思林水電站巖門人工砂石加工系統(tǒng)料場施工分析

周仕剛

(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽 550003)

思林水電站巖門人工砂石加工系統(tǒng)料場施工分析

周仕剛

(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴陽 550003)

在電站施工工程中，工程質(zhì)量關(guān)系著使用的年限及下游的居民安全。在施工中不僅對工程質(zhì)量要求嚴(yán)格，而且與施工技術(shù)人員也有很大的關(guān)系。思林水電站巖門料場總開挖量約為216萬 m3。料場開挖施工主要內(nèi)容包括覆蓋剝離、毛料開采。施工中采用排、孔間微差爆破技術(shù)。技術(shù)要求高，難度大，工藝復(fù)雜。文章著重介紹料場開挖施工的爆破技術(shù)，對同類料場開挖施工，有一定的參考與借鑒價值。

思林水電站；巖門；人工砂石加工系統(tǒng)；料場施工

1 概 述

思林水電站位于貴州省東北部思南縣，烏江干流中游，工程混凝土總量為238萬 m3。根據(jù)料場開采規(guī)劃，巖門料場總開挖量約為216萬 m3，其中毛料165萬 m3，覆蓋剝離51萬 m3。料場開挖施工內(nèi)容包括道路施工、覆蓋剝離、毛料開采、邊坡支護(hù)等[1]。

2 道路施工

道路施工包括料場的道路開拓和開采階段的場內(nèi)道路施工。道路開拓指運輸主干道的施工，開采階段的場內(nèi)道路施工指料場正常開采施工階段隨著開挖高程的下降和梯段分塊開挖時為調(diào)整工作面而進(jìn)行的道路臨時布置修改。

道路開拓采用直進(jìn)式，即從公路的起點沿軸線方向直線前進(jìn)進(jìn)行施工。設(shè)備配置為CM351型鉆機(jī)、CAT365D反鏟和RD25自卸汽車。其工作程序為首先采用反鏟將表土從道路施工的范圍內(nèi)挖除，然后對不能用機(jī)械直接挖除的石方進(jìn)行鉆孔爆破，再行挖運。道路內(nèi)側(cè)邊坡控制坡比為1∶0.9，道路路基全線形成后再進(jìn)行碾壓和鋪填碎石、砂和土的混和料，再次進(jìn)行碾壓施工。

開采階段的場內(nèi)施工道路主要為上下梯段間的連接道路，已經(jīng)開采完工的平臺可以直接用于汽車的通行，不必另外開辟道路。場內(nèi)臨時施工道路的寬度≥5m，最大縱坡10%，最小轉(zhuǎn)彎半徑為12m。梯段間的連接道路必須根據(jù)開采需要進(jìn)行變更，但要盡量減少變更次數(shù)。

3 覆蓋剝離施工

料場的覆蓋剝離包括投產(chǎn)前的揭頂剝離和投產(chǎn)后的邊邦剝離。土方可以用挖掘機(jī)或推土機(jī)直接挖除，石方經(jīng)鉆孔爆破后再行挖除。本料場采用兩次覆蓋層剝離，先把高程EL586m以上的一次全部剝離，并用推土機(jī)推至EL586m集料平臺集中進(jìn)行挖運，EL586m集料平臺以下的覆蓋層剝離，采取邊邦剝離，隨各梯段的開挖而進(jìn)行。

揭頂剝離是指高程EL586m以上的一次全部剝離。因汽車運輸公路只修至集料平臺(即EL586m平臺)，集料平臺以上的所有土石方均需用推土機(jī)或挖掘機(jī)轉(zhuǎn)至裝渣平臺，再在裝渣平臺進(jìn)行二次挖裝上車運走。

其基本工作程序為：鉆孔爆破→轉(zhuǎn)渣→挖裝→運輸。覆蓋剝離的施工設(shè)備配置為：CM351鉆機(jī)、TY—320推土機(jī)、CAT330B反鏟和CAT365D反鏟、RD25自卸汽車[2]。

