澤城西安水電站過渡料爆破開采分析

吳明生

(山西省水利建筑工程局，太原030006)

1 工程概況

澤城西安水電站大壩為混凝土面板堆石壩。大壩從上游至下游分為混凝土面板、墊層區(qū)(2A)、過渡區(qū)(3A)、主堆石區(qū)(3B)和下游干砌石護坡。其中過渡料料場(3A)位于大壩左壩肩下游左岸，一級水電站旁邊，該料場地形為一小山包，爆破條件較好，料場開采頂高程為839 m，底高程為802 m，開采高底為37 m，計算開采方量約15 萬m3(利用料)，交通便利。過渡料場巖性，為長城系常州溝組第三巖組至第八組石英砂巖和長石石英砂巖，塊狀構(gòu)造，硅質(zhì)膠結(jié)，巖性堅硬，巖層傾向左岸，巖體抗滑穩(wěn)定性好，對邊坡穩(wěn)定較為有利，堅固系數(shù)等級f =8 ～10 級。爆破鉆孔前已對本次開挖爆破范圍內(nèi)的土層和風(fēng)化巖體進行了剝離。

2 過渡料的設(shè)計要求

過渡料是壩體填筑壩料之一。壩體過渡料(3A)設(shè)計要求最大粒徑300 mm，＜5 mm顆粒的含量為15% ～25%，＜0.075 mm顆粒的含量占0% ～5%，連續(xù)級配。

3 過渡料開采控制爆破技術(shù)研究的目的與意義

過渡料的開采有別于常規(guī)開挖爆破，常規(guī)石方開挖一般只需將巖石解體，塊度滿足所配機械設(shè)備挖裝運輸要求即可，而過渡料的開采除上述要求外，還必須滿足設(shè)計級配、粒徑的要求。過渡料開采控制爆破技術(shù)研究的目的就是通過開采爆破實驗，找出滿足設(shè)計要求的爆破參數(shù)，從而直接通過鉆孔爆破開采出滿足設(shè)計級配要求的過渡料，省去了破碎加工系統(tǒng)和汽車來回倒運的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，具有非常高的經(jīng)濟價值［1］。

4 過渡料開采控制爆破技術(shù)研究的方法和途徑

目前，在國內(nèi)混凝土面板堆石壩中，過渡料的生產(chǎn)一般是通過對開采出的巖石進行二次破碎、篩分和配加工得到，直接采用爆破方法進行過渡料的開采雖已有先例，但尚未見到介紹有關(guān)這方面施工經(jīng)驗的資料，因此也無法借鑒別的工程的成功經(jīng)驗。本項目通過現(xiàn)場爆破實驗，優(yōu)選出各個合適爆破參數(shù)。每進行一次爆破實驗，都要對爆破后的塊石級配進行若干組級配檢測試驗，然后找出問題所在、重新進行爆破設(shè)計、再付諸實施，直到找出滿足設(shè)計級配要求的爆破參數(shù)。

5 過渡料開采爆破裝藥與起爆網(wǎng)絡(luò)選擇

5.1 過渡料裝藥與堵塞

1)過渡料采用間隔偶合裝藥。裝藥時，先將孔內(nèi)的粉渣及積水用小于孔徑的吹風(fēng)管吹沖干凈后。裝藥采用人工裝藥，按設(shè)計藥量及設(shè)計裝藥結(jié)構(gòu)進行裝藥。

2)堵塞材料。采用壤土或鉆孔巖粉。堵塞方法:頂部適當(dāng)搗實，堵塞長度滿足要求。

5.2 起爆網(wǎng)絡(luò)、爆破

采用電雷管起爆，非電毫秒雷管孔外與孔內(nèi)微差延時，孔內(nèi)采用非電毫秒雷管起爆，以保證全部藥包按設(shè)計完全起爆。根據(jù)施工實踐經(jīng)驗，采用梅花形布孔一字型起爆網(wǎng)絡(luò)圖(一排一段起爆)和長方形布孔V 型起爆網(wǎng)絡(luò)圖。

6 過渡料開采爆破參數(shù)確定

過渡料開采爆破參數(shù)的選取在很大程度上取決于巖石的地質(zhì)情況，不同的地質(zhì)條件適用不同的爆破參數(shù)。巖體地質(zhì)條件(巖石成分、巖層面產(chǎn)狀、斷層、節(jié)理、裂隙和軟弱夾層等)是確定整爆破方案的最重要因素。

合理的爆破參數(shù)，能達到較好的爆破效果。選定的過渡料場的巖性是確定的，這里不做考慮。我們采取經(jīng)驗與實際相結(jié)合，根據(jù)現(xiàn)場試驗來確定孔距、排距、裝藥結(jié)構(gòu)等的施工爆破參數(shù)，以滿足大壩堆石料的級配設(shè)計要求。結(jié)合本工程地質(zhì)情況初擬定爆破參數(shù)見表1。

實施爆破后，對所爆過渡料進行篩分等檢測，依照篩分結(jié)果，結(jié)合理論公式逐步試驗，在施工工藝上采取相應(yīng)的措施進行控制，最終保證所生產(chǎn)的過渡料在設(shè)計范圍內(nèi)。結(jié)合13 次爆破試驗，推薦過渡料爆破參數(shù)如下:

1)孔徑的確定:根據(jù)機械的配炮孔孔徑d 為d =90 mm。

2)孔距a、排距b:a =(2.0 ～2.5)m;b =(1.0～1.3)m。

3)單位耗藥量q:q =1.9 ～2.2 kg/m3。

4)堵塞長度:L =1 m。

采用2#巖石硝銨炸藥間隔裝藥和滿孔裝藥，(滿孔裝藥為宜)，梅花或矩形布孔，非電導(dǎo)爆管毫秒微差爆破，梅花形布孔一字型起爆，矩形布孔V 型起爆。

表1 過渡爆破參數(shù)表

7 過渡料開采環(huán)境保

石料開采過程中盡量減少原有環(huán)境的破壞，料場周邊開挖采用光面爆破，以確保保留巖體的完整性，施工過程中防洪采用在料場周邊設(shè)置排洪溝進行防洪、防汛，工程完工后應(yīng)形成完整、整齊的平臺，多余的石料應(yīng)清理干凈，運到棄料料場進行處理，保證移交時料場保留巖體完整，無危石，場地干凈，滿足環(huán)保要求。

［1］于濤，李高正．觀音巖水電站堆石壩石料開采爆破試驗與分析［J］. 爆破，2011(04):47 －49.