過渡料爆破直采技術簡述

孫文明

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

近年來，在水利水電工程壩型的選擇中，面板堆石壩、黏土心墻堆石壩、風化料堆石壩越來越成為各地的首選壩型，發(fā)展前景極為廣闊，具有選材方便、成本低、施工速度快等特點。作為山西省具有代表意義的張峰水庫黏土斜心墻堆石壩、柏葉口水庫混凝土面板堆石壩已建成，張峰水庫已開始蓄水投入運行，運行效果良好。

在張峰水庫施工過程中，采用爆破后進行二次解小、篩分后才能生產(chǎn)出能夠滿足設計級配要求的過渡料，由于工序多、效率低，生產(chǎn)成本較高。

在柏葉口水庫施工過程中，針對傳統(tǒng)過渡料開采存在的缺點，通過試驗，調整爆破參數(shù)，能夠應用爆破直接生產(chǎn)滿足要求的過渡料，取得了較大突破，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟效益。

1 工藝原理

根據(jù)不同的爆破參數(shù)下所生產(chǎn)的不同粒徑和級配的石料，逐步進行優(yōu)化，在最低成本和最高效率下生產(chǎn)滿足設計要求的過渡料。過渡料生產(chǎn)一般采用深孔臺階微差爆破技術。過渡料直采技術通過研究爆破參數(shù)對所爆石料的粒徑及級配的影響與設計包絡線的相互關系，先確定出包絡線范圍內的爆破參數(shù)，然后進行生產(chǎn)性試驗，經(jīng)過多次優(yōu)化與調整，確定出最后用于指導生產(chǎn)的爆破參數(shù)，繼而通過爆破直采生產(chǎn)合格的過渡料。

2 料場位置選擇

過渡料開采前，首先要對生產(chǎn)過渡料場的位置進行優(yōu)選，應注意以下幾點：第一，料場的儲量要滿足施工需求并留有一定余量。為避免后期所采石料與主、次堆石料混徑，所選過渡料料場要與以上料場保持一定距離，避免在過渡料開采過程中影響壩面施工，巖石材料要均勻，節(jié)理發(fā)育，以利于所采石料的細料含量及塊度的控制。第二，料場交通要便利，便于設備及火工材料的搬運。第三，山體上部所開采過渡料，在爆后及機械推落過程中會自然篩分，個別超徑石就會滾落出料堆，造成級配不合理，在裝運時要利用裝運機械對表面石料與內部石料進行混合后再裝車。儲料場容量要滿足一次爆破要求及壩面填筑要求，且場地要平整。第四，在條件允許的情況下，盡量選擇兩個以上石料場，由于材料用量較大，盡量高料高用、低料低用，減少運輸成本。同時避免在雨季等條件下運輸過渡料，以免影響施工。

料場位置選好后，要對表層的覆蓋層、強風化巖、坡積物等進行剝離，以便后續(xù)布孔的進行。剝離范圍要大于采區(qū)3~5m，以免爆破后覆蓋層與過渡料混合。

3 爆破參數(shù)設計

過渡料開采爆破參數(shù)推薦范圍見表1。

表1 過渡料開采爆破參數(shù)推薦范圍表

4 鉆孔

鉆孔前，依照爆破設計圖進行測量放樣，孔位一定要準確，且測量每一孔位的高程，以便確定每一孔位的孔深，其中點位偏差不大于5cm，孔深誤差也不大于5cm，鉆孔偏差不大于1°。為取得良好的級配料，炮孔間排距相對于堆石料開采要小很多，每孔控制爆破面積約為5～6m2（堆石料開采約為9～12m2）?？咨罡鶕?jù)料場的地形條件及開挖與運輸設備來確定，一般為10～12m。鉆孔過程中，要控制鉆孔精度，所鉆炮孔全部為垂直孔。此外，考慮到施工安全，還需對爆破飛石距離及地震效應進行計算。

5 裝藥和封堵

通過爆破開采的堆石料與過渡料相比，由于一般只在孔底部裝藥，存在粒徑相對較大、細料含量不夠的問題，尤其是在炮孔封堵段大塊較多、單耗及孔排距一定的情況下，通過調整裝藥結構，在封堵段采用間隔裝藥結構，可大大提高細粒徑料含量，減少大塊率。

