石方開(kāi)挖結(jié)合面板堆石壩堆料爆破開(kāi)采技術(shù)

石方開(kāi)挖結(jié)合面板堆石壩堆料爆破開(kāi)采技術(shù)

1對(duì)余熱棄料進(jìn)行加載面堆石壩是世界上最重要的水庫(kù)之一。堆石的主要部分是巖石的沉積，巖石的主要部分是由爆炸和開(kāi)采造成的。為了節(jié)省工程投資,利用溢洪道石方開(kāi)挖棄料來(lái)進(jìn)行主壩堆石壩體的加高培厚,從而達(dá)到節(jié)約投資、減少棄料、加快面板堆石壩填筑進(jìn)度的目的,也有利于自然環(huán)境的保護(hù)。但這就要求,溢洪道石方開(kāi)挖中的爆破開(kāi)挖除要滿足一般開(kāi)挖的技術(shù)要求外,最關(guān)鍵的是要采取控制爆破技術(shù),使爆破出的石碴滿足級(jí)配、開(kāi)采、挖運(yùn)、填筑、碾壓等環(huán)節(jié)的技術(shù)要求。2項(xiàng)目總結(jié)2.1麻巖的巖石組成西大洋水庫(kù)溢洪道位于右壩頭,右岸高于左岸,地表即出露基巖,巖性為太古界阜平群南營(yíng)組花崗片麻巖,巖石礦物成分為石英、長(zhǎng)石、云母及少量角閃石等,弱～微風(fēng)化巖體較堅(jiān)硬完整。局部巖體內(nèi)發(fā)育兩組節(jié)理,溢洪道除表層為全風(fēng)化花崗片麻巖外,下部均呈弱風(fēng)化,巖石較為完整。巖石飽和抗壓強(qiáng)度和干抗壓強(qiáng)度平均值均大于70MPa,干密度平均值2.60g/cm3,說(shuō)明巖體較致密堅(jiān)硬。2.2填筑層厚度設(shè)計(jì)壩體堆石填筑石料要求為溢洪道開(kāi)挖的弱風(fēng)化以及下部的開(kāi)挖石碴填筑,石碴應(yīng)有良好的級(jí)配,可筑壩的石碴最大粒徑不宜大于80cm,且不超過(guò)填筑層厚的2/3,土、石粉等粒徑小于0.1mm的顆粒含量不超過(guò)5%。填筑層厚度不宜超過(guò)120cm,最大粒徑應(yīng)控制在80cm以下,填筑時(shí)不得發(fā)生粗料集中及架空現(xiàn)象。填筑要求采用振動(dòng)碾分層碾壓,碾后堆石孔隙率小于25%,干容重不小于20kN/m3。3溢洪道開(kāi)挖及大壩填筑工程措施本工程溢洪道石方開(kāi)挖48.4萬(wàn)m3,大壩堆石填筑46.5萬(wàn)m3。溢洪道開(kāi)挖總長(zhǎng)874m,最大開(kāi)挖深度45m,主要為側(cè)向擴(kuò)挖,爆破施工工期9個(gè)月,時(shí)間緊、工程量大、施工強(qiáng)度高。為順利完成溢洪道開(kāi)挖及大壩填筑,在開(kāi)挖中必須在原有的施工技術(shù)、施工方法、施工工藝上有所改進(jìn)、有所創(chuàng)新,使爆破石碴達(dá)到大壩填筑級(jí)配要求。在總結(jié)以往的施工經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)參數(shù)的基礎(chǔ)上,并參考重慶的魚(yú)跳、云南的茄子山、江西的大坳等工程實(shí)例,結(jié)合本工程地質(zhì)、地形及現(xiàn)有設(shè)備、技術(shù)力量決定以深孔爆破為主,按設(shè)計(jì)預(yù)留馬道分臺(tái)階進(jìn)行爆破,邊坡采用預(yù)裂爆破技術(shù),起爆采用毫秒延時(shí)擠壓爆破技術(shù)。施工中結(jié)合實(shí)際進(jìn)行不同孔徑、不同孔排距及不同炸藥單耗的試驗(yàn),調(diào)整爆破參數(shù),優(yōu)化施工工藝。