碎石場(chǎng)開采施工簡析

杜艷峰，劉代貴，李朝平

（中國水利水電第十四工程局有限公司非洲事業(yè)部，云南 昆明 650041）

0 前言

Batchenga-Ntui-Yoko-Lena道路整治LOT4標(biāo)Yoko-Lena公路位于喀麥隆中央省，全線長44.9km，公路起點(diǎn)距離首都雅溫得約274km，距離杜阿拉549km；路面結(jié)構(gòu)為行車道寬7m，雙表處路肩寬各1.5m，5cm瀝青混凝土行車層， 20cm級(jí)配碎石基層，30cm紅土礫石料底基層；排水工程為各種類型的土排水溝、混凝土排水溝、鋼筋混凝土管涵及箱涵施工。

按照合同要求，上述施工所需碎石均由承包商自行生產(chǎn)，提交監(jiān)理或相關(guān)有資質(zhì)實(shí)驗(yàn)室按合同要求參數(shù)檢測(cè)。實(shí)驗(yàn)砂石系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行均由承包人負(fù)責(zé)，工作內(nèi)容包括：砂石系統(tǒng)設(shè)計(jì)、砂石系統(tǒng)土建施工、設(shè)備采購與安裝、骨料開采運(yùn)輸和加工、系統(tǒng)運(yùn)行管理和維護(hù)、砂石系統(tǒng)的拆除和提供符合要求的成品碎石。其中成品碎石粒徑主要為 0-4、4-6、6-10、10-14、14-25、0-31.5和 塊石7種規(guī)格。

1 碎石場(chǎng)選址要求：

碎石開采區(qū)的選址原則，按照業(yè)主指定的石料廠場(chǎng)地范圍，結(jié)合實(shí)際地形進(jìn)行測(cè)量、實(shí)驗(yàn)鑒定后進(jìn)行系統(tǒng)布置，充分利用現(xiàn)場(chǎng)地形，盡量減少占地范圍。

項(xiàng)目部碎石生產(chǎn)系統(tǒng)距離Yoko城區(qū)約有6km，符合遠(yuǎn)離住宅和人口稠密區(qū)，能夠有效地減少因?yàn)樵胍?、粉塵對(duì)周圍環(huán)境和人體造成的傷害的要求。排水設(shè)施在現(xiàn)場(chǎng)開挖排水溝，生活廢水集水池中，確保不污染周圍環(huán)境。進(jìn)場(chǎng)道路長約5km，項(xiàng)目部進(jìn)行了拓寬、開挖回填施工，在實(shí)用性、安全性和耐久性方面得到了很大提高。石料場(chǎng)占地為10萬m2，采用4臺(tái)500kW發(fā)電機(jī)進(jìn)行供電，配備1臺(tái)400kW發(fā)電機(jī)備用；施工用水采用水車取水供應(yīng)。

2 料場(chǎng)特性及規(guī)劃

料場(chǎng)為裸露巖石，料場(chǎng)山勢(shì)陡峻平緩，地形坡度一般為10°～30°，料場(chǎng)分布高程950.00～1 010.00m。石料場(chǎng)征地面積約為40 000 m2，儲(chǔ)量約50萬m3，巖性為花崗巖。

2.1 砂石料系統(tǒng)規(guī)劃

按合同要求在該料場(chǎng)范圍內(nèi)建設(shè)2套生產(chǎn)能力為150t/h的砂石料加工系統(tǒng)，主要生產(chǎn)施工所需的塊石、混凝土骨料、瀝青骨料及0～31.5mm積渣碎石。在該區(qū)域布置砂石料加工系統(tǒng)設(shè)備、各種骨料的存放區(qū)。

2.2 開采范圍規(guī)劃

根據(jù)工程對(duì)砂石骨料數(shù)量的要求，結(jié)合征地范圍內(nèi)的地形、地質(zhì)和巖層暴露的情況確定開采范圍。從前期我方采用液壓潛孔鉆進(jìn)行鉆孔勘探，根據(jù)鉆孔勘探情況，巖層深度較深，巖石完整性較好、節(jié)理裂隙發(fā)育、巖石硬度較高，根據(jù)前期取樣試驗(yàn)結(jié)果顯示，合同技術(shù)條款（CCTP）要求。

開采范圍為：料場(chǎng)方圓150m范圍內(nèi)，開采深度平均15m,開采范圍內(nèi)的石料儲(chǔ)量估計(jì)約為30萬m3。

2.3 開采邊坡及臺(tái)階布置

根據(jù)開采規(guī)劃，為了邊坡的穩(wěn)定，覆蓋層及全強(qiáng)風(fēng)化帶坡比按1∶1設(shè)計(jì)，弱風(fēng)化及微風(fēng)化巖石邊巖石坡比按1∶0.25設(shè)計(jì)。

