某電廠灰場子壩加高工程試驗(yàn)方案簡述

楊玉玲 張 濤

1 工程概況

此電廠新建工程初期灰場為某灰場,廠內(nèi)除灰采用灰渣分除、干灰干排,灰渣由汽車運(yùn)送至灰場貯放。電廠4×300 MW機(jī)組設(shè)計(jì)年灰渣排量為85.8×104t,當(dāng)灰場最終堆至1 391 m高程,庫容將達(dá)到824.27×104m3,可供電廠4×300 MW機(jī)組堆放8.3年,滿足堆放10年左右的要求。

在某灰場西南側(cè)溝口設(shè)1號(hào)初期堆石棱體,頂標(biāo)高1 340.0 m;東南側(cè)山埡口設(shè)2號(hào)初期堆石棱體,頂標(biāo)高1 365.0 m?；以鼒霾捎没以訅渭痈叻绞劫A灰,灰渣子壩分級(jí)加高,其中初期三年貯灰子壩壩頂設(shè)計(jì)標(biāo)高為1 370.0 m。

灰渣子壩的加高主要適用于初期灰渣場的子壩加高,即在初期堆石棱體上游、堆石棱體前部,利用灰渣作為子壩壩體碾壓材料加高灰場的部分,本期1號(hào)棱體處加高灰渣子壩共3級(jí)。

當(dāng)灰場灰渣堆至標(biāo)高為1 337.0 m,長為100 m的堆灰平臺(tái)完成時(shí),立即采用灰渣子壩加高方式修建第一級(jí)灰渣子壩,增加庫容,繼續(xù)堆灰。在以后的灰場運(yùn)行中,當(dāng)灰場各級(jí)灰渣子壩的堆灰達(dá)限制堆灰高程后,即進(jìn)行下一級(jí)灰渣子壩的修建工作。

2 試驗(yàn)?zāi)康?/h2>

在本電廠新建工程初期灰場1號(hào)棱體1級(jí)子壩加高工程中,在子壩壩體填筑前,須依據(jù)有關(guān)規(guī)范與設(shè)計(jì)要求,對(duì)灰渣進(jìn)行土工試驗(yàn)和現(xiàn)場碾壓試驗(yàn),以確定施工控制指標(biāo),即滿足設(shè)計(jì)干密度要求的鋪灰厚度、碾壓方式、碾壓遍數(shù)、含水率控制范圍及壓實(shí)機(jī)械的組合方式等施工數(shù)據(jù)。

3 試驗(yàn)情況簡述

本次試驗(yàn)場區(qū)設(shè)在本電廠某灰場庫區(qū)內(nèi),每個(gè)試驗(yàn)段為12 m×2.5 m,共分3個(gè)試驗(yàn)段。根據(jù)要求及現(xiàn)場條件,碾壓機(jī)械選擇SANY牌18 t振動(dòng)壓路機(jī),本次現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)的粉煤灰虛鋪厚度分別為60 cm,80 cm,100 cm;每個(gè)厚度下的含水量設(shè)計(jì)值均為 15%,20%,25%,其中每個(gè)含水量下的碾壓遍數(shù)為6遍,8遍,10遍,即總共試驗(yàn)27次以確定滿足設(shè)計(jì)干密度要求的鋪灰厚度、碾壓方式、碾壓遍數(shù)、含水率控制范圍以及壓實(shí)機(jī)械的組合方式。

現(xiàn)場碾壓前,首先由履帶式推土機(jī)將電廠運(yùn)來的粉煤灰攤鋪至設(shè)計(jì)虛鋪厚度,同時(shí)現(xiàn)場采取灰樣進(jìn)行原始狀態(tài)下的含水量、密度試驗(yàn),并依據(jù)含水量指標(biāo)采用灑水車(WSD-10B型)分段進(jìn)行現(xiàn)場配水至設(shè)計(jì)含水量,然后進(jìn)行現(xiàn)場碾壓(先用振動(dòng)壓路機(jī)不起振靜壓1遍,再振動(dòng)碾壓,最后再靜壓 1遍),碾壓完畢后,立即用6.18 cm×2 cm型環(huán)刀取樣、封樣,送至現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室,依據(jù)《土工試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行含水量、密度以及抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)(由于條件所限,現(xiàn)場僅進(jìn)行直接剪切試驗(yàn))。

4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

在虛鋪厚度一定的情況下,隨著碾壓遍數(shù)的增加,其相應(yīng)干密度隨之增加,但填筑含水量的大小對(duì)碾壓效果(干密度)不是很敏感,抗剪強(qiáng)度指標(biāo)隨虛鋪厚度、含水量和碾壓遍數(shù)變化的規(guī)律性不強(qiáng)。

