罗赛雷斯大坝加高工程的反滤料设计级配的优化
[12-01 19:55:10] 来源:http://www.jianzhu518.com 建筑施工 阅读:9768次
1 工程简介
苏丹罗赛雷斯大坝,位于尼罗河主要支流青尼罗河上苏丹南部青尼罗河州罗赛雷斯镇,距苏丹首都喀土穆 550km。大坝于 1960 到1967 年建成,最大坝高 66m,装机 7 台,共 28 万千瓦。(参考《www.jianzhu518.com》)
本加高工程是在原有大坝的基础上加高 10m,并向下游按一定比例加宽。加高后的大坝全长 25.1 公里,包括 24.1 公里的土石坝(左岸土石坝长 15.6km,右岸长 8.5km)和 1 公里的混凝土坝,其作用是储存更多青尼罗河上游来流,为下游广大灌溉区域提供可靠稳定的供水,并提高苏丹水力发电的能力。
2 土石坝结构及料物特性
根据监理工程师的设计图纸,加高后的土石坝分四种坝型,主要坝体(1 型坝和 2 型坝,占整个土石坝填筑量的 93%)为斜芯墙结构,料物从上游到下游依次为:护坡料(8 区料和 5 区料)、反滤料(2区料)、斜芯墙料(1 区料)、细反滤料(2A 料)、反滤料(7A 料)、任意料(4 区料)和护坡料(5 区料)。7A 料位于 2A 料的下游侧,且位于土石坝的基础部位,是 2A 料的保护性反滤料,防止 2A 料的流失并将坝体内渗水自由排除坝体外。
7A 料由天然河床中的砂砾料经过破碎筛分系统加工制得(此系统同时生产 6A 料和 7A 料)。根据工程师的设计,7A 料是一种窄级配的反滤料。
根据原设计级配曲线可知,7A 料中料物粒径在 1~10mm 之间的颗粒含量约占总量的 65%。而天然砂砾料中 1~10mm 的颗粒含量仅为 7.2%,7A 料必须通过破碎大石或中石来获取。
3 现有加工系统的特性
按照系统设计,在右岸靠近青尼罗河布置了反滤料加工系统,此系统通过破碎筛分天然砂砾料来制备 6A 料和 7A 料。此系统主要的运行设备有:1 台 HP400SX 圆锥破碎机、5 台 2YKR2460 圆振动筛、1 台 RP109 制砂机、2 台 2FC-15 洗砂机、11 台 GZG1103 振动给料机以及 21 条皮带机,设备全部来源于苏丹麦洛维水电站项目。在系统建安完成并调试运行后,生产了少量的 6A 料和 7A 料,取样筛分试验结果显示,7A 料的级配不满足设计要求。
为解决 7A 料的级配问题,针对本项目的实际情况,建议采取以下两种方法:
①调节分料漏斗的开口尺寸,减小6A料中10~40mm 颗粒的含量,通过 RP109 制砂机的破碎提高 7A 料中 1~10mm 颗粒的含量。此方法的 7A 料生产能力约 110t/h,约 64m3/h,全天 24h 生产每月成品产量也仅为 2.4 万立方米,生产无法满足月填筑强度 5 万立方米的要求;②根据 2A 料的级配曲线以及反滤料的设计原则,修改 7A料的粗料级配曲线。
4 优化后的级配曲线
由于第一种生产方法的生产效率低,严重制约左右岸土石坝的填筑进度,此种方法不适用,必须通过设计修改 7A 料级配曲线的方式,才能使反滤料系统生产的 7A 料的产量在满足级配曲线的情况下满足土石坝填筑进度需要。
参照碾压式土石坝设计规范[1]和碾压式土石坝设计[2]中的反滤料设计原则,7A 料作为 2A 料的保护性反滤料,其级配需根据已确定的 2A 料级配来计算。
5 结论
经过与监理工程师的多次沟通,工程师最终同意我方使用修改后的级配曲线。因修改后的曲线扩大了成品物料的级配范围,使现有反滤料系统生产的成品 7A 料完全满足使用要求,系统的生产能力因此提高 63%,现为 180t/h,约为 104m3/h,系统的实际有效生产时间为每月 25 天,每天 14 小时,则月生产强度可提高到 3.5 万立方米。考虑每年汛期 6~9 月填筑很难进行,所需物料减少,而这 4 个月系统可正常生产并储存,全年叠加后可满足土石坝的填筑强度要求。
参考文献:
[1]黄河水利委员会勘测规划设计研究院.SL274-2001 碾压式土石坝设计规范[S].
[2]林昭.碾压式土石坝设计[M].郑州:黄河水利出版社. 来源: 《www.jianzhu518.com》.
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