2.4 排水措施

爆破開采施工期的排水主要是現(xiàn)有水溝引排及降雨。

沿料場(chǎng)周圍開挖一條水溝，將穿過料場(chǎng)的流水引排至下游。引流水溝溝底開挖寬度為3m，兩次邊坡按照1∶0.25，水流方向溝底坡度為2%～3%。在料場(chǎng)范圍水溝底部，設(shè)置高度為2.0m的土質(zhì)圍堰，將水溝從開挖的水溝內(nèi)引流至開采區(qū)下游，防止開采過程造成水流污染。

在施工道路的上坡面，距路邊4m處挖排水溝，其斷面尺寸為底寬和高各為0.4m的梯形。在道路交匯處預(yù)埋水泥涵管或設(shè)置漿砌石排水孔進(jìn)行引排。

2.5 邊坡防護(hù)

永久邊坡的開挖采用光面爆破技術(shù)。對(duì)局部存在安全隱患的邊坡，根據(jù)實(shí)際情況可采取設(shè)置排水孔等保護(hù)措施。

2.6 施工道路布置

為保證石料場(chǎng)正常有序運(yùn)行，場(chǎng)內(nèi)道路及進(jìn)場(chǎng)道路統(tǒng)一進(jìn)行開挖回填進(jìn)行降坡，寬度為8m，結(jié)構(gòu)層為25cm紅土礫石料硬化的道路。

3 料場(chǎng)開采設(shè)計(jì)

3.1 料場(chǎng)開采方案

石料場(chǎng)開采根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)石山走向，開采順序?yàn)橄戎虚g、后兩邊進(jìn)行拉槽爆破開采。開采方案采用深孔梯段爆破，一次開采高度為10～16m。在中部石料開采完畢后，再分別沿兩側(cè)將覆蓋層清理至第一次開挖深槽內(nèi)，然后開采兩側(cè)石料。

斷面開挖順序?yàn)椋簻y(cè)量放樣→修建運(yùn)輸?shù)缆芳芭潘疁稀宄L(fēng)化層→孔位放樣→鉆孔→裝藥和裝雷管→爆破→挖掘機(jī)裝料→自卸車運(yùn)輸至粗碎車間。

排水溝采用人工挖砌，路口交匯處采用漿砌石做暗溝。

清理風(fēng)化層采用反鏟及推土機(jī)作業(yè)，自卸汽車外運(yùn)至棄渣場(chǎng)或需要填方的部位。

鉆孔采用液壓潛孔鉆機(jī)造孔，人工進(jìn)行裝藥和布設(shè)雷管。

3.2 爆破設(shè)計(jì)

因?yàn)槭祥_采，選用微拋深孔松動(dòng)爆破方案來進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)。根據(jù)施工開采規(guī)劃確定的梯段高度15m，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，決定采用大孔距、小排距的鉆孔布置。

3.2.1 孔間參數(shù)的確定

用ROCD7-11型潛孔鉆鉆垂直孔，其孔網(wǎng)參數(shù)為2.5m×2.5m（間距×排距）的梅花型。按經(jīng)驗(yàn)可降低爆后大塊解體的工作量，其鉆孔布置示意圖如：

圖1 鉆孔布置示意圖

3.2.2 爆破參數(shù)確定

為了減少開采平臺(tái)底板的不平整度，各炮孔超深0.5m。有關(guān)深孔梯段微拋松動(dòng)爆破參數(shù)列入表1。

3.2.3 裝藥結(jié)構(gòu)

裝藥前將炮孔內(nèi)的石粉、泥漿排除干凈，并將藥孔周圍打掃干凈。裝藥結(jié)構(gòu)為炮孔內(nèi)采用散裝炸藥和φ70mm乳化炸藥混裝，炮孔的堵塞長度為2m，堵塞物可用1份粘土、2份粗砂以及含水量適當(dāng)?shù)乃缮⑼亮匣旌隙伞?/p>

表1 爆破參數(shù)表

孔內(nèi)采用非電毫秒延時(shí)雷管或電雷管進(jìn)行引爆。

3.2.4 起爆網(wǎng)絡(luò)

