過(guò)渡料直采技術(shù)在柏葉口水庫(kù)的應(yīng)用

王海龍

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

柏葉口水庫(kù)位于山西省呂梁市交城縣會(huì)立鄉(xiāng)柏葉口村上游約500m的文峪河干流上，總庫(kù)容9712萬(wàn)m3，壩頂寬10 m，壩頂長(zhǎng)310.0 m，壩頂高程1 138.30 m，最大壩高88.3 m，壩型為混凝土面板堆石壩，是目前山西省在建的最高面板堆石壩，壩體填筑級(jí)配料主要是主堆料和過(guò)渡料。

1 過(guò)渡料直采技術(shù)的優(yōu)越性

針對(duì)工程工期緊、任務(wù)重，尤其是壩體各種級(jí)配料用量大的實(shí)際，若采用傳統(tǒng)機(jī)械破碎、篩分等施工工藝，開(kāi)采成本高，且開(kāi)采強(qiáng)度遠(yuǎn)達(dá)不到填筑要求。在這種情況下，利用對(duì)臺(tái)階深孔爆破破碎巖體技術(shù)熟練應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合工程設(shè)計(jì)要求及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在過(guò)渡料生產(chǎn)中采用了爆破直采法施工技術(shù)。主要特點(diǎn)是：理論結(jié)合實(shí)際試驗(yàn)，采用爆破法直接大量生產(chǎn)，省去傳統(tǒng)機(jī)械破碎，在堆料過(guò)程中利用自然篩分，所生產(chǎn)過(guò)渡料滿足設(shè)計(jì)要求，可直接上壩填筑。適用于過(guò)渡料以外的其他不同粒徑的石料開(kāi)采。在壩體對(duì)不同粒徑材料要求下，可將粒徑控制在5 mm～800 mm范圍內(nèi)，同時(shí)滿足其他各項(xiàng)指標(biāo)。過(guò)渡料的開(kāi)采主要運(yùn)用深孔臺(tái)階爆破技術(shù)，充分考慮各項(xiàng)爆破參數(shù)對(duì)不同粒徑級(jí)配料的控制作用。

通過(guò)研究過(guò)渡料級(jí)配參數(shù)與設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)的相互關(guān)系，結(jié)合理論計(jì)算及現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)，確定出合理爆破參數(shù)，進(jìn)而取得合格過(guò)渡料。

2 施工工藝及操作要點(diǎn)

第一，料場(chǎng)選址、規(guī)劃。過(guò)渡料開(kāi)采前，首先對(duì)過(guò)渡料場(chǎng)進(jìn)行選址，料場(chǎng)選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：一是為避免后期所采石料混徑，所選過(guò)渡料場(chǎng)要相對(duì)獨(dú)立，巖體石質(zhì)要均勻，節(jié)理、裂隙的發(fā)育要利于爆破塊度的控制。二是所選料場(chǎng)覆蓋層較薄，山體較陡，具有天然臨空面，便于實(shí)施深孔臺(tái)階爆破。三是為滿足大壩過(guò)渡料填筑進(jìn)度要求，要配有天然充足儲(chǔ)料場(chǎng)，山體上部所爆過(guò)渡料，儲(chǔ)料過(guò)程中經(jīng)過(guò)自然篩分，裝運(yùn)時(shí)利用挖掘機(jī)挑出超徑料。儲(chǔ)料場(chǎng)場(chǎng)地應(yīng)平整，道路順暢，便于機(jī)械大規(guī)模拉運(yùn)。料場(chǎng)選定后，需對(duì)表層分化、土層等利用機(jī)械進(jìn)行清理，以便后續(xù)布孔等工作的進(jìn)行。

第二，爆破參數(shù)設(shè)計(jì)。在前期主堆石料成功開(kāi)采的基礎(chǔ)上，初步選定孔距、排距及單位炸藥消耗量的取值范圍。通過(guò)對(duì)過(guò)渡料設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，運(yùn)用理論公式反復(fù)演算，得出過(guò)渡料開(kāi)采比較理想的設(shè)計(jì)爆破參數(shù)分別為：孔距2.5 m、最小抵抗線或排距2.0 m，單孔控制面積5.0 m2，炸藥單耗1.0 kg/m3，臺(tái)階高度10 m，裝藥結(jié)構(gòu)采用間隔裝藥，鉆孔角度90°，炮孔直徑120 mm。

第三，鉆孔。爆破參數(shù)確定后開(kāi)始鉆孔工作。鉆孔前，依照爆破設(shè)計(jì)精密布孔，確定孔距、排距及孔深。為取得良好的級(jí)配料，炮孔間距不宜太大，參數(shù)范圍內(nèi)所選間排距不允許同時(shí)取小值，每孔控制面積約為5 m2?？咨畹拇_定一般根據(jù)挖裝設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)條件選定在10 m。利用全自動(dòng)液壓鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，孔徑105～120 mm。鉆孔過(guò)程中，要控制鉆孔精度，所鉆炮孔全部為垂直孔。

第四，裝藥。堆石壩級(jí)配料開(kāi)采中由于細(xì)料含量不夠，可采用耦合裝藥來(lái)提高炸藥的猛度和威力，增大壓縮破裂圈的范圍，從而提高細(xì)粒徑料的取量。