集料平臺以下的覆蓋剝離在料場投產(chǎn)以后進(jìn)行。每個開挖梯段均存在一定厚度的覆蓋層，這部分的剝離隨開挖高程的下降先期進(jìn)行，總的原則是先剝離后開采。

對于采區(qū)內(nèi)的夾泥溶洞和軟弱夾層，在采料時也應(yīng)剔除，不能混料。邊邦剝離的施工設(shè)備與毛料開采的施工設(shè)備相同。

4 毛料開采施工

毛料開采施工主要包括2個方面的內(nèi)容：

4.1 施工方法

巖門料場的毛料開采，分2層進(jìn)行，EL586m集料平臺以上共計7個梯段，平臺以下共計3個梯段。EL586m集料平臺以上的毛料開挖應(yīng)盡量先形成EL586m集料平臺，以便毛料的集中堆放和挖運。集料平臺的開挖可考慮與揭頂覆蓋層剝離施工同時進(jìn)行。開采按照梯段分層逐層向下開挖。為滿足砂石加工系統(tǒng)的設(shè)計生產(chǎn)能力，毛料開采最高強度按20萬 m3/月進(jìn)行設(shè)計。

設(shè)備配置為：4臺CM351鉆機(jī)、2臺D7鉆機(jī)、1臺D155A推土機(jī)、2臺TY—320推土機(jī)、1臺WK—4挖掘機(jī)、2臺CAT365D挖掘機(jī)、1臺CAT330挖掘機(jī)、20臺RD25自卸汽車。毛料開采的全過程都必須保證同時有2個備采毛料的梯段可用來布置掌子面，生產(chǎn)高峰期時，還應(yīng)達(dá)到3個梯段掌子面同時開采的要求[3]。

開采梯段平臺下降時，以解決好道路布置為原則，選擇合理的位置開始打開新的平臺工作面。毛料開采的施工程序為：推土機(jī)平整爆塊工作面→鉆孔放樣→鉆孔作業(yè)→爆破→出料(運輸)。

為了保證鉆孔爆破質(zhì)量和爆后毛料塊度的均勻性，在爆塊工作面進(jìn)行鉆孔作業(yè)前，需用推土機(jī)對工作面進(jìn)行清理[4]。

推土機(jī)同時還負(fù)責(zé)整個采場工作平臺的場地平整工作，為場內(nèi)施工機(jī)械及運輸車輛提供良好的通行路面。

4.2 爆破方案

4.2.1 梯段爆破

毛料開采采用梯段爆破法，邊坡開挖采用預(yù)裂爆破法。鉆孔直徑采用φ105，配備的鉆機(jī)為CM3514臺(φ105孔徑)。

根據(jù)巖層物理力學(xué)性質(zhì)，選定毛料開采的炸藥單耗為0.55kg/m3，根據(jù)不同部位不同巖石情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

鉆孔直徑為φ105時，孔排距為a×b=3.5×3.5m，布孔方式采用矩形或梅花型，鉆孔角度一般為90°，其余根據(jù)地形需要進(jìn)行角度調(diào)整。

裝藥采用φ90乳化炸藥藥卷，鉆孔超深按1～1.5m計算，則標(biāo)準(zhǔn)孔深為13～13.5m，堵塞長度為2.0～3.0m。

爆破采用孔間微差爆破方案。導(dǎo)爆管直接下至孔底作為起爆體，采用排間微差時同段起爆的炮孔用導(dǎo)爆管連接，段間采用MS—2非電雷管接力或者采用MS—1～MS-10非電雷管控制起爆順序和時差[5]。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接方式根據(jù)爆塊情況采用“V”型或“W”型。

4.2.2 預(yù)裂爆破

預(yù)裂爆破適用于新巖體出露的邊坡。預(yù)裂爆破區(qū)的寬度范圍一般應(yīng)控制在12.5～15m，爆區(qū)包括預(yù)裂孔在內(nèi)≤6排炮孔，也≥4排，全部采用CM351鉆機(jī)鉆φ105的孔。