為最大限度地減少爆破振動(dòng)影響，以確保周邊構(gòu)筑物和圍巖邊坡的穩(wěn)定，同時(shí)也為了提高爆破效果，特采用孔內(nèi)延時(shí)、孔間等差傳遞，排間分段的非電起爆網(wǎng)絡(luò)，其深孔微拋梯段松動(dòng)爆破非電起爆網(wǎng)絡(luò)連接示意圖如下：

圖2 起爆網(wǎng)絡(luò)連接示意圖

4 碎石系統(tǒng)選型及布置

碎石系統(tǒng)布置原則為采用先進(jìn)、合理的骨料加工工藝，增強(qiáng)系統(tǒng)的生產(chǎn)調(diào)節(jié)能力，保證項(xiàng)目對(duì)各種成品料的供應(yīng)；系統(tǒng)具有較高的機(jī)械化、自動(dòng)化程度，提高生產(chǎn)效率；適當(dāng)增大成品料儲(chǔ)備量，保證工程施工高峰期用料。

首先對(duì)破碎設(shè)備進(jìn)行選型及工藝確定，包括對(duì)礦石原料情況的調(diào)查分析，在確定采石廠后對(duì)開采量進(jìn)一步開挖調(diào)查計(jì)算，保證開采量滿足需求及統(tǒng)計(jì)用；第二，進(jìn)行顎式破碎機(jī)、反擊破碎機(jī)、振動(dòng)篩、圓錐機(jī)等設(shè)備的安裝和調(diào)試；第三，對(duì)整個(gè)石場(chǎng)開采、毛石破碎進(jìn)行全程質(zhì)量控制。

項(xiàng)目部設(shè)計(jì)級(jí)配碎石方量為20萬m3，由于設(shè)備老舊，故障率較高，因此配置兩套碎石系統(tǒng)。計(jì)劃工期9個(gè)月生產(chǎn)完畢，按最大出料量計(jì)算，平均每天最大需供應(yīng)級(jí)配碎石1 000m3，一個(gè)月生產(chǎn)25天，每月生產(chǎn)25 000 m3；9個(gè)月將完成225 000 m3；生產(chǎn)總量大于20萬m3，完全可以滿足要求。

項(xiàng)目部選用150t/h型號(hào)碎石系統(tǒng)；主要為大料斗、鄂破機(jī)、立軸機(jī)、圓錐破、振動(dòng)篩幾個(gè)部分。

5 施工進(jìn)度計(jì)劃

項(xiàng)目部技術(shù)部需對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行詳細(xì)統(tǒng)計(jì)核算，對(duì)各種所需骨料的工程量和技術(shù)參數(shù)做出技術(shù)交底，并制定出合理的施工進(jìn)度計(jì)劃，保證碎石生產(chǎn)按期進(jìn)行完成。

6 質(zhì)量保證措施

在碎石場(chǎng)開采過程中，嚴(yán)格執(zhí)行合同文件的技術(shù)規(guī)定與規(guī)范及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；項(xiàng)目部質(zhì)量部門需制定完善的質(zhì)量檢查驗(yàn)收制度，對(duì)不能滿足質(zhì)量要求的巖石，嚴(yán)格按照監(jiān)理工程師的指示予以清除，以確保砂石加工原料的質(zhì)量。

7 安全保證措施

石料場(chǎng)的開采，從石場(chǎng)碎石系統(tǒng)安裝、運(yùn)行、石山爆破、碎石運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)方面，項(xiàng)目部編制了專項(xiàng)安全保證方案并通過評(píng)審。尤其是石山爆破方案，需經(jīng)得喀麥隆礦業(yè)部的審核簽發(fā)才能進(jìn)行爆破。

8 環(huán)境保護(hù)措施

環(huán)境保護(hù)方面，碎石場(chǎng)開采主要從噪聲防治、粉塵污染防治、水污染防治、固體廢棄物防治4個(gè)方面進(jìn)行預(yù)防保護(hù)。項(xiàng)目合同已經(jīng)明確詳細(xì)對(duì)環(huán)境保護(hù)方面做出了說明，并按期進(jìn)行檢查、驗(yàn)收、結(jié)算。

9 總結(jié)

隨著時(shí)代進(jìn)步，非洲市場(chǎng)競(jìng)爭越來越激烈，履約環(huán)境越來越復(fù)雜。碎石場(chǎng)開采施工已成為公路工程項(xiàng)目經(jīng)營成敗的關(guān)鍵因素之一，重要性逐漸提升。文章主要是為公路項(xiàng)目提供一些意見和參考，能夠在碎石場(chǎng)開采施工過程中少走彎路，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)營利潤，使項(xiàng)目建設(shè)進(jìn)展更加順利。