當(dāng)虛鋪厚度為80 cm,碾壓遍數(shù)為8遍時(shí),含水量在18.9%～19.8%,其干密度達(dá)到1.34 g/cm3～1.36 g/cm3,與室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果中的最大干密度與最佳含水量最為接近,且粘聚力 C=16.23 kPa～ 19.08 kPa,內(nèi)摩擦角 φ=25.14°～ 26.18°,大于最大干密度(室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn))下的 C,φ值(C=14.7 kPa,內(nèi)摩擦角φ=25.0°)。

對(duì)照相關(guān)電力設(shè)計(jì)院“某電廠(4×300 MW)新建工程某灰場設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)行說明書”中有關(guān)碾壓填筑的控制指標(biāo),本次試驗(yàn)中,當(dāng)虛鋪厚度為 80 cm,碾壓遍數(shù)為 8遍時(shí),含水量控制在18.9%～19.8%范圍內(nèi)時(shí),其干密度、粘聚力和內(nèi)摩擦角均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

之后進(jìn)行的室內(nèi)三軸剪切試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)試樣含水量接近最佳含水量時(shí),在相同擊實(shí)條件下最易達(dá)到最大干密度,三軸剪切條件下的總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo):粘聚力C=17.8 kPa～20.4 kPa,內(nèi)摩擦角 φ=24.8°～28.5°,與現(xiàn)場直剪試驗(yàn)的結(jié)果相近,基本達(dá)到原設(shè)計(jì)所要求的控制指標(biāo)。

5 結(jié)論與建議

本電廠出廠時(shí)粉煤灰(原始狀態(tài)下)的含水量范圍為6.5%～11.5%。

在不同含水量狀態(tài)下,碾壓前粉煤灰處于松散狀態(tài)時(shí)的最小干密度范圍為0.67 g/m3～1.01 g/m3。

完全干燥松散狀態(tài)下粉煤灰處于粉末狀態(tài)時(shí)的最小干密度為1.10 g/m3,完全干燥松散狀態(tài)下粉煤灰中含少量團(tuán)狀顆粒時(shí)的最小干密度為1.26 g/m3。

當(dāng)試樣含水量接近最佳含水量時(shí),在相同擊實(shí)條件下最易達(dá)到最大干密度,三軸剪切條件下的總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo):粘聚力C=17.8 kPa～ 20.4 kPa,內(nèi)摩擦角 φ=24.8°～ 28.5°。

由不同含水量、不同碾壓遍數(shù)和不同虛鋪厚度下的粉煤灰含水量、密度及抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果表明,在虛鋪厚度一定的情況下,隨著碾壓遍數(shù)的增加,其相應(yīng)干密度隨之增加,但填筑時(shí)粉煤灰中含水量的大小對(duì)碾壓效果(干密度)不是很敏感,且抗剪強(qiáng)度指標(biāo)隨虛鋪厚度、含水量和碾壓遍數(shù)變化的規(guī)律性不強(qiáng)。

綜合分析現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)成果,采用18 t振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場碾壓,虛鋪厚度80 cm,碾壓遍數(shù)8遍,當(dāng)含水量接近最佳含水量時(shí),其干密度可達(dá)到1.34 g/cm3～1.36 g/cm3,抗剪強(qiáng)度指標(biāo):粘聚力 C=16.23 kPa～ 19.08 kPa,內(nèi)摩擦角 φ=25.1°～ 26.2°,滿足設(shè)計(jì)要求。

通過對(duì)本電廠新建工程某灰場灰渣現(xiàn)場碾壓試驗(yàn)和室內(nèi)土工試驗(yàn),得到以下技術(shù)指標(biāo):

鋪灰厚度:80 cm;

碾壓機(jī)具:18 t振動(dòng)碾;

碾壓遍數(shù):8遍,先用振動(dòng)壓路機(jī)不起振靜壓1遍,再振動(dòng)碾壓6遍,最后再靜壓1遍;

筑壩灰渣的含水量控制在18%～23%之間,含水量不符合要求的灰渣不得直接上壩;

碾壓后灰渣干密度:ρd≥1.30 g/cm3;

粘聚力 C≥16.2 kPa,內(nèi)摩擦角 φ≥25.1°。

[1] SL 237-1999,土工試驗(yàn)規(guī)程[S].

[2] DL/T 5045-2006,火力發(fā)電廠灰渣筑壩設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] DL/T 5074-2006,火力發(fā)電廠巖土工程勘測技術(shù)規(guī)程[S].

[4] 中華人民共和國建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn).建筑材料試驗(yàn)操作規(guī)程[S].