黃金坪水電站石料場(chǎng)爆破試驗(yàn)研究

馬鵬奎

（四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川成都610072）

黃金坪水電站石料場(chǎng)爆破試驗(yàn)研究

馬鵬奎

（四川二灘國(guó)際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川成都610072）

黃金坪水電站大壩填筑主堆石料共需103.9萬(wàn)m3，因施工區(qū)沒(méi)有可開(kāi)采的料源，確定主堆石料在長(zhǎng)河壩電站響水溝石料場(chǎng)開(kāi)采，并進(jìn)行了兩場(chǎng)爆破試驗(yàn)。爆破后對(duì)爆破石料塊度分布進(jìn)行分析，確定了爆破生產(chǎn)出合格主堆石料級(jí)配的理論爆破參數(shù)，選取最優(yōu)爆破方案。

水電站大壩；石料場(chǎng)；爆破試驗(yàn)

1 黃金坪水電站響水溝石料場(chǎng)慨況

1.1 料場(chǎng)情況

黃金坪水電站響水溝石料場(chǎng)料源巖性為花崗巖，巖石弱～微風(fēng)化，巖石致密堅(jiān)硬。根據(jù)設(shè)計(jì)文件，響水溝料場(chǎng)花崗巖飽和抗壓強(qiáng)度94.5～120.0MP a，軟化系數(shù)0.74～0.78，天然密度2.16～2.15g/c m3，凍融損失率6～16%，主要技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求。

1.2 主堆石料技術(shù)要求

主堆石料的飽和抗壓強(qiáng)度不小于45MP a，最大粒徑不大于800m m，小于5m m顆粒含量控制在10～20%，小于0.075m m土粒含量小于5%，最大與最小邊長(zhǎng)之比不超過(guò)3～4，壓實(shí)后的孔隙率小于20%，干密度應(yīng)不小于2.15g/c m3。

表1 主堆石料設(shè)計(jì)級(jí)配表

2 試驗(yàn)?zāi)康募皟?nèi)容

參考長(zhǎng)河壩水電站《響水溝石料場(chǎng)爆破試驗(yàn)報(bào)告》成果，調(diào)整優(yōu)化爆破參數(shù)，爆破后對(duì)爆破石料塊度分布進(jìn)行分析，確定爆破生產(chǎn)出合格主堆石料級(jí)配的理論爆破參數(shù)，選取最優(yōu)爆破方案。

3 爆破試驗(yàn)

在施工單位已開(kāi)挖形成的1760m高程施工作業(yè)面，共進(jìn)行兩場(chǎng)爆破試驗(yàn)，第一場(chǎng)設(shè)計(jì)孔排距4.0m×3.0m，第二場(chǎng)設(shè)計(jì)孔排距3.5m×3.0m，梅花型布置，炸藥理論單耗均為0.60kg/m3，爆破梯段高度12.0m，耦合裝藥，采用深孔微差擠壓爆破方式。

采用挖掘機(jī)清理工作面浮渣后，人工按上報(bào)批復(fù)的爆破設(shè)計(jì)布孔，C M351高風(fēng)壓鉆機(jī)鉆孔，裝藥由人工90m m乳化炸藥連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，孔外采用“V”形微差起爆網(wǎng)絡(luò)，爆破后在監(jiān)理和試驗(yàn)人員現(xiàn)場(chǎng)取選的典型斷面上對(duì)開(kāi)采料取樣進(jìn)行顆分試驗(yàn)。

3.1 爆破器材及爆破規(guī)模

選用的炸藥規(guī)格為條狀袋裝“2#巖石乳化炸藥（WL-2型）”，直徑Φ 90m m，單條重3.0kg/支，具體參數(shù)見(jiàn)表2。選用的起爆器材為某公司生產(chǎn)的“8號(hào)工業(yè)導(dǎo)爆管雷管”，型號(hào)為L(zhǎng) MS1-8。具有耐水性能強(qiáng)，起爆能力大，傳爆可靠性高等特點(diǎn)。試驗(yàn)中采用了MS-1，MS-2，MS-3，MS-5，MS-15。其各段延期時(shí)間見(jiàn)表3。

采用孔內(nèi)延期、孔外排間距毫秒微差爆破方式，孔網(wǎng)連接采用“V”網(wǎng)，孔口堵塞長(zhǎng)度范圍為2.3～2.9m。單次爆破量在4000m3以上（最少4排、6列主爆孔）。

表2 2#巖石乳化炸藥（WL-2型）性能指標(biāo)

表3 導(dǎo)爆雷管延期時(shí)間

3.2 第一場(chǎng)爆破試驗(yàn)

爆破試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表4，爆破試驗(yàn)實(shí)測(cè)孔深見(jiàn)表5，爆破試驗(yàn)單孔裝藥及堵塞長(zhǎng)度見(jiàn)表6。

