最新大坝料场爆破及填筑施工要求.docx
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最新大坝料场爆破及填筑施工要求
大坝料场爆破及填筑施工要求
四川省****水利工程
料场爆破试验与碾压试验技术要求
******勘测设计研究院
二O一二年*月
1.概况
本爆破试验施工技术要求依据本工程设计要求及堆石料场地形地质条件提出。
承包人在具体实施时，应根据料场地形、地质条件和施工机械的配备，结合本技术要求，提出适宜的爆破试验计划（包括料场区域的环境保护及水土保持），经监理工程师批准后实施。
采用的规程及规范主要有：
（1）《爆破安全规程》GB6722-2003；
（2）《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》SL47-94；
（3）《混凝土面板堆石坝施工规范》DL/T5128-2001；
（4）《碾压式土石坝施工规范》DL/T5129-2001；
（5）《混凝土面板堆石坝设计规范》DL/T5016-1999；
（6）《水利水电工程天然建筑材料勘察规程》SL251-2000；
（7）《水电水利工程爆破施工技术要求》DL/T5135-2001；
（8）《土工试验规程》SL237-1999。
以及与此相关的环境保护及水土保持的规程规范。
2.各区坝料设计要求
A、坝体分区及坝料设计
图1-1混凝土面板堆石坝体主要分区示意图
1（1A）-上游铺盖区；2（1B）-盖重区；3（2A）-垫层区；4（2B）-特殊垫层区；5（3A）-过渡区；6（3B）-主堆石区（堆1）；7（3C）-下游堆石区（堆2）；8（3D）-下游护坡；9（3C）-坝基层（堆石2）；10（3E）-回填弃渣；11（F）-混凝土面板。
须从堆石料场爆破开采的主要为2A区、2B区、3A区、3B区、3C区、3D区，垫层料与特殊垫层料利用新鲜砂岩人工破碎制备取得。
1）垫层区（2A、2B）
垫层区分垫层区（2A）和特殊垫层区（2B），大坝垫层料采用XXXX
（2）层青灰色砂岩料破碎加工，岩块饱和抗压强度大于40MPa。
垫层区（2A）垫层料采用人工破碎筛分料掺配，最大粒径控制为80mm，小于5mm含量35%～45%，控制小于0.075mm含量不大于8%。
垫层料压实后干密度不小于2.12g/cm3，渗透系数为A×10-3～10-4cm/s。
（2A）区水平填筑宽度4.0m，垫层料坡面临时保护采用厚0.05m的M5碾压砂浆。
特殊垫层区（2B）最大粒径控制为40mm，为保证内部稳定，要求控制小于0.075mm含量不大于8%，级配连续，薄层压实。
垫层料及特殊垫层料为满足设计级配要求的新鲜砂岩人工制备，要求颗粒坚硬、耐久、无粘土和有机物等杂质。
2）过渡区（3A）
过渡料设计采用XXXX
（2）层青灰色砂岩料，饱和抗压强度大于40MPa，最大粒径控制为300mm，小于5mm含量<20%，小于0.075mm含量不大于5%。
过渡料压实后干密度不小于2.1g/cm3，渗透系数不小于A×10-4cm/s。
该区水平填筑宽度采用3.00m。
过渡料为非塑性的、碾压后级配良好的细堆石料，颗粒坚硬和耐久，无粘土和有机物等杂质。
3）主堆石区（3B）
设计采用XXXX料场
（1）层黄灰色砂岩料填筑，设计饱和抗压强度大于30MPa，最大粒径控制为800mm，小于5mm含量小于15%，小于0.075mm含量不大于5%。
主堆石料压实后干密度不小于2.07g/cm3；饱和固结排水剪φcd=35°，咬合力c=0.03MPa。
饱和固结不排水剪φcu=33°，咬合力c=0.03Mpa，渗透系数控制不小于A×10-3cm/s。
由于XXXX料场砂岩作为主坝堆石料，具有低压缩性和较高抗剪强度，可作为堆石用料。
XXXXPD2砂岩密度明显大于PD1，上坝时可优先选用。
3B区主堆石填筑材料应是清洁的、坚固的、开采的有棱角的石渣。
4）下游堆石区（3C）
本区采用XXXX料场
（1）层砂岩料填筑，少部分采用溢洪道开挖料，最大粒径控制为800mm，小于5mm含量小于20%。
压实后干密度不小于2.05g/cm3，饱和固结排水剪φcd=33°，咬合力c=0.03MPa。
饱和固结不排水剪φcu=32°，咬合力c=0.03MPa。
