施工過程中反濾料包絡(luò)曲線控制指標(biāo)的完善

1、    施工過程中反濾料包絡(luò)曲線控制指標(biāo)的完善    摘 要：文章介紹了反濾料包絡(luò)曲線調(diào)整的依據(jù)、計(jì)算過程及在項(xiàng)目的應(yīng)用情況，并對(duì)其產(chǎn)生的效果、意義進(jìn)行了分析說明，為今后類似情況的施工，提供思路及參考借鑒。關(guān)鍵詞：反濾料；包絡(luò)線；調(diào)整；依據(jù)；意義1 前言蘇丹上阿特巴拉水利樞紐工程主要由左右岸土堤、左岸土石壩、河床粘土心墻壩、溢流壩、灌溉取水口組成，樞紐總長(zhǎng)6615.84m。河床粘土心墻壩及左右岸土堤的典型斷面如圖1和圖2所示。圖1 河床粘土心墻壩斷面圖（單位：m）1為防滲土料；2a、2b為堆石料；3a為反濾料；3b為排水料；4a為上游護(hù)坡料；4b為上游護(hù)

2、坡過渡料；4c為下游護(hù)坡料；5為下游排水體料。圖2 左、右岸土堤壩段斷面圖（單位：m）2 反濾料的技術(shù)要求及料場(chǎng)原料的特性2.1 原有反濾料包絡(luò)線的參數(shù)要求反濾料包絡(luò)線控制參數(shù)如表1所示。表1 原設(shè)計(jì)反濾料包絡(luò)線控制參數(shù)表篩分粒徑/mm 0.075 0.2 0.5 1 2 5 10包絡(luò)線 上線 3 15 50 80 100下線 0 0 15 40 70 95 1002.2 料場(chǎng)原料的特性現(xiàn)場(chǎng)砂礫料場(chǎng)的原材料，0.6mm以下的顆粒含量約為30%40%，0.610mm顆粒含量約為15%，1020mm顆粒含量約為20%，20mm以上顆粒含量約為25%35%。將天然毛料9.5mm以上顆粒剔除后，剩余料

3、物的級(jí)配曲線如表2。表2 料場(chǎng)原料顆粒級(jí)配曲線（剔除粒徑大于9.5mm）篩分粒徑/mm探坑編號(hào) 0.15 0.3 0.5 0.6 1 1.18 2 2.36 4.75 9.51# 0.0 19.9 50.4 69.3 74.8 77.3 81.0 82.7 88.9 100.02# 0.0 35.3 57.7 68.8 74.7 77.3 80.4 81.7 88.4 100.02.3 反濾料控制指標(biāo)和料場(chǎng)原料級(jí)配指標(biāo)的對(duì)比原3a料包絡(luò)線控制指標(biāo)及料場(chǎng)毛料顆粒對(duì)比見圖3。由圖3可見料場(chǎng)毛料中0.6mm以下細(xì)料過多，若用原設(shè)計(jì)3a控制指標(biāo)來進(jìn)行生產(chǎn)控制，約有20%40%的棄料，浪費(fèi)很大，將造成料

4、源不足，且為確保將細(xì)料充分洗除，系統(tǒng)生產(chǎn)能力大幅下降。3 反濾料包絡(luò)線控制指標(biāo)調(diào)整3.1 反濾料級(jí)配曲線調(diào)整依據(jù)根據(jù)em 1110-2-1901、美國(guó)壩體填筑材料標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)規(guī)范和太沙基濾料規(guī)則的設(shè)計(jì)原則，經(jīng)與監(jiān)理工程師研究決定，修改3a料的級(jí)配包絡(luò)線控制指標(biāo)。3.2 反濾料級(jí)配曲線調(diào)整計(jì)算3b料、3a料和1區(qū)料的關(guān)系如表1，3a料的級(jí)配包絡(luò)曲線可通過3b料的級(jí)配曲線確定，同時(shí)又可通過1區(qū)料的級(jí)配曲線論證。表3 土堤和大壩中的反濾關(guān)系壩型 反濾層/被保護(hù)土-1 反濾層/被保護(hù)土-2土堤（15m< p>大壩 3a/1 3b/3a根據(jù)em 1110-2-1901設(shè)計(jì)規(guī)范和太沙基濾料規(guī)則的規(guī)

