解析巴贡水电工程堆石坝施工石料调配的规划方法

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1、学兔兔www.xuetutu.com水利水电技术第41卷2010年第8期巴贡水电工程堆石坝施工石料调配的规划方法向建(中国水利水电第七工程局有限公司，四川成都611730)关键词：巴贡水电工程；堆石坝；挖填平衡；调配规划；马来西亚中图分类号：TV51(338)文献标识码：B文章编号：1000—0860(2010)08—0004-04态，此时段需从结构物以外另行开挖的料场取料或1石料调配模型的建立从结构物开挖之弃料储料堆中取料：见图I中lI2堆石坝填筑施工的经济性总是伴随着土石的挖区所示。II2区面积即为该时段需补充石料

2、的量。填平衡规划这一主题。利用枢纽其他结构物的开挖③开挖在填筑时，在某时段，结构物开挖的出石料(尽最大可能地减少石料发生二次倒运)进行大的石料强度大于大坝前期填筑所需填料强度时；出坝填筑的程度，决定了大坝填筑施工经济性的程现施工强度不匹配的弃料状态，见图1中Ⅲ3区所度。示。Ⅲ3区的面积即是该时段弃料量。缩短坝基开挖时间，提早进行大坝的填筑，以④结构物开挖完毕，已无出料。而大坝的填筑及通过调节开挖及填筑的施工强度，可以降低结构料只能完全结构物以外另行开挖的料场取料。见图物基础开挖出的可用料的遗弃量(或二次倒运量)。1中Ⅳ

3、4区所示。Ⅳ4区面积即为该时段需补充石料因而，在规划枢纽建筑结构物基础的开挖和堆石坝的量。的填筑时，系统地制定各时段合理的开挖与填筑施⑤根据图1所示，可以看出，提前填筑的开始工强度是取得经济效益的有效途径。其目的是：在时点或推迟结构物的开挖开始时点，可以使结构物满足建筑结构物基础的完工工期的前提下，应尽最开挖的出料被遗弃量减少；降低在图1中II2区的大可能地将结构物基础的开挖石料直接用在大坝的时段强度或增加填筑强度也可以使结构物开挖出料填筑上，而减少二次倒运。以下是如何实现结构物的遗弃量减少。基础开挖可用石料的二次倒运

4、量最小化的数学模型⑥由于大坝及结构物之基础开挖完工工期的限的建立。制，较难控制结构物开挖超前性的弃料。在此不研究首先做出施工强度～时间曲线，包括结构物开提前填筑的开始时点或推迟结构物的开挖开始时点，挖获得的有用料的施工强度～时间曲线和填筑施工可以使结构物开挖的出料被遗弃量减少这一问题。本强度～时间曲线，见图1。文仅研究在以下条件限制下的结构物之基础开挖量的(1)几种状态的分析。根据填料的需求强度，可利用程度问题，开挖开工时间及完工时间是由总施与结构物的开挖强度的不同分布可知，其关系有如工工期所决定的，是受限制的，不可提

5、早、不可延迟下不同的状态。的；填筑的开工时间及完工时间是确定的，受限制①结构物开挖开工时间早，出现结构物开挖超的，不可提早、不可延迟的；填筑及开挖是受到施工前性的弃料。见图1中I1区所示。I1区的面积即是该时段的弃料量。收稿日期：2010—03—09②开挖在填筑时，在某时段，结构物开挖出料作者简介：向建(1964一)，男，教授级高级工程师，中国水电七局强度小于大坝的填筑强度，出现填筑料短缺的状有限公司总工程师兼马来西亚巴贡水电站项目部总经理。4学兔兔www.xuetutu.com向建∥巴贡水电工程堆石坝施工石料调配的规

6、划方法贝0(q挖一q填)=0。(II2区)QE(g，一g)(4)极限开挖强度的确定。吕各作业区域的极限开挖强度＼[q]=，(t)，(i=1，2，⋯11代表簸时段)，(=1，2，⋯n代表区U增域)；是由于作业环境与资源条件所限制的最大时点施工强度，是一681012l416。(I1区)lQ∑(g一g)时间，／月个十分复杂的函数。较难用某个解析式表达，因为，以上将已设定t图1施工及填筑强度时间曲线=t⋯=t⋯=t=1(月)；则可表达为，各作业区域的极限开挖强度资源能力及施工作业的环境条件所限制的。[q]=J(，⋯)；极限填筑

7、强度[q]=g』(Y，(2)决策变量。Y⋯)；(，：⋯)及(y。，Y⋯)代表各区域决定施根据以上分析及图1可知：结构物的时点开挖强工能力的环境、资源等因素的各个复杂变量。度q扭与填筑时点强度q填，是本问题的决策变量。优(5)约束方程。化策略是：通过求解最佳的g扭与q蛳，使得在时段挖列出约束方程填强度相适宜。达到使弃料最少的目的。(3)目标函数。∑q=Qj(~gJ号结构开挖区域的开采总量)(1)根据图1所示，可知通过调节结构物开挖的强度分布，以及大坝填筑强度的分布。使结构物基础开挖∑q=qi(第i时段m个不同的开挖区所获

8、得的有用料出现堆存量最小化，决定于发生二次同时的有用料获得强度之和)(2)倒运量的大小。而发生二次倒运的多少，关键是：在工程工期约束的前提下，在某时点的大坝填筑所需填∑q。。=Q。(填筑总量)(3)筑料的上坝强度与结构物开挖所获得的可用料的强度根据以上所求出的q；与[g]可得：g≤[q；q∞之差之和为最小。因此，其目标函数可用以下