周仕剛

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴陽(yáng) 550003)

思林水電站巖門人工砂石加工系統(tǒng)料場(chǎng)施工分析

周仕剛

(貴州省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，貴陽(yáng) 550003)

在電站施工工程中，工程質(zhì)量關(guān)系著使用的年限及下游的居民安全。在施工中不僅對(duì)工程質(zhì)量要求嚴(yán)格，而且與施工技術(shù)人員也有很大的關(guān)系。思林水電站巖門料場(chǎng)總開挖量約為216萬 m3。料場(chǎng)開挖施工主要內(nèi)容包括覆蓋剝離、毛料開采。施工中采用排、孔間微差爆破技術(shù)。技術(shù)要求高，難度大，工藝復(fù)雜。文章著重介紹料場(chǎng)開挖施工的爆破技術(shù)，對(duì)同類料場(chǎng)開挖施工，有一定的參考與借鑒價(jià)值。

思林水電站；巖門；人工砂石加工系統(tǒng)；料場(chǎng)施工

1 概 述

思林水電站位于貴州省東北部思南縣，烏江干流中游，工程混凝土總量為238萬 m3。根據(jù)料場(chǎng)開采規(guī)劃，巖門料場(chǎng)總開挖量約為216萬 m3，其中毛料165萬 m3，覆蓋剝離51萬 m3。料場(chǎng)開挖施工內(nèi)容包括道路施工、覆蓋剝離、毛料開采、邊坡支護(hù)等[1]。

2 道路施工

道路施工包括料場(chǎng)的道路開拓和開采階段的場(chǎng)內(nèi)道路施工。道路開拓指運(yùn)輸主干道的施工，開采階段的場(chǎng)內(nèi)道路施工指料場(chǎng)正常開采施工階段隨著開挖高程的下降和梯段分塊開挖時(shí)為調(diào)整工作面而進(jìn)行的道路臨時(shí)布置修改。

道路開拓采用直進(jìn)式，即從公路的起點(diǎn)沿軸線方向直線前進(jìn)進(jìn)行施工。設(shè)備配置為CM351型鉆機(jī)、CAT365D反鏟和RD25自卸汽車。其工作程序?yàn)槭紫炔捎梅寸P將表土從道路施工的范圍內(nèi)挖除，然后對(duì)不能用機(jī)械直接挖除的石方進(jìn)行鉆孔爆破，再行挖運(yùn)。道路內(nèi)側(cè)邊坡控制坡比為1∶0.9，道路路基全線形成后再進(jìn)行碾壓和鋪填碎石、砂和土的混和料，再次進(jìn)行碾壓施工。

開采階段的場(chǎng)內(nèi)施工道路主要為上下梯段間的連接道路，已經(jīng)開采完工的平臺(tái)可以直接用于汽車的通行，不必另外開辟道路。場(chǎng)內(nèi)臨時(shí)施工道路的寬度≥5m，最大縱坡10%，最小轉(zhuǎn)彎半徑為12m。梯段間的連接道路必須根據(jù)開采需要進(jìn)行變更，但要盡量減少變更次數(shù)。

3 覆蓋剝離施工

料場(chǎng)的覆蓋剝離包括投產(chǎn)前的揭頂剝離和投產(chǎn)后的邊邦剝離。土方可以用挖掘機(jī)或推土機(jī)直接挖除，石方經(jīng)鉆孔爆破后再行挖除。本料場(chǎng)采用兩次覆蓋層剝離，先把高程EL586m以上的一次全部剝離，并用推土機(jī)推至EL586m集料平臺(tái)集中進(jìn)行挖運(yùn)，EL586m集料平臺(tái)以下的覆蓋層剝離，采取邊邦剝離，隨各梯段的開挖而進(jìn)行。

揭頂剝離是指高程EL586m以上的一次全部剝離。因汽車運(yùn)輸公路只修至集料平臺(tái)(即EL586m平臺(tái))，集料平臺(tái)以上的所有土石方均需用推土機(jī)或挖掘機(jī)轉(zhuǎn)至裝渣平臺(tái)，再在裝渣平臺(tái)進(jìn)行二次挖裝上車運(yùn)走。

其基本工作程序?yàn)椋恒@孔爆破→轉(zhuǎn)渣→挖裝→運(yùn)輸。覆蓋剝離的施工設(shè)備配置為：CM351鉆機(jī)、TY—320推土機(jī)、CAT330B反鏟和CAT365D反鏟、RD25自卸汽車[2]。

