新疆吉音水利樞紐工程壩體填筑爆破料開挖及料場規(guī)劃施工工藝

【摘 要】土石壩填筑是中小型水利水電工程中施工中的主要部分，是決定大壩使用壽命的關(guān)鍵部分。壩體爆破填筑料開挖，由于工程量較大，受場地限制局限性小，清廢、爆破、開挖、運(yùn)輸、堆料等一系列工藝較繁瑣，本文結(jié)合工程實(shí)例，主要探討了中小型水庫土壩的填筑施工技術(shù).，現(xiàn)對水利樞紐工程壩體填筑爆破料開挖及料場規(guī)劃施工工藝作一總結(jié)。

【關(guān)鍵詞】料場；規(guī)劃 爆破 開采；水利樞紐工程

1. 工程簡介

吉音水利樞紐工程位于新疆和田地區(qū)于田縣境內(nèi)的克里雅河支流烏什開布隆達(dá)里亞河與克里雅河干流吾格也克河交匯口上游約 30 米m處，是一項(xiàng)以灌溉、防洪為主，兼顧發(fā)電的綜合性水利工程。壩體填筑料開挖采取自上而下逐層梯段開挖施工方案。邊坡開挖采用古河鉆機(jī)和100b型潛孔鉆機(jī)，采用預(yù)裂和梯段爆破，1.6m3反鏟挖掘機(jī)配合自卸汽車進(jìn)行挖裝，對于角閃片巖，根據(jù)它的巖性特點(diǎn)及風(fēng)化程度進(jìn)行裝藥控制。主要工程量覆蓋層土方開挖25.4萬m3、爆破石方量為467萬m3。

2. 堆石料料場規(guī)劃

堆石料場規(guī)劃2個(gè)開采區(qū)，分別為P2-1和P2-2兩料場，在沖溝溝口右岸階地布置墊層料、過渡料和特殊墊層料加工場地（圖1），如兩料場還滿足不了備料需求，可在上游另行尋找料場，同時(shí)備料。在每一個(gè)開采區(qū)，設(shè)置5-6個(gè)爆破工作面同時(shí)施工，待山體的覆蓋土層清理干凈堆到指定的區(qū)域后，利用山體地形修盤山便道，到各個(gè)工作面，做到邊開挖、邊裝車的工序至壩體填筑區(qū)，剩余堆石料利用空閑時(shí)間挖甩到規(guī)劃的堆料場地。

3. 施工重、難點(diǎn)

3.1 P2-1、P2-2高邊坡地勢陡峭，風(fēng)水電布置、道路布置度大；

3.2 P2-1、P2-2高邊坡頂部坡面多為薄層開挖，機(jī)械作業(yè)度大；

3.3 P2-1、P2-2邊坡巖體較破碎，開挖區(qū)發(fā)育有多條斷層，邊坡巖體總體質(zhì)量差，爆破孔成孔度大；

4. 施工方案

4.1 施工安排

根據(jù)本工程特點(diǎn)、施工階段目標(biāo)和工期要求，施工開挖在各分區(qū)可同時(shí)進(jìn)行，各分區(qū)中嚴(yán)格按照“自上而下、由外向內(nèi)、分區(qū)分層開挖”的組織施工，以高邊坡開挖穩(wěn)定、安全為重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)“控制爆破，及時(shí)支護(hù)”的施工程序，做好安全防護(hù)工作后，組織協(xié)調(diào)好各部位開挖支護(hù)施工的平作業(yè)。

4.2 堆石料的開采方式

根據(jù)施工方法的不同，土石壩可分為干填碾壓、水中填土、水力沖填和定向爆破等類型。碾壓式土石壩的施工，包括準(zhǔn)備作業(yè)，基本作業(yè)，輔助作業(yè)和附加作業(yè)（表1表2.）。堆石料的開采在清除表層覆蓋層后，對于山體頂部，因工作平臺(tái)較窄，選用淺孔微差梯段爆破的方式進(jìn)行爆破開采，采用CM351履帶式潛孔鉆配YT28手風(fēng)鉆鉆孔，人工裝藥、堵塞，非電毫秒雷管、電起爆器起爆，根據(jù)石料堆置區(qū)的范圍，采用定向控制爆破，進(jìn)0-3，隨著開采層的下降，開采平臺(tái)漸寬，具有一定寬度時(shí)，選用古禾2100液壓履帶鉆配CM351履帶式潛孔鉆進(jìn)行鉆孔，人工裝藥、堵塞，非電毫秒雷管、電起爆器起爆采用深孔梯段微差爆破方式進(jìn)行爆破開采。深孔梯段微差爆破炮孔布置及連線見圖XJJY-壩料-001、XJJY-壩料002 、XJJY-壩料-03。.