5）上游辅助防渗铺盖（1A）及盖重区（1B）
本区位于面板上游385.00m高程（泄洪放空洞底板以上1m）以下，其目的是对面板周边缝的再保护，粉煤灰和粘土料可采用购买，盖重体为任意料填筑。
6）下游护坡（保护料）区（3D区）
本区位于下游坝坡，厚度为1.0m，采用XXXX料场有用层砂岩。
本次仅要求对过渡区（3A）、主堆石区（3B）两种坝料进行爆破试验。
B、坝料设计
坝料设计中最大粒径、小于5mm含量、小于0.075mm含量和大于5mm部分的级配为控制要素，小于5mm部分的级配为实际测定。
1）垫层料设计级配详见表1
XXXX砂岩料场垫层料设计控制级配
表1
试样编号
粒组粒径mm
80~60
60~40
40~20
20~10
10~5
<5
<0.075
粒组百分含量%
上线
12.5
16.5
14.5
11.5
45.0
不大于8%
下线
12.5
14.5
17.5
13.0
7.5
35.0
图***水库XXXX料场砂岩垫层料级配曲线
2）主堆石坝料级配曲线见下图
***水库XXXX砂岩堆石料设计控制级配
表2
试样编号
粒组粒径mm
800
～
600
600
～
400
400
～
200
200
～
160
160
～
120
120
～
100
100
～
80
80
～60
60
～40
40
～20
20
～
10
10～5
<5
<0.075
粒组百分含量%
上线
4.5
9.3
3.7
4.7
3.1
4.5
5.7
8.0
14.0
14.3
13.2
15
不大于5%
下线
14.5
17.8
23.2
6.0
7.0
3.7
4.8
5.0
6.0
6.2
3.8
2.0
0
3）过渡料设计级配详见表3
***水库XXXX料场过渡料控制级配表
表3
试样编号
最大粒径
mm
300
～
200
200
～
160
160
～
100
100
～
80
80
～60
60
～40
40
～20
20
～10
10
～5
<5
<
0.075
上线
200
2.0
10.0
6.0
10.0
15.0
16.0
13.0
8.0
20
不
大于5%
下线
300
15.0
7.0
16.0
6.0
7.5
10.5
13.5
9.5
5.0
10
XXXX料场地形及地质条件详见相关地质勘察报告，本技术要求不再赘述，仅列出该料场的岩石物理力学试验成果，详见表4。
XXXX料场砂岩堆石料岩块物理力学性试验成果表
表4
编号
取样深度
颗粒密度
块体干密度
孔隙率
吸水率
抗压强度
软化系数
受力方向
干抗压
饱和抗压
m
g/cm3
g/cm3
%
%
MPa
蚱PD1
3
2.66
2.17
18.42
4.49
垂直
51.73
36.09
0.70
蚱PD2
2.67
2.30
13.86
5.99
垂直
76.93
50.79
0.66
蚱PD2-1
10
2.66
2.37
10.90
4.57
垂直
100.08
52.57
0.53
蚱PD2-2
20
2.66
2.33
12.40
5.18
垂直
97.56
56.38
0.58
蚱TC5-1
2.64
2.41
8.71
2.87
垂直
118.72
80.11
0.67
平行
115.03
63.78
0.55
蚱TC5-2
2.64
2.4
9.09
3.01
垂直
110.23
85.24
0.77
平行
109.08
81.05
0.74
蚱TC5-3
2.64
2.41
8.71
2.92
垂直
107.48
85.93
0.8
平行
117.27
80.91
0.69
3.爆破试验
根据前期设计成果，本工程所需的过渡料及主堆石料自XXXX料场开采，本阶段选择在XXXX料场进行上述坝料的爆破试验。
3.1爆破方案的选择
根据XXXX料场地形、地质条件，爆破方案可采用浅孔梯段爆破，根据料场和工程具体条件分析论证确定。
坝料开采爆破参数必须通过爆破试验确定，并经监理工程师批准。
3.2爆破试验内容
（1）控制石料的最大粒径小于坝料设计的最大粒径，使爆破石料一次成型，避免或减少二次破碎，大块率要求小于5%；
（2）在满足各种填筑料的级配要求下，增大填筑料的不均匀系数，以利于坝体填筑时堆石料的压实；
（3）避免或减轻爆破的后冲破裂作用，保证爆后梯段边坡岩石的稳定，确保下一循环钻孔施工安全；
