝过渡料取D50=50,80mm、主堆石料取D50=80,120mm、下游堆石料取D50=120,200mm。
3)最小粒径DM及其相应含量PM
堆石坝料中常取DM=0.075mm(0.1mm)，含泥量是影响坝料性质的重要因素。当含泥量增大到一定值后，坝料的抗剪强度急骤下降，渗透系数减小。
本坝垫层料P0.1?3%、过渡料P0.1?2%、主堆石料P0.1?2%、下游堆石料P0.1?5%。
1.2 级配曲线公式
优良级配曲线常为抛物线，一般用下式表示:
P=A+(100-A)(di/D)r (A)
可以用两种特征粒径料及相应含量来确定A、r，一般r= -0.5,1.5。
坝料级配常以最大粒径D、最小允许粒径DM 、特征粒径DK及其相对含量PM、PK来控制。
r值的试算求解:PK=PM+(100- PM)( DKr-DMr)/( Dr-DMr)。
按堆石坝规范要求，推算出如下两个公式:
垫层料及过渡料:P(%)= -8+108(d/D)0.3、主、次堆石料:P(%)=100(d/D)0.4
表1 特征参数计算表
表2 主、次堆石料按P(%)=-20+120(d/D)0.3计算表
1.3 本坝堆石料级配曲线设计
按上述特征粒径，可试算出级配曲线参数，得各料级配曲线为:
主堆石料:P(%)=100(d/600)0.4、 次堆石料:P(%)= 3+97(d/800)0.45
过渡料: P(%)= ,1+101(d/300)0.45、 垫层料: P(%)= ,12+1112(d/80)0.3
上式计算出的小于某粒径重量百分数如表3所示。各区级配曲线特征粒径如表4。 表4
坝料各区级配曲线特征粒径表
表3中，不均匀系数Cu,d60/d10，曲率系数Cc=d30*d30/(d10*d60)，
分别表示颗粒粒径分布范围的大小、累积曲线的整体形状。当Cu>5、Cc,1~3时，属于良好级配。
表3 各区坝料小于某粒径颗粒重量百分数表 单位:%
表中级配曲线公式:P=A+(100-A)(di/D)r
1.4 实际坝料填筑级配的选择
在坝体碾压填筑前，应进行现场爆破碾压试验，选择符合表5要求的坝体填筑料。 表5 各区坝料级配要求表
2 坝体填筑要求
2.1 料场岩石物理力学性质
坝体填筑用料除垫层料由太运乡灰岩骨料场轧制拌制外，其它区填筑料由深田沟料场开采。
太运乡灰岩为三迭系下统嘉陵江组(T1)浅灰色灰岩、泥质灰岩夹白云质灰岩，深田沟块石料场为三迭系上统须家河组(T3)中粗粒长石石英砂岩。岩石物理力学性质如表6。
表6 灰岩、砂岩料岩石物理力学性质表
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2.2 孔隙率选择
面板堆石坝设计规范规定坝料填筑孔隙率范围如表7第一列，本工程选取较高标准，设计选用值如表7第二列，换算的设计干密度如表7第三列。
表7 坝料填筑标准
2.3 坝体填筑要求
在坝体开始填筑前，应通过现场爆破碾压试验，确定满足设计级配范围的各区坝料级配、确定满足孔隙率要求的碾压参数。在实际施工中，应控制坝料的级配范围，采用碾压参数和孔隙率两参数作为施工控制标准。
根据上述设计，提出坝体填筑要求如表8所示。
表1 坝体填筑质量要求表
注:级配优良指应满足Cu>5、Cc,1~3要求。
浙公网安备 33021202002483