第五，封堵。過(guò)渡料開(kāi)采的炮孔間排距相對(duì)主堆料較小，耦合連續(xù)裝藥會(huì)使裝藥量加大，且主要集中于鉆孔下部，容易使上部大塊率多。采取間隔封堵，可使必需的藥量分布更加合理，有效控制上部封堵部位的大塊率，一定程度上調(diào)整級(jí)配料中不同粒徑的含量。封堵的關(guān)鍵是堵塞長(zhǎng)度和堵塞質(zhì)量。合理的堵塞長(zhǎng)度能降低爆炸能量損失，間隔堵塞長(zhǎng)度以1 m左右為宜。良好的堵塞質(zhì)量可增加爆炸氣體在孔內(nèi)的作用時(shí)間和減少空氣沖擊波、噪聲和飛石的危害。

第六，聯(lián)網(wǎng)起爆。起爆網(wǎng)路采取毫秒微差起爆方式，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際地形，采用“V”字形起爆，從而有效控制大塊率。

第七，安全檢查。爆破后進(jìn)行必要的現(xiàn)場(chǎng)安全檢查，杜絕“盲炮”的發(fā)生。同時(shí)要觀察對(duì)周邊村莊房屋振動(dòng)影響及飛石的距離，以供下次爆破參考。

第八，爆破效果分析。實(shí)施爆破后，對(duì)所爆過(guò)渡料進(jìn)行篩分等檢測(cè)，依照篩分結(jié)果，結(jié)合理論公式逐步試驗(yàn)，在施工工藝上采取相應(yīng)措施進(jìn)行控制，最終保證所生產(chǎn)過(guò)渡料在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)。

第九，儲(chǔ)料。為保證爆破開(kāi)采的連續(xù)性，需及時(shí)清空作業(yè)面。爆破完畢后，所爆過(guò)渡料利用挖掘機(jī)、推土機(jī)等推至山體下的儲(chǔ)料場(chǎng)。下落過(guò)程中，過(guò)渡料經(jīng)過(guò)自然篩分，個(gè)別超徑石會(huì)滾落出料堆。

3 質(zhì)量控制

爆破工程施工前，所用爆破器材都要做爆破試驗(yàn)，預(yù)測(cè)爆破器材的準(zhǔn)爆性。裝藥時(shí)，對(duì)出庫(kù)原材現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，看炸藥是否結(jié)塊、過(guò)期，導(dǎo)爆索是否斷節(jié)?？刂沏@機(jī)鉆孔的精度，嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行布孔。爆破完畢后，現(xiàn)場(chǎng)取樣做篩分試驗(yàn)。填筑上壩并碾壓完畢后，檢測(cè)其干密度、孔隙率是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

4 安全措施

堅(jiān)持“安全第一，預(yù)防為主”的安全方針，嚴(yán)格遵守《爆破安全規(guī)程》，根據(jù)《中華人民共和國(guó)民用爆炸物品管理?xiàng)l例》，針對(duì)爆破工程項(xiàng)目的特殊性采取相應(yīng)的安全措施。

項(xiàng)目部應(yīng)組建安全組織管理機(jī)構(gòu)，防范重點(diǎn)為：機(jī)械作業(yè)安全、爆炸物品管理、爆破安全禁戒范圍和爆破完畢安全檢查等。

5 環(huán)保措施

為保護(hù)周邊地區(qū)的生活環(huán)境和生態(tài)環(huán)境，防治污染和其他公害，保障人體健康在爆破過(guò)程中，應(yīng)遵守國(guó)家有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律、法規(guī)和規(guī)章，按照招標(biāo)文件的有關(guān)規(guī)定，做好施工區(qū)的環(huán)境保護(hù)工作。同時(shí)加強(qiáng)對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的噪聲、粉塵、廢水、廢氣的控制和治理工作，采用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，降低爆破噪聲、粉塵、有毒氣體及爆破振動(dòng)、飛石對(duì)周邊建筑物和人的破壞。

6 效益分析

在堆石壩級(jí)配料填筑施工中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)堆石壩過(guò)渡料的生產(chǎn)工藝進(jìn)行調(diào)整，應(yīng)用爆破法直接取料，量化生產(chǎn)，大大節(jié)約了時(shí)間、降低了成本。同時(shí)在施工技術(shù)上總結(jié)了臺(tái)階深孔爆破巖石破碎的基本規(guī)律，為今后同類(lèi)工程各種級(jí)配堆石料的開(kāi)采與研究積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。

7 結(jié)語(yǔ)

柏葉口水庫(kù)面板堆石壩壩體填筑級(jí)配料主要是主堆料和過(guò)渡料，共計(jì)150萬(wàn)m3。其中過(guò)渡料填筑12萬(wàn)m3，均利用爆破法直接生產(chǎn)，滿足上壩質(zhì)量要求，提前40 d壩體封頂。在水利建設(shè)史上，一是創(chuàng)下了88.3 m的最高面板堆石壩記錄；二是創(chuàng)下了單月填筑38萬(wàn)m3、單日填筑1.7萬(wàn)m3的最高填筑記錄；三是在高壩建設(shè)史上創(chuàng)下了當(dāng)年截流、當(dāng)年開(kāi)挖、當(dāng)年填筑、當(dāng)年封頂?shù)氖┕び涗?，保證了大壩施工的順利進(jìn)行，創(chuàng)造了山西水利建設(shè)的“柏葉口高度”。通過(guò)施工，大壩填筑單元工程合格率100%，優(yōu)良率91.5%，達(dá)到優(yōu)良工程。