表4 第一場(chǎng)爆破試驗(yàn)參數(shù)表

表5 第一場(chǎng)爆破試驗(yàn)實(shí)測(cè)孔深表

表6 第一場(chǎng)爆破試驗(yàn)單孔裝藥及堵塞表

爆破臨空面由前期施工單位爆破開(kāi)挖后提供，受前期爆破后沖破壞，臨空面巖石裂隙多且普遍張開(kāi)，經(jīng)過(guò)觀察，在爆破區(qū)的下游側(cè)裂縫最寬處約20c m，臨空面條件較差，見(jiàn)圖1。

通過(guò)對(duì)爆破后的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)爆破項(xiàng)目檢查：起爆效果良好，無(wú)拒爆情況；爆破過(guò)程中飛石距離在200m之內(nèi)，對(duì)周邊影響小，爆破在可控范圍內(nèi)；爆后底部基本無(wú)殘根，開(kāi)挖至底部檢查大面基本平整；爆堆高度明顯，約為2.0m；爆堆下游側(cè)有較多超徑石，上游側(cè)局部有較少的超徑石，分布在爆堆中下部，超徑石范圍為0.8～1.2m，見(jiàn)圖2。超徑石的產(chǎn)生主要來(lái)源于臨空面結(jié)構(gòu)不良，裂隙發(fā)育太多，爆破時(shí)炸藥爆炸氣體過(guò)早外溢，巖石之間的碰撞擠壓作用和應(yīng)力波的相互疊加作用較少，在臨空面裂隙密集區(qū)域產(chǎn)生較多大塊石，采用挖掘機(jī)對(duì)表層超徑石挖出后，炮堆內(nèi)部超徑石較少，巖石擠壓破碎效果明顯。

3.3 第二場(chǎng)爆破試驗(yàn)

爆破試驗(yàn)參數(shù)見(jiàn)表7。

圖1 第一場(chǎng)爆破試驗(yàn)爆破前臨空面

圖2 第一場(chǎng)爆破試驗(yàn)爆后照片

表7 第二場(chǎng)爆破試驗(yàn)參數(shù)表

表8 第二場(chǎng)爆破試驗(yàn)實(shí)測(cè)孔深表

爆破臨空面由前期施工單位爆破開(kāi)挖后提供，臨空面上部受爆破后沖影響，巖體有少量裂隙，總體臨空面條件較好。

通過(guò)對(duì)爆破后的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行相關(guān)爆破項(xiàng)目檢查：起爆效果良好，無(wú)拒爆情況；爆破過(guò)程中飛石距離在200m之內(nèi)，對(duì)周邊影響小，爆破在可控范圍內(nèi)；爆后底部基本無(wú)殘根，開(kāi)挖至底部檢查大面基本平整；爆堆高度明顯，約為2.2m；爆堆形態(tài)均勻局部有較少的超徑石，分布在爆堆中下部，超徑石范圍為0.8～1.2m，見(jiàn)圖3。

表9 第二場(chǎng)爆破試驗(yàn)單孔裝藥及堵塞表

圖3 第二場(chǎng)爆破試驗(yàn)爆后照片

4 顆分試驗(yàn)

兩場(chǎng)爆破試驗(yàn)爆破后各分3個(gè)有代表性區(qū)域取樣進(jìn)行篩分。

4.1 第一場(chǎng)爆破試驗(yàn)篩分情況

第一場(chǎng)爆破篩分試驗(yàn)共分3個(gè)區(qū)，爆破后在現(xiàn)場(chǎng)共計(jì)篩分5組。具體見(jiàn)圖4。

圖4 第一場(chǎng)爆破試驗(yàn)顆分級(jí)配曲線圖

4.2 第二場(chǎng)爆破試驗(yàn)篩分情況

第二場(chǎng)爆破篩分試驗(yàn)共分3個(gè)區(qū)，爆破后在現(xiàn)場(chǎng)共計(jì)篩分4組，從4組篩分結(jié)果看料源級(jí)配良好，級(jí)配在設(shè)計(jì)包絡(luò)線之內(nèi)，各指標(biāo)均滿足技術(shù)要求。具體見(jiàn)圖5。

圖5 第二場(chǎng)爆破試驗(yàn)顆分級(jí)配曲線圖

5 結(jié)論

兩場(chǎng)不同孔排距的爆破試驗(yàn)均能滿足黃金坪電站主堆石料的技術(shù)指標(biāo)要求，第一場(chǎng)爆破試驗(yàn)受不良臨空面地質(zhì)條件影響，爆破后表層產(chǎn)生較多大塊石，超徑石含量約1%，挖除表面超徑石，在炮堆內(nèi)部巖石破碎較好，超徑石較少。第二場(chǎng)爆破試驗(yàn)爆破后，巖石破碎率明顯優(yōu)于第一場(chǎng)，整個(gè)炮堆只有少量超徑石浮于中下部表面。對(duì)比兩場(chǎng)爆破試驗(yàn)，第二場(chǎng)爆破效果及篩分試驗(yàn)結(jié)果明顯優(yōu)于第一場(chǎng)，因此優(yōu)選第二場(chǎng)爆破試驗(yàn)所確定的炸藥類型、鉆孔設(shè)備、鉆孔參數(shù)、梯段高度、堵塞長(zhǎng)度、超鉆深度、裝藥結(jié)構(gòu)及起爆網(wǎng)絡(luò)等爆破參數(shù)。選定的爆破參數(shù)在目前料場(chǎng)開(kāi)采條件下能滿足設(shè)計(jì)對(duì)黃金坪電站主堆石料的技術(shù)指標(biāo)要求。本次爆破試驗(yàn)最終選定的爆破參數(shù)見(jiàn)表9。