（4）减少爆破岩石的飞散，避免损坏现场施工机械及周围设施。
应分别核定爆破地震波，个别飞石和空气冲击波的爆破安全距离。
各类建筑物和构筑物允许的地面定点安全振动速度值规定为：
①土坯房、毛石房屋为1.0cm/s；
②一般砖房、非抗振的大型砌块建筑物为2～3cm/s；
③钢筋砼框架房屋5cm/s；
提出爆破对爆区附近设施和周边环境的监测方案。
（5）对梯段爆破，扩大孔网面积，确定合理的钻爆参数和装药结构，提高钻孔采爆率，节省成本，提高开采量。
（6）有条件时，建立爆破块度预测模型，优化爆破设计参数。
3.3要求
（1）应编制爆破试验大纲与工作计划，作出爆破设计，初选钻爆设计参数或药包布置、参数选择、药量计算等洞室爆破设计
（2）同一要求的石料以及同一参数的试验以2～3次为宜；
（3）每次爆破后，检查堆渣情况，测算试验效果；每次每组材料爆破后取样三组进行筛分，取样重量为：
堆石料40t/组，过渡料30t/组。
统计筛分结果，绘制颗粒级配曲线，验证其是否在设计规定的级配包络线内。
爆破后，爆堆的大块应包括爆堆表面的大块石和爆堆内部的大块石部分。
表面的大块石应逐块统计测量，求出它们的体积；内部的大块石比例（大块率）可根据送样的典型部位的颗分试验求得。
爆堆的大块石率可按下式求得：
大块率=（表面大块总体积+爆堆内部大块石率×（爆堆总体积-表面大块总体积））/爆堆总体积
（4）编写试验报告，包括爆破设计说明书及相关图纸。
4.碾压试验
4.1试验目的
本次试验目的是结合爆破试验，对XXXX料场砂岩主堆石料、过渡料经爆破试验确定选用的爆堆料进行碾压试验，以进一步确定选用料场在选定爆破方法下料场能否满足设计要求。
通过碾压试验获取在不同条件下（不同碾压设备、不同铺土厚度、不同碾压遍数、不同洒水量等）碾压的不同结果，以求得各种填筑料最佳的碾压遍数、加水量等施工参数，达到设计要求的最佳干密度和最佳孔隙率及渗透系数。
本次试验可在料场附近进行，获得的施工参数可作为大坝碾压施工的初始碾压，并通过工业性试验进一步优化、调整。
4.2试验内容
对上述二种填筑料，分别采用不同的铺料方式，振动碾的类型及重量、铺土厚度、碾压遍数、碾压速度、铺土过程中的加水量、压实层的孔隙率、干密度、级配、渗透系数等进行试验。
碾重不宜小于18t，碾子应为拖拉振动平碾（接缝碾压最好用自行式振动碾）。
试验场地要求：
应有足够的面积，先用推土机推平整，再用振动碾碾压6遍，经测量其凹凸量小于±10cm，并经监理工程师检查合格后予以保护，不准无关车辆、机械进入。
请据此技术要求，编写碾压试验大纲。
4.3试验资料要求
内容应包括：
（1）试验准备：
场地、水电供应、试验仪器与设备。
（2）试验程序与方法。
（3）资料的分析、整理。
根据测量结果和试验数据，整理碾压试验成果：
1以铺料厚度Hi为参数，绘制压实沉降值h与碾压遍数Ni的关系曲线；
②以Hi为参数，绘制干密度γdi与碾压遍数Ni的关系曲线；绘制渗透系数与碾压遍数的关系曲线；
③经过计算，绘制孔隙率ni与Ni的关系曲线；
④绘制坝料的级配曲线，与设计包络线进行比较，并与碾压前级配进行比较；
⑤绘制在最优参数组合下，压实干密度与加水量的关系曲线；
（4）选定碾压参数，制定填筑施工中的实施细则和质量控制方法；
（5）结论
所选定的碾压参数，报监理工程师审批后，作为大坝正式填筑时进行生产性试验的参数。
5.建议
（1）XXXX料场开采范围内，覆盖有大量的强风化砂岩，在爆破开采前应对强风化砂岩进行剥离，如果将其掺入弱风化及新鲜的砂岩中，其增加的细粒含量，可能会使干容重、渗透系数、抗剪强度等指标减小，变形量增大。
如果不可避免混入强风化砂岩，建议对混入量进行干容重、渗透系数、压缩性、抗剪强度等物理力学性的影响试验研究，确定作为堆石料使用的填筑标准和利用方式。
作为堆石排水带、垫层料和过渡料应采用新鲜砂岩，不能混入强弱风化砂岩。
（2）料场石料为薄层分布，其中含有无用夹层，爆破开采中应对无用夹层进行剥离，避免混入其中而影响堆石料等的物理力学性质。
如果不可避免混入无用夹层，建议进行混入无用夹层的混合料中无用夹层混入量对干容重、物理力学指标等的影响试验研究，确定填筑标准和利用方式。
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