任 佳 石 芮 石建軍

（山西省柏葉口水庫建設(shè)管理局 太原 030002）

1 工程概況

柏葉口水庫位于山西省呂梁市交城縣會立鄉(xiāng)柏葉口村上游的文峪河干流上，水庫總庫容9 712萬m3.是一座以城市生活和工業(yè)供水、文峪河水庫防洪為主，兼顧提高現(xiàn)有灌區(qū)的灌溉保證率、發(fā)電等綜合利用的中型水利樞紐工程，主要由大壩、溢洪道、泄洪發(fā)電洞和水電站等建筑物組成，工程等別為Ⅲ等，主要建筑物為3級。

柏葉口水庫采用混凝土面板堆石壩，壩頂寬10 m，壩頂長316.0 m，最大壩高88.3 m.壩體堆石分區(qū)填筑，分區(qū)碾壓，上游到下游依次分為上游鋪蓋區(qū)（1A）、上游蓋重區(qū)（1B）、墊層區(qū)（2A）、特殊墊層區(qū)（2B）、過渡區(qū)（3A）、主堆石區(qū)（3B）、下游堆石區(qū)（3C）、下游護(hù)坡區(qū)（3D）區(qū)。壩體填筑總量169.0萬m3，其中過渡料13.1萬m3大壩分區(qū)如圖1所示。

圖1 大壩分區(qū)示意圖

2 過渡區(qū)設(shè)計(jì)

過渡區(qū)（3A）位于墊層區(qū)（2A）和主堆石區(qū)（3B）之間，保護(hù)墊層并起過渡作用。墊層料最大粒徑一般是80 mm，小于5 mm顆粒含量一般在35%～55%，小于0.1 mm顆粒含量一般小于8%；主堆石區(qū)一般填筑最大粒徑800～1 000 mm，自由排水的堆石料，兩者之間若不設(shè)過渡區(qū)，墊層料的細(xì)顆粒必然隨著滲流而進(jìn)入主堆石區(qū)，必須要在墊層區(qū)與主堆石區(qū)之間設(shè)置過渡區(qū)，對墊層料加以保護(hù)，并且使填筑料的粒徑也有過渡，便于施工，因而過渡料的設(shè)計(jì)理念應(yīng)是滿足與墊層料之間層間關(guān)系。過渡料的滲透系數(shù)大多為1×10-1～1×10-2cm/s，比墊層料滲透系數(shù)大1～2個(gè)數(shù)量級，個(gè)別工程滲透系數(shù)為 1×100 ～ 1×10-2cm/s或 1×10-2～1×10-3cm/s，但是仍然比墊層料滲透系數(shù)大1個(gè)數(shù)量級或比主堆石料滲透系數(shù)小1個(gè)數(shù)量級。過渡料主要有兩種：一種是新鮮堅(jiān)硬的洞挖料或爆破料，個(gè)別工程采用人工軋制碎石料；另一種是天然砂礫石料。

2.1 過渡料級配

要求級配連續(xù)，石料最大粒徑300 mm，小于5 mm的顆粒含量不大于25%，小于0.075 mm的顆粒含量不超過6%，鋪層厚度400 mm，孔隙率小于20%.過渡料級配見表1.

表1 3A過渡區(qū)過渡料級配特性表

過渡層級配曲線見圖2.

圖2 過渡層設(shè)計(jì)級配曲線圖

2.2 過渡層寬度及填筑要求

過渡層水平寬度3.0 m，鋪筑層厚度40 cm，孔隙率小于20%.壓實(shí)后應(yīng)具有低壓縮性和高抗剪強(qiáng)度，并具有自由排水性能。

3 過渡料生產(chǎn)

3.1 料場選定

過渡料在大壩堆石料場開采，堆石料場位于壩址下游的柏葉溝左岸山坡，距壩址約1 km.基巖主要為界河口群二段混合花崗巖、變粒巖組（ML-Ar1j2），巖性為灰白、灰色中粗～中細(xì)混合花崗巖。該料場弱微風(fēng)化巖層可以作為堆石料的料源使用，可用來加工主堆石區(qū)及下游堆石區(qū)石料，也可用于加工墊層料和過渡區(qū)石料。弱微風(fēng)化層抗壓強(qiáng)度為25～123 MPa，平均值為56 MPa.