集料平臺(tái)以下的覆蓋剝離在料場(chǎng)投產(chǎn)以后進(jìn)行。每個(gè)開挖梯段均存在一定厚度的覆蓋層，這部分的剝離隨開挖高程的下降先期進(jìn)行，總的原則是先剝離后開采。

對(duì)于采區(qū)內(nèi)的夾泥溶洞和軟弱夾層，在采料時(shí)也應(yīng)剔除，不能混料。邊邦剝離的施工設(shè)備與毛料開采的施工設(shè)備相同。

4 毛料開采施工

毛料開采施工主要包括2個(gè)方面的內(nèi)容：

4.1 施工方法

巖門料場(chǎng)的毛料開采，分2層進(jìn)行，EL586m集料平臺(tái)以上共計(jì)7個(gè)梯段，平臺(tái)以下共計(jì)3個(gè)梯段。EL586m集料平臺(tái)以上的毛料開挖應(yīng)盡量先形成EL586m集料平臺(tái)，以便毛料的集中堆放和挖運(yùn)。集料平臺(tái)的開挖可考慮與揭頂覆蓋層剝離施工同時(shí)進(jìn)行。開采按照梯段分層逐層向下開挖。為滿足砂石加工系統(tǒng)的設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，毛料開采最高強(qiáng)度按20萬 m3/月進(jìn)行設(shè)計(jì)。

設(shè)備配置為：4臺(tái)CM351鉆機(jī)、2臺(tái)D7鉆機(jī)、1臺(tái)D155A推土機(jī)、2臺(tái)TY—320推土機(jī)、1臺(tái)WK—4挖掘機(jī)、2臺(tái)CAT365D挖掘機(jī)、1臺(tái)CAT330挖掘機(jī)、20臺(tái)RD25自卸汽車。毛料開采的全過程都必須保證同時(shí)有2個(gè)備采毛料的梯段可用來布置掌子面，生產(chǎn)高峰期時(shí)，還應(yīng)達(dá)到3個(gè)梯段掌子面同時(shí)開采的要求[3]。

開采梯段平臺(tái)下降時(shí)，以解決好道路布置為原則，選擇合理的位置開始打開新的平臺(tái)工作面。毛料開采的施工程序?yàn)椋和仆翙C(jī)平整爆塊工作面→鉆孔放樣→鉆孔作業(yè)→爆破→出料(運(yùn)輸)。

為了保證鉆孔爆破質(zhì)量和爆后毛料塊度的均勻性，在爆塊工作面進(jìn)行鉆孔作業(yè)前，需用推土機(jī)對(duì)工作面進(jìn)行清理[4]。

推土機(jī)同時(shí)還負(fù)責(zé)整個(gè)采場(chǎng)工作平臺(tái)的場(chǎng)地平整工作，為場(chǎng)內(nèi)施工機(jī)械及運(yùn)輸車輛提供良好的通行路面。

4.2 爆破方案

4.2.1 梯段爆破

毛料開采采用梯段爆破法，邊坡開挖采用預(yù)裂爆破法。鉆孔直徑采用φ105，配備的鉆機(jī)為CM3514臺(tái)(φ105孔徑)。

根據(jù)巖層物理力學(xué)性質(zhì)，選定毛料開采的炸藥單耗為0.55kg/m3，根據(jù)不同部位不同巖石情況進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

鉆孔直徑為φ105時(shí)，孔排距為a×b=3.5×3.5m，布孔方式采用矩形或梅花型，鉆孔角度一般為90°，其余根據(jù)地形需要進(jìn)行角度調(diào)整。

裝藥采用φ90乳化炸藥藥卷，鉆孔超深按1～1.5m計(jì)算，則標(biāo)準(zhǔn)孔深為13～13.5m，堵塞長(zhǎng)度為2.0～3.0m。

爆破采用孔間微差爆破方案。導(dǎo)爆管直接下至孔底作為起爆體，采用排間微差時(shí)同段起爆的炮孔用導(dǎo)爆管連接，段間采用MS—2非電雷管接力或者采用MS—1～MS-10非電雷管控制起爆順序和時(shí)差[5]。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接方式根據(jù)爆塊情況采用“V”型或“W”型。

4.2.2 預(yù)裂爆破

預(yù)裂爆破適用于新巖體出露的邊坡。預(yù)裂爆破區(qū)的寬度范圍一般應(yīng)控制在12.5～15m，爆區(qū)包括預(yù)裂孔在內(nèi)≤6排炮孔，也≥4排，全部采用CM351鉆機(jī)鉆φ105的孔。