如圖1所示，第一排為預(yù)裂孔，孔距為1.0m，排間距離為2.0m；第二排為緩沖孔，孔距2.0m，排間距離為2.5m。為保證下一平臺馬道內(nèi)的平整度，減小對馬道的破壞，對預(yù)裂孔、第二、三排孔不超深，第四、五排超深1.0m。預(yù)裂爆塊第一排孔(預(yù)裂孔)兩端加兩個導(dǎo)向空孔。預(yù)裂孔需超深0.5m以減小地震波對邊坡和馬道的破壞。

預(yù)裂孔采用φ32乳化炸藥間隔裝藥，導(dǎo)爆索串接，堵塞段先用編織袋與裝藥段隔開，再用濕巖粉或砂土堵塞，減弱段線裝量為350g/m，長度1.7m，正常段線裝量為500g/m，長度8.8m，加強段線裝量為1.5kg/m，長度1.2m。

非標(biāo)準(zhǔn)孔深的正常段隨孔深變化而變化。緩沖孔裝藥采用φ60乳化炸藥藥卷，裝藥形式同主爆孔。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接時保證預(yù)裂孔先于其他孔的起爆時差≥75ms。

覆蓋剝離和毛料開采的爆破參數(shù)匯總見表1。

4.2.3 超徑石和底坎處理

超徑石是指塊度>750mm的毛料石。超徑石必須經(jīng)過二次爆破后才能作為有用料運往粗碎車間。二次爆破的技術(shù)要求為：采用手風(fēng)鉆鉆孔，炮孔深度要能使炸藥放置在超徑石的重心位置，一般炮孔的深度為超徑石厚度的3/5；當(dāng)一個超徑石有幾個炮孔時，采用1.0×1.0m的孔網(wǎng)和梅花型布孔；炸藥單耗約為0.06kg/m3；炮孔必須完全堵塞，堵塞材料用含水沙土，堵塞長度與裝藥長度之比應(yīng)>5[6]。

圖1 預(yù)裂孔立面布置示意圖

超出梯段平臺1m以上且嚴(yán)重影響施工的底坎必須進(jìn)行處理。采用淺眼爆破法處理底坎：手風(fēng)鉆鉆孔，孔深為底坎高度，孔網(wǎng)為1.0×1.0m梅花型布孔[7]。采用連續(xù)裝藥方式，藥卷為Ф32mm的乳化炸藥。堵塞長度0.3m，濕砂土堵塞。

5 料場施工的其他項目

料場施工還包括對場邊坡進(jìn)行支護(hù)、施工中的安全與質(zhì)量等：

1)邊坡支護(hù)主要包括錨桿、噴混凝土、排水孔等。

2)施工中的安全主要包括剝離施工安全、爆破安全、道路安全防護(hù)、施工排水等。

3)質(zhì)量主要控制：防止混料、控制塊徑等。

6 工程效果

實踐證明，思林巖門人工砂石加工系統(tǒng)料場開挖施工滿足水電站建設(shè)各方面的需要，為水電站按計劃完工奠定了堅實的基礎(chǔ)。

表1 爆破技術(shù)參數(shù)總表

[1]李勇，楊映.思林水電站一次篩分半干法制砂工藝及質(zhì)量控制[J].貴州水利發(fā)電，2007，21(03)：57-60.

[2]中國水利學(xué)會施工專業(yè)委員會.SL47—94水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國水利電力出版社，1994.

[3]中水東北勘測設(shè)計研究有限責(zé)任公司.SDJ388—89水利水電工程施工組織設(shè)計規(guī)范[S].北京：中國水利電力出版社，2004.

[4]韋愛勇.工程爆破技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2010.

[5]唐澤旭.淺談碾壓式石碴壩施工中的料場管理[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2013(10)：137-138.

[6]牟利.公路路面施工料場建設(shè)初探[J].科技信息,2011(05):337-338.

[7]趙濤.古頂電站大壩筑壩料場的選擇和填筑施工[J].廣西民族學(xué)院學(xué)報：自然科學(xué)版，2004(S1):167-169.

1007-7596(2014)01-0148-03

2013-11-25

周仕剛(1980-)，男，貴州遵義人，工程師，從事水利電站工程技術(shù)工作。

TV523

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