長河壩水電站壩體過渡料爆破直采法技術(shù)研究

王海云，樊 鵬

(1.西藏開發(fā)投資集團有限公司，西藏拉薩850002； 2.中國水利水電第五工程局有限公司，四川成都610066)

1 工程概況

長河壩水電站大壩工程共需過渡料417萬m3，根據(jù)以往爆破施工經(jīng)驗及多方案比較，決定采用高單耗直采技術(shù)進(jìn)行爆破施工，但長河壩水電站大壩工程石料場巖石條件偏硬，工程前期進(jìn)行了大量的爆破試驗，調(diào)整了孔網(wǎng)、炸藥等參數(shù)，都無法滿足過渡料級配設(shè)計要求，為保證大壩順利實現(xiàn)度汛目標(biāo)，施工時對原料級配進(jìn)行了補充調(diào)整，D15由原設(shè)的不大于8 mm，調(diào)整為不大于20 mm，之后又進(jìn)行了三場爆破生產(chǎn)性試驗，最終確定了合理的爆破參數(shù)，得到一套較為全面的偏硬巖條件下高標(biāo)準(zhǔn)過渡料生產(chǎn)工藝，可供其他工程參考。

2 高單耗爆破直采法試驗

2.1 第一次爆破試驗

根據(jù)現(xiàn)場實際施工情況，兩個試驗區(qū)均選擇為料場中部略偏向后邊坡(該部位巖石處于弱～微)，巖石平均抗壓強度約105 MPa。響水溝石料場第一次過渡料爆破參數(shù)如表1所示，爆破后顆粒級配曲線如圖1所示。

表1 響水溝石料場第一次過渡料爆破參數(shù)

表2 響水溝石料場第二次過渡料爆破參數(shù)

表3 響水溝石料場第3次過渡料爆破試驗參數(shù)

圖1 第一次爆破后顆粒級配曲線

由圖1可以看出，爆破出的過渡料顆粒級配檢測結(jié)果偏粗，級配偏出設(shè)計要求的過渡料上下包線，不能滿足設(shè)計要求，爆破效果不理想。

2.2 第二次爆破試驗

圖2 第二次爆破后顆粒級配曲線

在第一次過渡料爆破試驗的基礎(chǔ)上，在響水溝石料場進(jìn)行了第二次3個區(qū)過渡料爆破試驗，在改變炸藥類型的同時進(jìn)行了不同間排距及裝藥單耗的選擇性試驗。各試驗區(qū)均選擇為料場中部略偏向后邊坡(該部位巖石處于弱～微)，巖石平均抗壓強度約108 MPa。爆破參數(shù)如表2所示。爆破后顆粒級配曲線見圖2。本次爆破試驗過渡料顆粒級配較前場爆破效果有所改善，但細(xì)顆粒含量仍較少，顆粒級配仍偏下包線，不滿足設(shè)計要求。

第一次與第二次過渡料爆破區(qū)域巖石條件基本一致，孔網(wǎng)參數(shù)差別不大的情況下，采用高裝藥密度的乳化炸藥較偏低裝藥密度的銨油炸藥爆破效果明顯偏好。可初步得出，在其他參數(shù)不變的情況下，改用乳化炸藥提高裝藥密度，在孔網(wǎng)參數(shù)不變的情況下提高爆破單耗，可明顯改善爆破料的級配。

2.3 第三次爆破試驗

通過前兩次爆破試驗結(jié)果分析，料場爆破很難獲得完全滿足原設(shè)計要求的過渡料，因此，設(shè)計通過復(fù)核，對大壩心墻過渡料及岸邊過渡料的設(shè)計級配進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后級配為：過渡料最大粒徑不大于400 mm；小于0.075 mm的顆粒含量不宜超過3%；小于5mm的顆粒含量不大于17%，不小于4%，D15≤20 mm；過渡料級配宜連續(xù)良好。結(jié)合前期過渡料爆破試驗成果，起爆方式選擇微差順序起爆，采用連續(xù)不耦合裝藥結(jié)構(gòu)、高精度導(dǎo)爆雷管，炮孔共計10排、20列。爆破具體參數(shù)見表3，三場過渡料爆破試驗平均顆粒級配曲線見圖3。

由圖3可以看出，各爆破場次中各項參數(shù)平均值均滿足設(shè)計要求，且各場次平均顆粒級配曲線連續(xù)、平滑。爆破單耗為2.0～2.5 kg/m3時，均能生產(chǎn)出滿足設(shè)計要求的過渡料。

圖3 平均顆粒級配曲線

試驗場地爆破單耗/kg·m-3爆破后松方/m3合格料方量/m3利用率/%第一場2.56794537479第二場2.07533519769第三場2.27062519374

表5 過渡料直采法爆破參數(shù)

由于爆破單耗的差異，各場次過渡料爆破后利用率均有所偏差。三場過渡料爆破試驗利用率統(tǒng)計見表4。從表4可以看出，爆破單耗與利用率呈正比關(guān)系，爆破單耗越高，利用率越大。

結(jié)合本次過渡料爆破試驗取樣檢測及利用率(合格過渡料占總爆破方量的比例)統(tǒng)計情況，為確保后續(xù)過渡料料源質(zhì)量滿足設(shè)計要求的同時，過渡料的鉆爆強度及利用率得到較大地提高，建議后續(xù)過渡料生產(chǎn)單耗采用2.2 kg/m3。通過研究確定的過渡料爆破直采法具體參數(shù)如表5所示。

4 結(jié) 語

通過大量過渡料爆破試驗，得到以下結(jié)論：

(1)完整致密巖體開采過渡料的爆破單耗達(dá)到2.0～2.5 kg/m3時，能生產(chǎn)出滿足設(shè)計要求的過渡料,但考慮爆破單耗的增加必定導(dǎo)致造孔工程量加大，現(xiàn)場實際施工過程中應(yīng)合理控制其爆破單耗，綜合考慮利用率與工程量，本工程爆破單耗采用2.2 kg/m3。

(2)爆破器材應(yīng)選擇高爆破效果的成品乳化炸藥以及高精度非電導(dǎo)爆管雷管。

(3)為增加微差擠壓效果應(yīng)采用爆破精度更高的高精度導(dǎo)爆雷管進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)爆破，并根據(jù)各孔位情況進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，避免拒爆現(xiàn)象發(fā)生。

(4)爆破場地應(yīng)選擇在巖石可爆性較好的區(qū)域進(jìn)行。

(5)為增加爆破料細(xì)料含量，應(yīng)盡量采用小孔徑造孔，在確保爆破單耗的情況下，減小孔網(wǎng)面積。

(6)堆石壩過渡料開采應(yīng)采用精細(xì)爆破法施工，即定量設(shè)計，精心施工，實時監(jiān)控，科學(xué)管理。每一場爆破均應(yīng)根據(jù)地質(zhì)地形條件以及附近區(qū)域的爆破和篩分資料進(jìn)行定量設(shè)計，主要包含參數(shù)及聯(lián)網(wǎng)設(shè)計；每一炮孔均應(yīng)測量放樣，鉆孔精度應(yīng)滿足設(shè)計要求；每次爆破篩分結(jié)果應(yīng)及時反饋，指導(dǎo)下一步施工生產(chǎn)；科學(xué)管理，合理安排施工，在滿足填筑料力學(xué)參數(shù)條件下，盡量將過渡料開采安排在巖體可爆性較好的區(qū)域進(jìn)行。

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