如圖1所示，第一排為預(yù)裂孔，孔距為1.0m，排間距離為2.0m；第二排為緩沖孔，孔距2.0m，排間距離為2.5m。為保證下一平臺(tái)馬道內(nèi)的平整度，減小對(duì)馬道的破壞，對(duì)預(yù)裂孔、第二、三排孔不超深，第四、五排超深1.0m。預(yù)裂爆塊第一排孔(預(yù)裂孔)兩端加兩個(gè)導(dǎo)向空孔。預(yù)裂孔需超深0.5m以減小地震波對(duì)邊坡和馬道的破壞。

預(yù)裂孔采用φ32乳化炸藥間隔裝藥，導(dǎo)爆索串接，堵塞段先用編織袋與裝藥段隔開，再用濕巖粉或砂土堵塞，減弱段線裝量為350g/m，長(zhǎng)度1.7m，正常段線裝量為500g/m，長(zhǎng)度8.8m，加強(qiáng)段線裝量為1.5kg/m，長(zhǎng)度1.2m。

非標(biāo)準(zhǔn)孔深的正常段隨孔深變化而變化。緩沖孔裝藥采用φ60乳化炸藥藥卷，裝藥形式同主爆孔。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接時(shí)保證預(yù)裂孔先于其他孔的起爆時(shí)差≥75ms。

覆蓋剝離和毛料開采的爆破參數(shù)匯總見表1。

4.2.3 超徑石和底坎處理

超徑石是指塊度>750mm的毛料石。超徑石必須經(jīng)過二次爆破后才能作為有用料運(yùn)往粗碎車間。二次爆破的技術(shù)要求為：采用手風(fēng)鉆鉆孔，炮孔深度要能使炸藥放置在超徑石的重心位置，一般炮孔的深度為超徑石厚度的3/5；當(dāng)一個(gè)超徑石有幾個(gè)炮孔時(shí)，采用1.0×1.0m的孔網(wǎng)和梅花型布孔；炸藥單耗約為0.06kg/m3；炮孔必須完全堵塞，堵塞材料用含水沙土，堵塞長(zhǎng)度與裝藥長(zhǎng)度之比應(yīng)>5[6]。

圖1 預(yù)裂孔立面布置示意圖

超出梯段平臺(tái)1m以上且嚴(yán)重影響施工的底坎必須進(jìn)行處理。采用淺眼爆破法處理底坎：手風(fēng)鉆鉆孔，孔深為底坎高度，孔網(wǎng)為1.0×1.0m梅花型布孔[7]。采用連續(xù)裝藥方式，藥卷為Ф32mm的乳化炸藥。堵塞長(zhǎng)度0.3m，濕砂土堵塞。

5 料場(chǎng)施工的其他項(xiàng)目

料場(chǎng)施工還包括對(duì)場(chǎng)邊坡進(jìn)行支護(hù)、施工中的安全與質(zhì)量等：

1)邊坡支護(hù)主要包括錨桿、噴混凝土、排水孔等。

2)施工中的安全主要包括剝離施工安全、爆破安全、道路安全防護(hù)、施工排水等。

3)質(zhì)量主要控制：防止混料、控制塊徑等。

6 工程效果

實(shí)踐證明，思林巖門人工砂石加工系統(tǒng)料場(chǎng)開挖施工滿足水電站建設(shè)各方面的需要，為水電站按計(jì)劃完工奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

表1 爆破技術(shù)參數(shù)總表

[1]李勇，楊映.思林水電站一次篩分半干法制砂工藝及質(zhì)量控制[J].貴州水利發(fā)電，2007，21(03)：57-60.

[2]中國(guó)水利學(xué)會(huì)施工專業(yè)委員會(huì).SL47—94水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：中國(guó)水利電力出版社，1994.

[3]中水東北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究有限責(zé)任公司.SDJ388—89水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國(guó)水利電力出版社，2004.

[4]韋愛勇.工程爆破技術(shù)[M].哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)出版社，2010.

[5]唐澤旭.淺談碾壓式石碴壩施工中的料場(chǎng)管理[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013(10)：137-138.

[6]牟利.公路路面施工料場(chǎng)建設(shè)初探[J].科技信息,2011(05):337-338.

[7]趙濤.古頂電站大壩筑壩料場(chǎng)的選擇和填筑施工[J].廣西民族學(xué)院學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2004(S1):167-169.

1007-7596(2014)01-0148-03

2013-11-25

周仕剛(1980-)，男，貴州遵義人，工程師，從事水利電站工程技術(shù)工作。

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