[發明專利]土心墻壩心墻土料摻礫方法

有效

• 申請號: 202011359443.1
• 申請日: 2020-11-27
• 公開（公告）號: CN112536914B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 余挺;金偉;朱先文;楊晨光;姜媛媛;王勇;周正軍
• 申請（專利權）人: 中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司
• 主分類號: B28C3/00
• 分類號: B28C3/00;G01N33/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 成杰

本發明涉及一種土心墻壩心墻土料摻礫方法，屬于水電水利工程中的礫石土料制備方法技術領域。本發明基于天然料場土料初始P₅含量檢測成果，本發明根據土料P₅含量空間差異性分布對土料和石料的摻合比例進行動態計算分析，確定摻合比例，利用成熟簡單的施工工藝對不同土石比例的混合料進行摻合，從而使摻合后的礫石土P₅含量精準控制在一定范圍，達到設計期望值的保證率在90％以上。采用此方法后，可將P₅含量范圍縮窄3至4倍，大幅提高心墻礫石土質量和可控性，推動高礫石土心墻堆石壩筑壩技術的發展。同時，因擴展土料場選擇范圍，能有效的節約工程投資，并節約土地資源。

技術領域

本發明涉及一種土心墻壩心墻土料摻礫方法，屬于水電水利工程中的礫石土料制備方法技術領域。

背景技術

土心墻壩是水利水電工程建設中一種廣泛應用的壩型，在國內外壩工建設中占有重要地位。由于分區填筑料變形模量存在較大差異，該壩型心墻與壩殼分區之間通常存在一定的變形不協調，這種變形不協調在高土心墻壩中表現尤為突出。為盡可能減小心墻區與壩殼區因變形模量差異導致的變形不協調，工程中常在心墻土料之中摻配一定比例的礫石，形成心墻礫石土。

已有工程實踐和相關研究表明，礫石土中P₅含量是決定土料性能指標的關鍵因素之一，礫石土變形模量和抗剪強度與P₅含量呈正相關關系，滲透系數與P₅含量呈負相關關系，這里的P₅含量是指土體中粒徑大于5mm的粗顆粒(礫石)含量。為確保心墻礫石土料具有良好的性能，即較高的強度變形指標和較小的滲透系數，需將P₅含量精準控制在一定范圍。在實際工程中，心墻土料取自天然土料場，土料P₅含量呈空間變異性，離散性大，直接采用天然土料或直接按固定比例摻配礫石形成礫石土的物理力學性能指標難以穩定滿足設計要求。

目前，國內外土心墻壩心墻料摻配改性的方法主要分為兩種。一種是采用大規模智能化皮帶機，一種是采用平鋪立采機械摻合。這兩種摻合工藝均是料場開采土料后，與礫(碎)石采用某一固定比例進行摻合，這種摻配方法形成的礫石土的性狀穩定性較差、指標的波動性較大。

現有技術中，受限于天然土料場土料的P₅含量呈空間變異性特性，土料P₅含量的離散性大，采用固定比例摻合后，心墻礫石土料性狀不穩定，離散性大，存在較大偏離設計期望值范圍，如圖1所示。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種土心墻壩心墻土料摻礫方法，能夠使得制得的礫石土的性狀指標穩定，減小其指標的波動性。

為解決上述技術問題本發明所采用的技術方案是：土心墻壩心墻土料摻礫方法，包括如下步驟:

步驟一,選定開采區域，在該區域內，采用反鏟挖掘機，按設定高程進行土料立面開采，開采的同時，在倉面進行摻拌；摻拌后的土料轉運至摻拌場；

步驟二,在摻拌場采用網格分區的方式進行分區鋪料，每個網格的鋪料厚度固定為H_土，并對每個網格內土料的P₅含量進行檢測；

步驟三，采用如下公式求取礫石料的鋪料厚度H_礫:

式中：H_礫為礫石料的鋪料厚度，單位為cm；

E(x)為設計心墻礫石土的P₅含量期望值，單位為％；

a為擬摻入的礫石料P₅含量，單位為％；

ρ_礫—礫石料干密度，g/cm³；