平原地区水力冲填粉煤灰筑坝技术研究

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1、平原地区水力冲填粉煤灰筑坝技术研究邵生俊（西安理工大学水电学院）李柄林张永华朱宏任彦超（陕西省电力设计院）摘要：本文介绍了秦岭电厂低洼地改造工程中逬行现场水力冲填施工试验的成果，论证了平原场地条件下水力机械输浆、冲填粉煤灰筑坝的可行性。初步确定了相应的施工工艺，并评价了该施工方法的填筑效果。表明该施工技术是有效、安全、可行的。矢键词：粉煤灰；水力冲填；筑坝技术本文于1999年2月8円收到1引言在我国火力发电中，每年冇大量的粉煤灰排放，储灰场的建设是每个电厂一项重要的工程，也是电厂运行的重要开支。以往，平原

2、场地条件不常常采用碾压填筑方法建设围堤型灰场。但是，由于围堤填筑土方量大、碾压筑堤的工程投资大，使得排放单位体积粉煤灰的成本高。同时，碾压填筑施工易对现*减少污染，本文开展了水力冲填粉煤灰的筑坝施工方法研宄。秦岭电厂低洼地改造工程是该电厂拟建的三灰场，位于渭河冲积平原一级阶地，罗夫河在北侧流过。场地地下水位较高，地基土为砂土和粉质粘土的互层。该灰场北侧与己建的二灰场相接，其它三侧需填筑挡灰坝。挡灰坝设计坝高8.5m、坝宽7.Om,坝破比为1:2.25,坝体填筑累计长度约3300m,填筑土方约68万方。可见

3、［2］三灰场平坦的场地、较大的填筑方量以及二灰场内大量的粉煤灰和充足的水源，为实现水力冲填粉煤灰修筑挡灰坝试验提供了必要条件。2水力冲填粉煤灰试验对于水力冲填粉煤灰筑坝，如何保证施工期坝体的安全性以及坝体的质量是施工的关键所在。为此，先后进行了室内和现场水力冲填粉煤灰的试验研宄。2.1室内模拟冲填粉煤灰试验及其结果[2]为丫解冲填粉煤灰的物理力学性质，在二灰场内自排灰门到出水门分别采取了四件灰样，首先进行了粉煤灰的颗粒分析、压实特性、不同干密度下的滲透性和强度特性试验。其结果如表1至表3.基于这些结果，可

4、以认识到：（1）粉煤灰淤积过程中随着浆液流动距离的增大，粉煤灰发牛.颗粒分选，从灰场的排灰口到出水U粉煤灰由粗到细沉积。测得粉煤灰的平均粒径变化范围为0.039-0.078mm,不均匀系数的变化范围为2.8—3.1。（2）随着平均粒径的增大，粉煤灰的最大击实干密度增大，而最优含水量减小；随着平均粒径的增大，最大干密度和最小干密度均增大。(3)同一种粉煤灰随着密度的增大，饱和粉煤灰的有效应力和总应力强度指标均有明显的增大。当粉煤灰的压实系数达到0.93时，饱和粉煤灰的总应力强度指标分别为30kPa和22°，

5、有效应力强度指标分别为18kPa和32°。表1粉煤灰的颗粒分析结果编号比重颗粒组成(%)平均粒径dao/nim不均匀系数C,,曲率系数C砂粒》0.05粉粒0.05〜0.005粘粒《0.00512.23583930.0783.10.822.15504730.0502.90.932.30464860.0462.80.7542.11286840.0393.00.79表2击实试验结果表3相对密度试验结果编号最优含水量(%)最大击实干密度Pd隨/(g/cm3)编号最大干密度Pdnax/(g/cm”最小干密度Pdni

6、n/(g/cmO38.51.04111.0680.788239.51.01221.0470.778340.50.99531.0580.780441.00.99041.0200.735表4粉煤灰No.4样的饱和固结不排水三轴剪切试验结果饱和同纺不排水-:轴剪切干密度Pd/(g/cm：i)平均粒径cIgo/cm总应力C/kPa①/°C/kPaO/°0.80.90.0391017.5522.018302332图1模拟冲填粉煤灰试验槽水力冲填模拟试验主要是模拟冲填后泥浆脱水固结过程和振密施工措施，观察M结速度和M

7、结效果。模拟试骑在一个80X60X45cm的自制试槽内进行。如图1所示。将粉煤灰拌成浆液后，灌入试槽内，冲填厚度约为50cm,让其静置脱水固结，固结排水一定时间；此后用平板振动器在冲填层表面振动10s,再静置脱水固结。当冲填层表面无自由水时，即采样测试粉煤灰的干密度和含水量。冲填试验结果如表5所述。表5模拟冲填粉煤灰试验结果编号土、水軍量比振前固结时间/h振Jd固结时间/h含水量（%）干密度Pd/(g/cnf)压实系数K相对密度Dr11.70：13.51646.00.980.940.82721.72：14

8、.01748.50.970.960.85631.71：14.01749.30.940.940.78841.73：15.01850.10.920.930.781从模拟冲填试验结果可以看出：（1）粉煤灰脱水固结快；（2）透水性强、持水量高；（3）饱和粉煤灰易振动变密；（4）振后初固结时，粉煤灰的含水量在46.0%以上，压实系数和相对密度分别在0.93、0.781以上；（5）初步验证了粉煤灰是一种较适宜的冲填材料。2.2现场水力冲填