5、定，3a料與保護(hù)性反濾料3b料的特征粒徑d15、d85及d15應(yīng)滿足下式的要求，同時(shí)兩者的不均勻系數(shù)=d60/d10及d60/d10不大于58，級(jí)配曲線形狀最好相似。dc15/df854 （1）df15/dc854 （2）上式，dc153b料的粗料粒徑，小于該粒徑的料物占總重的15%；df853a料的細(xì)料粒徑，小于該粒徑的料物占總重的85%；df153b料的細(xì)料粒徑，小于該粒徑的料物占總重的15%；dc853a料的粗料粒徑，小于該粒徑的料物占總重的15%。為了滿足保護(hù)性反濾料和3a料的級(jí)配曲線相似，兩者的曲率系數(shù)ce=d230/（d10×d60）與ce=d230/（d10×

6、d60）應(yīng)該一致。上述公式1是為了保證被保護(hù)土不會(huì)向反濾層流失，公式2是為了保證反濾料的透水性。保護(hù)性反濾料3b料的級(jí)配包絡(luò)線特征點(diǎn)見表4。表4 3b料的級(jí)配包絡(luò)線特征點(diǎn)特征點(diǎn)（mm）d10 d15 d30 d60細(xì)線（f） 粗線（c） 細(xì)線（f） 粗線（c） 細(xì)線（f） 粗線（c） 細(xì)線（f） 粗線（c）4 2 5 2.5 6.5 5 10為滿足式1的dc15/df854，則df85dc15/4=5/4=1.25，取df85=1.25。為滿足式2的df15/dc854，則dc85df15/4=2/4=0.5，原設(shè)計(jì)級(jí)配給出的dc15=0.5，3a料0.5mm以下的級(jí)配包絡(luò)線不用調(diào)整，因此dc

7、10=0.5。3a料粗線的不均勻系數(shù)c2=dc60/dc1058，則dc6023.2，可取dc60=2.4。參考美國(guó)壩體填筑料設(shè)計(jì)規(guī)范，過篩率60%以下的最大與最小粒徑之比不大于5，則df60=0.5，df15=0.5。3a料細(xì)線的不均勻系數(shù)f2=df60/df1058，則df100.060.1，原設(shè)計(jì)級(jí)配給出的df10=0.15，3a料0.15mm以下的級(jí)配包絡(luò)線不用調(diào)整，因此df10=0.15。3b料粗線的曲率系數(shù)ce=d230/（d10×d60）=6.52/（4×10）=1.05625，則3a料粗線的曲率系數(shù)也為1.05625，根據(jù)計(jì)算，3a料的dc30=1.0。由于

8、3a料粗線的曲率系數(shù)為1.05625，3a料細(xì)線的曲率系數(shù)也取1.05625，根據(jù)ce=d230/（d10×d60）計(jì)算，3a料細(xì)線的df30=0.28。根據(jù)以上計(jì)算，3a料細(xì)線的特征點(diǎn)df3=0.075，df10=0.15，df15=0.18，df30=0.28，df60=0.5，df85=1.25，df100=2；粗線特征點(diǎn)dc0=0.2，dc10=0.4，dc15=0.5，dc30=1.0，dc60=2.4，dc85=6，dc100=10。3a料與1區(qū)料的級(jí)配關(guān)系本工程1區(qū)料中小于0.075mm的顆粒含量為40%85%，根據(jù)em 1110-2-1901規(guī)范的規(guī)定，被保護(hù)土屬于2

9、型，保護(hù)性反濾料3a料的d150.7mm，修改后的級(jí)配曲線d15=0.180.5mm滿足規(guī)范的要求。修改后的級(jí)配包絡(luò)線與原設(shè)計(jì)的3a料包絡(luò)線相比，修改前后的包絡(luò)線對(duì)比見表5，調(diào)整后包絡(luò)線與料場(chǎng)毛料對(duì)比見圖4。從圖4可知，將天然毛料中剔除0.15mm以下和9.5mm以上顆粒后剩余料物的級(jí)配曲線基本滿足修改后的3a料包絡(luò)線。表5 3a料包絡(luò)線修改前后對(duì)比表包絡(luò)線 項(xiàng)目 包絡(luò)線特征點(diǎn)/mmd0 d10 d15 d30 d60 d85 d100上包線 修改前 0.15 0.2 0.3 0.6 1.2 2修改后 0.15 0.18 0.28 0.5 1.25 2下包線 修改前 0.2 0.4 0.5 0.8 1.5 3.2 10修改后 0.2 0.4 0.5 1.0 2.4 6 104 實(shí)際效果經(jīng)項(xiàng)目部建議，監(jiān)理工程師批準(zhǔn)，在蘇丹上特巴拉項(xiàng)目生產(chǎn)過程對(duì)反濾的控制指標(biāo)進(jìn)行了調(diào)整。調(diào)整的效果主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：（1）棄料量從原來毛料的30%左右降到10%