每孔裝藥量Q1=q·a·b·H，其中q為單位炸藥消耗量，a為孔距，b為排距，H為孔深。

多排孔起爆時，為減小前排石料對后排臨空面的影響，可采取縮小爆孔排距至原設計排間距的0.7～0.8倍，也可適當增加后排孔每孔裝藥量，利用系數(shù)k 調整，公式為：Q后=k·q·a·b·H，其中 k 為考慮受前面各排孔礦巖阻力作用的增加系數(shù)，取1.1～1.2。

過渡料開采單耗雖然比主堆石料較大，但由于每孔的控制面積縮小將近1倍，如采用耦合連續(xù)裝藥將會使封堵段太長，且全部炸藥主要集中在鉆孔下部，使山體表層爆破后存在較多的大塊，所以采用間隔裝藥，會使每孔在總裝藥量相同的情況下，所裝藥量分布更加均勻合理，尤其是在孔口間隔的長度不大于0.5m時，對減少山體表層的大塊有極好的效果，而且能增加石料中細料的含量。

孔口的封堵長度與質量對提高炸藥能的利用率，減少飛石距離、噪聲以及空氣沖擊波的危害有重要作用，堵塞采用鉆孔產(chǎn)生的石屑或黃土。

6 網(wǎng)絡聯(lián)結和起爆

爆破網(wǎng)絡一般采用塑料導爆管網(wǎng)絡，用三通四通管進行連接，采取孔外延時孔內微差，結合現(xiàn)場實際地形和所鉆孔排數(shù)，采用“V”或“U”型起爆，再次對大塊率進行有效控制。網(wǎng)絡連接好后，進行二次交叉檢查，確保連接無誤，并對連接部分進行適當覆蓋，以保護網(wǎng)絡不被破壞。

7 安全控制和檢查

爆破參數(shù)確定后，進行飛石距離、地震效應計算時一定要控制其對周圍建筑物的破壞。爆破后，大于15min以后要由專職爆破安全管理人員進爆區(qū)進行安全檢查，在確定無“盲炮”后，才可解除警戒進行過渡料的運輸。爆破時要派專人對附近的建筑物進行觀察和測試，驗證飛石距離、爆破振動速度與理論計算是否一致，以為下次爆破參數(shù)的調整提供依據(jù)。

8 效果分析

爆破試驗完成后，要對過渡料進行現(xiàn)場篩分試驗，分析試驗結果是否滿足設計要求的粒徑與級配要求，如不滿足，則進行二次參數(shù)調整和試驗，直到滿足設計要求為止。

9 安全措施

針對爆破工程項目的特殊性，采取以下安全措施：一是爆破設計人員必須經(jīng)公安部批準的培訓部門培訓且考試合格，由持公安部門發(fā)放的爆破安全技術證書人員按資質級別擔任；二是所有參加爆破人員，須經(jīng)專門培訓方可上崗工作；三是經(jīng)項目部總工批準，監(jiān)理部審查認定后執(zhí)行；四是爆破區(qū)內嚴禁閑雜人員進入，嚴禁在爆區(qū)內使用明火、禁止抽煙；五是嚴禁在打雷、大風、黃昏、夜間進行爆破施工；六是按設計藥量及設計裝藥結構進行裝藥。

10 環(huán)保措施

由于在爆破過程中會產(chǎn)生飛石、地震效應、噪聲、有害氣體、粉塵、空氣沖擊波等危害，為加強環(huán)境保護，減少爆破對環(huán)境的危害，應采取以下措施：優(yōu)化設計方案，減少單響藥量，降低爆破振動效應；對爆破前作業(yè)面的巖粉、碎石進行清理，減少粉塵及飛石；爆前爆后噴霧灑水，減少粉塵、有害氣體的擴散；保證填塞質量及填塞長度；合理安排爆破時間，盡量避免在早晨或下午較晚時間起爆，避免因大氣效應導致噪聲增強的問題出現(xiàn)。