4.3堆石料開采質(zhì)量控制

堆石料開采作業(yè)施工程序包括鋪料、整平、灑水、壓實(shí)（對于黏性土料采用平碾，壓實(shí)后尚須刨毛以保證層間結(jié)合的質(zhì)量）、質(zhì)檢等工序。為了不使各工序之間相互干擾，可按流水作業(yè)進(jìn)行組織單位壓實(shí)遍數(shù)的壓實(shí)厚度最大者，即在滿足設(shè)計(jì)干容重的條件下，壓實(shí)厚度同壓實(shí)遍數(shù)的比值最大者視為最經(jīng)濟(jì)合理的組合。堆石料爆破開采后的級配和塊徑大小將直接影響堆石壩體填筑質(zhì)量，因此應(yīng)經(jīng)過多次的爆破試驗(yàn)和實(shí)際爆破開采結(jié)果分析，根據(jù)不同的地質(zhì)和巖石特性情況，及時(shí)調(diào)整修正爆破參數(shù)（炮孔排拒、孔距、單孔裝藥量、單方炸藥用量、裝藥結(jié)構(gòu)、線密度、爆破梯段和飛石方向控制等參數(shù)），最大程度減少超粒徑巖塊的出現(xiàn)，對于出現(xiàn)的較大巖石塊體，雖說可通過人工爆破解小和機(jī)械破碎達(dá)到填筑粒徑要求，但會(huì)影響石料的開采強(qiáng)度和堆石料的填筑級配要求和碾壓的密實(shí)度，影響施工工期。

4.4堆石料明挖施工方法

4.4.1土石方明挖施工

1）施工準(zhǔn)備工作完成后由測量人員采用全站儀放出設(shè)計(jì)開挖邊線，并核實(shí)開挖斷面。

2）人工配合1.6m3～2.4m3反鏟清除開挖區(qū)內(nèi)的植被、雜物，并在開挖線坡外做好截、排水溝。

3）土方開挖施工：反鏟由場內(nèi)施工道路進(jìn)入開挖區(qū)，用反鏟直接挖裝，自卸汽車出渣。

4）邊坡外側(cè)及溝槽土方用反鏟直接挖裝，人工配合進(jìn)行修坡成型。

4.4.2石方明挖施工

1）施工準(zhǔn)備：石方明挖施工前做好以下準(zhǔn)備工作：工作面清理、爆破設(shè)計(jì)編制及審批和施工設(shè)備檢修調(diào)試、材料及風(fēng)水電準(zhǔn)備等。

2）測量放線：將測量控制點(diǎn)引至各工作面，用鋼筋樁作好標(biāo)志以免受損，并定期進(jìn)行校驗(yàn)。設(shè)計(jì)輪廓線采用全站儀準(zhǔn)確測放出主要控制點(diǎn)及設(shè)計(jì)開挖邊線，并安裝小木樁標(biāo)明樁號、高程等參數(shù)。

3）布孔：按照監(jiān)理人審批的爆破設(shè)計(jì)方案利用卷尺量測炮孔間排距，周邊預(yù)裂孔位用紅油漆標(biāo)示，其它孔位用小石子標(biāo)示，并在每個(gè)孔位旁邊放置對應(yīng)炮孔的鉆孔參數(shù)表（用紙條寫明相應(yīng)炮孔的鉆孔深度、孔口高程、孔斜等參數(shù)），確保每個(gè)炮孔參數(shù)準(zhǔn)確無誤。

4）鉆孔：邊坡采用輕型潛孔鉆加扶正器鉆預(yù)裂孔，梯段爆破孔采用液壓潛孔鉆鉆孔，解小采用手風(fēng)鉆鉆孔。鉆孔作業(yè)嚴(yán)格按照布孔進(jìn)行，各鉆工分區(qū)、分部位定人定位施鉆，實(shí)行嚴(yán)格的鉆工作業(yè)質(zhì)量經(jīng)濟(jì)責(zé)任制。根據(jù)現(xiàn)場各炮孔的實(shí)際參數(shù)進(jìn)行鉆孔，鉆孔前先清除表土，鉆孔過程中要經(jīng)常檢查鉆孔斜角，根據(jù)設(shè)計(jì)要求及時(shí)糾偏，確保鉆孔角度符合設(shè)計(jì)要求。鉆孔要求做到”平、直、勻、準(zhǔn)”，即光爆孔要平、直，鉆孔孔距誤差不能大于5cm，角度誤差不大于1°，杜絕鉆孔交叉，任何鉆孔不得鉆入建基面。