3.1爆炸試驗(yàn)的過(guò)程如圖2所示3.2爆炸試驗(yàn)3.2.1測(cè)試爆炸設(shè)備的技術(shù)水平為保證爆破效果,進(jìn)行爆破試驗(yàn)前爆破器材的試驗(yàn),檢驗(yàn)各種爆破器材技術(shù)指標(biāo)是否符合規(guī)定。3.2.2爆破試驗(yàn)方法(1)孔深主要取決于爆區(qū)臺(tái)階高度,本次爆破試驗(yàn)臺(tái)階高度為10m,孔深L=(H+h)/sinα,炮孔超深h=0.6m,L=(10+0.6)/sin75°=11.5m。(2)KQJ-100B型潛孔鉆用90mm鉆頭,CM-341鉆車用110mm鉆頭,相應(yīng)孔徑分別為90mm、110mm。(3)填塞長(zhǎng)度不小于20～40倍孔徑,取L2=28×0.09=2.5m左右。(4)炸藥選用2#巖石炸藥,單位炸藥消耗量取q=0.50kg/m3。(5)底盤(pán)抵抗線W取3.0m。(6)采用梅花型布孔,孔距a=m·W=3m,爆破試驗(yàn)時(shí)取3m左右;排距b=a·sin60°=2.6m,取2.5m左右。根據(jù)試驗(yàn)效果調(diào)整孔排距。(7)裝藥結(jié)構(gòu)為連續(xù)耦合裝藥,臨空面第1排孔根據(jù)自由面情況可以采用間隔耦合裝藥。預(yù)裂爆破采用間隔不耦合裝藥。(8)孔內(nèi)炸藥用兩發(fā)高段位導(dǎo)爆管雷管(MS10段)起爆,孔外用MS2段或MS3段導(dǎo)爆管雷管接力延時(shí)起爆。預(yù)裂爆破采用導(dǎo)爆索起爆。在實(shí)際試驗(yàn)中,考慮地質(zhì)、地形、機(jī)械設(shè)備、爆破器材等情況,在每次爆破試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,不斷調(diào)整爆破參數(shù),改進(jìn)施工工藝,使溢洪道爆破石碴符合大壩填筑石料級(jí)配要求,降低大塊率和工程成本。3.3清理、補(bǔ)孔、裝藥(1)采用梅花形布孔:施工時(shí)嚴(yán)格控制孔位偏差不大于鉆孔孔徑,嚴(yán)格控制鉆孔傾角、方位角,保證孔斜誤差在1°之內(nèi),確保鉆孔底高程在同一高程上。鉆孔完成后將孔口周圍0.5m之內(nèi)清理干凈,用草把或編織袋堵好孔口,防止掉入巖粉和塊石填塞鉆孔。(2)裝藥前清理并檢查鉆孔,對(duì)于超深鉆孔要進(jìn)行回填處理,對(duì)于不能清理完全的鉆孔要進(jìn)行補(bǔ)孔。(3)裝藥要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)裝藥量進(jìn)行,裝藥完成后用黏土分層填塞炮孔,保證填塞長(zhǎng)度和質(zhì)量。(4)采用非電導(dǎo)爆管毫秒延時(shí)起爆網(wǎng)路,“V”型起爆毫秒延時(shí)擠壓爆破每次起爆原則上多于3排,不超過(guò)10排。(5)裝藥結(jié)構(gòu):主爆孔采用連續(xù)耦合裝藥,預(yù)裂炮孔采用間隔不耦合裝藥,臨空面裝藥根據(jù)最小抵抗線大小確定裝藥形式。(6)每次爆破后進(jìn)行分析總結(jié),調(diào)整爆破參數(shù),使之達(dá)到最優(yōu)。3.4處超徑石、自由面傾角的出現(xiàn)在試驗(yàn)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn),爆破石碴級(jí)配大部分符合大壩填筑石料要求后,在自由表面、炮孔頂部、爆區(qū)四周等個(gè)別地方超徑石還較多。