西摩瀑布大坝地基土的抗震升级爆破夯实.docx

西摩瀑布大坝地基土的抗震升级爆破夯实来自ASCT的罗恩·J·埃利奥特，，太平洋爆破及拆卸有限公司刘易斯克拉克，，专业工程师布莱尔格赫尔博士，，爆炸夯实公司埃德富洛普，，Klohn克里彭贝格有限公司尼尔K·辛格工程师，，和大温哥华水区的弗兰克·胡贝尔工程师。摘要：本文介绍了爆破压实技术成功应用于温哥华西摩瀑布大坝的抗震升级中对地基土的致密化，原来填土路堤在1958年至1961年建成，2004年至2007年升级为最大可靠度承受地震的影响本文提供了对土壤的爆炸压实理论的一般背景资料，历史使用，现场地质，工程的限制，选择炸药，爆破设计，使用的仪器，实施中遇到的问题和解决方案，以及所取得的成果。该项目涉及使用电子雷管帽感光乳剂炸药经受极端过压环境。该项目是一个通过使用“最先进的技术”再加上必威体育精装版的设备来实现的出色例子。该项目要求一队钻探人员，爆破人员和工程师的密切合作达到在非常苛刻的条件下难以实现的目标。引言：西摩瀑布大坝位于不列颠哥伦比亚省温哥华西摩河下西摩保护区（LSCR），巴拉德湾以北大约18公里（图一）。大坝充当贮水池为超过200万居民温哥华新城供给大约三分之一的饮用水。该保护区是一个重要的休闲区设有远足和自行车道和位于下游300米的鲑鱼孵化场。围绕西摩河的下部土地具有大量居住，商业和工业的发展前景。温哥华地区被称为具有较高的地震潜在风险。西摩瀑布大坝抗震升级的目的是使大坝达到在加拿大大坝协会列出现代抗震建筑标准 - 大坝安全指南，使它能够承受的最大可信地震效应（MCE）对应于一个6.5级地震与当地（PGA）0.5克图1：西摩瀑布大坝位置图1920年底，一个高9米的混凝土大坝最初建造在西摩河提供对温哥华地区饮用水。并在1960年初这座大坝被纳入一个新的约30米高的含部分混凝土的土坝。这种新坝的填土部分是220米长。为了完成大坝填土部分的MCE地震升级，因此决定在现有大坝下游脚趾建立一个新的填土路基。深爆炸压实工作从10 到20m深采用组合强夯法（DC），在上10米的土壤剖面为新填土路堤基础地面需改进。深层爆炸压实设计采取了体积压实沉降引起的体积应变与在地震作用下体积应变在2％至5％的范围内抖动。该组合强夯法的目的是要创造压实颗粒土壤超过25相当于渗透测试N160值上层。地质：西摩瀑布大坝东端具体的部分是建在基岩上，包括硬的海岸山脉，复杂的大规模的花岗闪长岩。这基岩面从美洲狮溪扇覆盖一个半径约800米的半圆区域，倾向西并布满粗砂和砾石。大坝填土部分是建立在这美洲狮溪山谷的西侧始发的冰水沉积碎屑。美洲狮溪冲积扇上层20米到40米部分由包括18米以上部分包含的粗巨石，鹅卵石，沙子和碎石的松散颗粒物质组成。该材料逐渐变得更细，约30米深时过渡到粗砂。用于原地材料的典型级配曲线在图2中找到。图2 当地土级配地下水位在大坝下方的颗粒沉积物是通过渗透的影响通过从美洲狮溪现有土坝和西风补给风扇。地下水流朝向的鱼孵化场向东南方向。环境问题：位于大坝下方300米处的鱼孵化场大部分依赖于美洲狮溪谷呈喷射状的地下水。而爆破夯实过程所产生的化学残留物必须符合规定的水生生物的生存要求。含氨量限制在每升25.7毫克，硝酸盐的含量则限制在每升200毫克。地下水控制系统由四个控制井构成，每口井爆破时所喷射的化学残余物都在可接受限度以内。鱼孵化场的每个产卵池都采取超压措施，采用低于50千帕的压力来保护鲑鱼产卵。爆破产生的最大颗粒速率低于13毫米每秒。大坝安全问题：在爆破夯实过程中，通过限制最大颗粒速率来保证大坝的稳定性。最大颗粒速率不得超过以下要求: 鱼孵化场区：13毫米每秒 距离爆炸控制板最近18米建筑区：75毫米每秒 混凝土大坝顶端：25毫米每秒距离爆炸控制板最近8米西摩主2号直径2.29米管线处：120毫米每秒大坝活土填充区底处：120毫米每秒一批由13个测震仪组成的测量仪器投入使用，通过增加多余度衡量，从而符合限度。爆破夯实基本原则：在过去，爆破夯实几乎 三分之二发生在新大坝部分的18个控制板处，而现在则需要在地面发射爆炸命令，从而产生一系列连续的爆炸，从中释放的能量导致土地周期性变形，这一变形过程会根据爆炸声重复多次循环从而使较松软的土地趋于夯实化，特别是那些离爆破洞口较远的地方。据认为，修整变形主要负责这一体积的压实，特别是在距离超过从爆破孔数米之遥的土壤。对于饱和的土壤和由于孔隙水的相对不可压缩性的土壤，在爆破过程中覆土压力会被传递到孔隙流体和爆破期间超静水压的发展。只要应变振幅和应变的周期数是足够的，土体液化（即孔隙水压力暂时升高至有效垂直覆应力在土体，以便创建一个重液）。这种再固结通常发生数小时至数天以下的爆破中，这取决于该土壤和排水的渗透性等边界条件，并通过大量的水在地表面释放或导致爆破残留壳的存在。“短期”的体积变