3.2 爆破開采

大壩填筑伊始，過渡料采用大孔距、小排距的壓渣爆破方法進(jìn)行開采，在石料場劃定區(qū)域?qū)ｉT進(jìn)行開采。采用的基本爆破參數(shù)是：孔距：2.4～2.6 m，排距：2.0～2.2 m，單孔負(fù)擔(dān)面積：5.0～5.4 m2，單耗：0.8 kg/m3，臺階高度：10 m，炮孔直徑：120 mm，炮孔密度系數(shù)：1.1～1.3，裝藥結(jié)構(gòu)：間隔，鉆孔角度：90°.

生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，盡管在開采時(shí)根據(jù)實(shí)際情況對設(shè)計(jì)爆破參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，但爆后效果不理想，石料中超徑石較多，并且缺乏10～100 mm顆粒，級配不容易滿足設(shè)計(jì)要求。

3.3 軋制加工

為更好的滿足設(shè)計(jì)要求，過渡料采取了爆破開采后再通過機(jī)械設(shè)備再軋制破碎加工的辦法生產(chǎn)，其工藝流程為：石料爆破—篩選—破碎—配制。

采取按不同粒徑的石料進(jìn)行二級軋制，選用汾陽生產(chǎn)的系列破碎機(jī)，一級破碎機(jī)選用鄂式破碎機(jī)PE6090，其主要技術(shù)參數(shù)是：最大給料尺寸520 mm×830 mm，排料調(diào)整范圍60～200 mm，產(chǎn)量40～100 m3/h；二級破碎機(jī)選用PC系列錘式破碎機(jī)PCSE80100，其主要技術(shù)參數(shù)是最大給料尺寸225 mm，排料尺寸小于等于40 mm，產(chǎn)量25～40 m3/h.

具體的生產(chǎn)如下：由PC-200挖掘機(jī)配合簡易網(wǎng)篩在堆石料場選取粒徑80 cm或30 cm左右的石料，裝入不同的自卸汽車，分別喂料給一級破碎機(jī)PE6090和二級破碎機(jī)PCSE80100加工破碎。石渣破碎后由裝載機(jī)運(yùn)送到堆料場，然后按一定比例配制，生產(chǎn)出符合要求的過渡料。

4 質(zhì)量情況

通過上述辦法共生產(chǎn)并填筑過渡料約9.8萬m3，施工單位對級配及上壩后的壓實(shí)質(zhì)量進(jìn)行了檢驗(yàn)，顆粒篩分共檢測98次，其中1次不合格。壓實(shí)后孔隙率共檢測224點(diǎn)，最大值19.9%，最小值16.1%，平均值18.1%，符合孔隙率小于20%的設(shè)計(jì)要求，監(jiān)理抽檢試驗(yàn)4次，其中級配全部符合設(shè)計(jì)要求，1個(gè)孔隙率超標(biāo)，其余均符合設(shè)計(jì)要求。檢測結(jié)果見表2，圖3.

圖3 過渡料級配檢測圖

表2 3A過渡料抽檢試驗(yàn)結(jié)果表

5 經(jīng)驗(yàn)與建議

通過柏葉口水庫大壩過渡料的開采與加工，主要有以下幾點(diǎn)體會：

1）過渡料的生產(chǎn)工藝流程是合理的，通過開采后再加工，基本可以解決過渡料生產(chǎn)中超徑的問題，同時(shí)級配更趨于合理。

2）料場裝載機(jī)配料不穩(wěn)定，摻配不易均勻，中間顆粒數(shù)量變幅大，有超標(biāo)現(xiàn)象，有待進(jìn)一步改進(jìn)。