分析原因后采取以下措施:(1)對(duì)于自由面處超徑石采取第1排炮孔與自由面傾角一致,裝藥時(shí)根據(jù)實(shí)際抵抗線采取靈活的裝藥方式解決了此部分的超徑石含量。(2)對(duì)于炮孔頂部采取減少填塞長(zhǎng)度、填塞段內(nèi)添加壓頂藥包、提高填塞質(zhì)量的方法解決。(3)對(duì)于預(yù)裂面處采用減小緩沖孔的孔排距(為主爆孔的2/3),單耗不變,裝藥形式改為不耦合或間隔裝藥的方法解決。(4)對(duì)于爆區(qū)周圍因爆破擾動(dòng)拉裂未鉆孔部分而產(chǎn)生的超徑石,采取增加施工預(yù)裂的方法解決。采取以上措施后,超徑石含量基本控制在了2%以內(nèi),最終得出了符合級(jí)配要求的大壩填筑石碴。3.5參數(shù)表優(yōu)化爆炸試驗(yàn)參數(shù)根據(jù)實(shí)際巖體巖性,比較成功的爆破試驗(yàn)參數(shù)如表1所示。4顆分結(jié)果分析每次爆破試驗(yàn)后都采用隨機(jī)取樣的方法,用反鏟或裝載機(jī)取料,用自卸汽車運(yùn)至顆分試驗(yàn)場(chǎng)篩分。顆分結(jié)果見(jiàn)表2。根據(jù)以上各段粒徑含量可以計(jì)算出不均勻系數(shù)Cu分別為27.0、18.2、15.3,曲率系數(shù)Cc分別為2.67、2.91、1.95,可以看出不均勻系數(shù)Cu>5、曲率系數(shù)Cc<3,屬級(jí)配良好。因此,爆破試驗(yàn)所產(chǎn)出的石碴是符合大壩填筑要求的。5爆破安全監(jiān)測(cè)每次爆破試驗(yàn)時(shí),為了保護(hù)邊坡、圍巖的穩(wěn)定和周圍建筑物的安全,施工中進(jìn)行爆破安全監(jiān)測(cè)(質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度監(jiān)測(cè)),以了解爆破方案的可行性、爆破設(shè)計(jì)參數(shù)的合理性和爆破對(duì)周圍環(huán)境的振動(dòng)影響范圍和程度,并對(duì)爆破施工進(jìn)行優(yōu)化。爆破監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)如表3所示。6現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)面板堆石壩石料源的爆破開(kāi)采技術(shù),是利用樞紐建筑物開(kāi)挖料填筑面板堆石壩的第1個(gè)環(huán)節(jié),在嚴(yán)格控制開(kāi)挖要求的前提下,使爆破的石碴盡量滿足填筑堆石壩級(jí)配要求。但由于工程的地質(zhì)、巖性、施工機(jī)具與施工方法、爆破器材等方面的差異,在具體的施工中,應(yīng)結(jié)合工程的特點(diǎn),通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)來(lái)選擇具體的爆破參數(shù)和施工方法。下面是幾條經(jīng)驗(yàn)和體會(huì),希望能為類似工程提供參考。(1)對(duì)于有級(jí)配要求填筑石料的石方爆破,在條件許可的條件下,應(yīng)按加強(qiáng)松動(dòng)爆破設(shè)計(jì)。(2)按實(shí)際地質(zhì)、地形情況,調(diào)整爆破參數(shù),可以爆破出符合填筑要求的級(jí)配合理的石碴。(3)深孔梯段爆破宜采用多排毫秒延時(shí)擠壓爆破,時(shí)間間隔不