表9 響水溝主堆石料爆破試驗(yàn)選定參數(shù)表

兩場(chǎng)爆破試驗(yàn)的梯段臺(tái)階高度均為12m，且考慮1m超鉆，前排孔超鉆1.5m，按照以往同類大中型工程的經(jīng)驗(yàn)，臺(tái)階高度基本不影響爆破效果，可在實(shí)際開(kāi)采中視具體料場(chǎng)條件可適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整的高度為10～16m。

爆破施工影響因素較多，特別是料場(chǎng)巖性、地質(zhì)條件影響較大，今后開(kāi)采中應(yīng)根據(jù)不同母巖、地質(zhì)條件及時(shí)調(diào)整孔網(wǎng)參數(shù)以達(dá)到最佳效果。

［1］蔣文龍.淺談近距離條件下的淺孔控制爆破與安全防護(hù)［J］.水利建設(shè)與管理，2011（05）.

［2］李玉良，袁永青，胡誠(chéng).洞室爆破在察汗烏蘇水電站開(kāi)挖中的應(yīng)用［J］.人民長(zhǎng)江，2007（05）.

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表4 工程抗震設(shè)防類別

第1.0.6條款，各類水工建筑物抗震設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)烈度或設(shè)計(jì)地震加速度代表值應(yīng)按下列規(guī)定確定：

（1）一般采用基本烈度作為設(shè)計(jì)烈度。

（2）工程抗震設(shè)防類別為甲類的水工建筑物，可根據(jù)其遭受強(qiáng)震影響的危害性，在基本烈度基礎(chǔ)上提高1度作為設(shè)計(jì)烈度。

3.3 規(guī)范理解與問(wèn)題探討

根據(jù)規(guī)范《水工建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》1.0.4條文的規(guī)定，1.0.6條文第2款中提高1度設(shè)防的前提條件是1.0.4條文中的第2條款，即：“基本烈度為6度及6度以上地區(qū)的壩高超過(guò)200m或庫(kù)容大于100億m3的大型工程，以及基本烈度為7度及7度以上地區(qū)壩高超過(guò)150m的大（1）型工程”，很顯然，本工程壩高或庫(kù)容均不滿足這一要求，所以應(yīng)按1.0.4條文中的第1條款和1.0.2條文中的第2條款執(zhí)行，即地震設(shè)計(jì)烈度采用《中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖》確定的基本烈度，為6度，但應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?/p>

4 結(jié)論與建議

（1）重視規(guī)范條文說(shuō)明的理解和學(xué)習(xí)。條文說(shuō)明是就規(guī)范具體條款編制的背景、思路、試驗(yàn)支撐采用的假定，以及對(duì)一些尚無(wú)定論的不同見(jiàn)解等進(jìn)行的解釋，是規(guī)范條款的補(bǔ)充說(shuō)明，條文說(shuō)明內(nèi)容一般與規(guī)范條款地位等同，是規(guī)范不可分割的一部分，特別是在一些對(duì)規(guī)范具體條款理解有偏差或爭(zhēng)議時(shí)，條文說(shuō)明往往能夠起到?jīng)Q定性作用。

（2）把握條款適用的前置性條件，理順規(guī)范條款之間的層次關(guān)系。規(guī)范條款有一定的適用范圍和前提條件，相關(guān)條款之間也會(huì)存在一定的邏輯關(guān)系，熟悉并掌握這些條件和邏輯關(guān)系對(duì)熟練正確應(yīng)用規(guī)范、防止斷章取義具有重要作用。

（3）重視強(qiáng)制性條文規(guī)定和相關(guān)規(guī)范的應(yīng)用。與工程標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)模、安全等密切相關(guān)的工程建設(shè)內(nèi)容，往往涉及到強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題，本行業(yè)規(guī)范有明確規(guī)定的，一定要堅(jiān)決執(zhí)行，除此之外，凡涉及到可能與強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)有關(guān)的建設(shè)內(nèi)容而本行業(yè)規(guī)范沒(méi)有明確規(guī)定的，建議參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或其他行業(yè)規(guī)范。

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T V 41

A

1672-2469（2015）05-0083-05

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.026

馬鵬奎（1982年—），男，工程師。