5）清孔、驗(yàn)孔：鉆孔結(jié)束后用聚氯乙烯炮棍清理炮孔，用廢紙或草把等材料堵塞已驗(yàn)炮孔孔口。

6）裝藥、聯(lián)網(wǎng)、起爆：裝藥前用高壓風(fēng)沖掃孔內(nèi)，炮孔經(jīng)檢查合格后，方可進(jìn)行裝藥爆破；炮孔的裝藥、堵塞和引爆線路的聯(lián)結(jié)，由考核合格的炮工嚴(yán)格按批準(zhǔn)的鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)（爆破參數(shù)在實(shí)際施工中將根據(jù)現(xiàn)場條件不斷調(diào)整優(yōu)化）進(jìn)行施作，裝藥嚴(yán)格遵守爆破安全操作規(guī)程。最后由炮工和值班技術(shù)員復(fù)核檢查，確認(rèn)無誤，撤離人員和設(shè)備，炮工負(fù)責(zé)引爆。

①采用人工裝藥，用非電毫秒雷管聯(lián)網(wǎng)，形成孔間微差爆破網(wǎng)絡(luò)；聯(lián)網(wǎng)完成并確認(rèn)無誤后，提交工序質(zhì)量“三檢”表，經(jīng)監(jiān)理人檢查、核實(shí)后，采用電雷管多點(diǎn)擊發(fā)起爆。

②導(dǎo)爆索的連接方法應(yīng)符合出廠說明書的規(guī)定，應(yīng)先檢查導(dǎo)爆索外觀是否完好、有無裂縫、破皮、打死結(jié)的現(xiàn)象。搭接時(shí)必須使支線的端部與干線的傳爆方向一致，搭接長度不得少于15cm。

③綁扎光爆孔藥卷時(shí)，應(yīng)按設(shè)計(jì)要求的距離綁扎，綁扎要牢固，數(shù)量與設(shè)計(jì)是否相符，并分類擺放。

④聯(lián)網(wǎng)應(yīng)從遠(yuǎn)到近一個(gè)方向按順序聯(lián)網(wǎng)，聯(lián)網(wǎng)時(shí)應(yīng)檢查雷管的段數(shù)是否和設(shè)計(jì)相符合，綁扎應(yīng)符合要求。

⑤導(dǎo)爆索聯(lián)網(wǎng)兩線的夾角不大于90度，不得將導(dǎo)爆索彎曲成銳角或死彎；兩索間距離不小于40cm，線路不應(yīng)交叉鋪設(shè)，應(yīng)用不小于15cm的襯墊物隔開；當(dāng)氣溫高于35℃時(shí)，應(yīng)使用非塑料包皮的導(dǎo)爆索，并覆蓋以免陽光直射。

⑥撤離設(shè)備、人員、材料，對網(wǎng)絡(luò)再次檢查，并確認(rèn)無誤后，由專人負(fù)責(zé)起爆；遵守不使用火雷管，導(dǎo)火索的規(guī)定。

⑦設(shè)立爆破總指揮統(tǒng)一協(xié)調(diào)、指揮爆破作業(yè)，必須按警報(bào)信號實(shí)施起爆。對爆破飛石、滾落石、沖擊波危及到的范圍實(shí)施警戒，各道口派專人值守，對無法撤離的設(shè)施設(shè)置屏障加以保護(hù)。

⑧爆破后安全員進(jìn)入爆破區(qū)檢查，若無盲炮、塌方跡象等危險(xiǎn)情況則可安排進(jìn)入工作面進(jìn)行后序清撬危石、出渣等施工。

7）安全處理

爆破后用反鏟（或人工）清除邊坡殘留的危石及碎塊，保證人員及設(shè)備的安全。施工過程中經(jīng)常檢查已開挖邊坡的圍巖穩(wěn)定情況，清撬可能塌落的松動(dòng)巖塊。

5.結(jié)束語

在P2-1、P2-2料場開采堆石料既要考慮爆破工作面滿足開采量、運(yùn)輸?shù)缆愤x擇、還要做到土層的清理及堆石料場的規(guī)劃。

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作者簡介：劉偉（1971-），男（漢族），河北康?？h人，工程師，多年從事水利工程施工及工程管理。