板涧河水库料场规划设计

2017-05-18樊迎娟

山西水利 2017年4期

关键词：风化层料场石料

樊迎娟

（山西省小浪底引黄工程建设管理局，山西运城 044000）

板涧河水库料场规划设计

樊迎娟

（山西省小浪底引黄工程建设管理局，山西运城 044000）

合理的料场规划是保证大坝填筑进度和抢到工期的关键，从料场的储量分析、质量要求、运输道路的开采方案、爆破参数等方面进行了介绍。通过对料场进行合理规划，有效保证了板涧河水库坝体填筑的进度和质量，为水库的防洪度汛提供了坚实保障。

料场规划；道路规划；爆破参数

1 工程概述

板涧河水库主要建筑物包括，大坝、溢洪道、导流泄洪洞，库容为3 336万m3。大坝设计为混凝土面板堆石坝，坝顶高程为540.0 m，最大坝高为85.0 m，坝顶长度195 m，坝顶宽度8 m。

料场位于大坝上游板涧河河谷右岸，距离大坝坝址约0.6 km。此段河谷流向由N50°E转向S35°E，在河谷的右岸形成了三角形的凸岸，场址就选在该岸坡处的中下部。岸坡较陡，坡度约为30°～40°。料场范围内的岸坡高程约470 m，坡顶高程约558 m，大部分都在水库设计正常蓄水位540 m以下。料场范围内地表基岩大多是裸露的，岸坡顶部局部为薄层全新统坡积碎石混合土，厚度0～3 m。基岩为震旦系下统马家河组暗褐色、紫红色、灰绿色安山岩、辉石安山岩，岩性坚硬、性脆，致密块状结构，具气孔和杏仁构造。岩组以层状分布，层面为喷发层流及间歇面。安山岩，单层厚度一般在10～20 m，强风化层厚度一般在0.5～3 m，弱风化层厚度一般在6～17 m。弱微风化岩层可加工成主堆石区及下游堆石区石料，也可加工垫层料和过渡区的石料；强风化层岩石可以用在下游堆石区水位以上的干燥区。

2 料场分析

2.1 料场储量分析

料场储量计算用平行断面法估算，开挖高程按470～475 m进行控制，两断面间平均距离取20 m。计算时，将表层覆盖层当做剥离层，基岩强风化层为无用层，弱微风化基岩为有用层。计算结果表明，料场范围内的总储量为175.8万m3，其中剥离层的体积为4.7万m3，强风化层的体积为24.0万m3，弱微风化层的体积为147.1万m3，料场利用率为84%。大坝填筑设计用量约为86万m3，因此该料场储量满足工程设计用量的要求。

为减少开采的运输量和弃渣量，合理利用部分坝址区施工开挖料。坝址区溢洪道主要位于震旦系中统云梦山组石英砂岩弱微风化层，可用于加工主堆石料及下游堆石料，也可用于加工垫层料和过渡区石料。

2.2 石料的开采质量要求

根据设计图纸要求，堆石料需采用新鲜的岩石料进行填筑，坝体堆石料设计的最大粒径为800 mm，其中粒径小于5 mm的颗粒含量不大于20%，粒径小于0.075 mm的颗粒含量不大于5%。

3 料场的开采规划

3.1 料场分区分块规划

3.1.1 堆石料

为尽快出料以满足大坝施工前期填筑强度的要求，根据大坝的填筑高程，将料场按照高度分为三层，分块开采，保证石料持续性供应。

开挖采取自上而下、分层、分块的原则进行。利用料场地形条件，再分为高低两区开采。先修建料场最顶处的施工道路，同时形成钻孔平台，待道路修筑满足施工要求时，沿平台外边用液压钻机与潜孔钻机钻孔，进行开采。同时修筑较低高程处的第二条道路及钻孔平台，当第二条道路修筑达到要求时，沿此平台的外边用液压钻机与潜孔钻机钻孔开采。

两层道路修筑完成以后，把料场分成了两层三块，依次分段分序进行开采，从已规划好的上坝道路运到大坝。推测到前期主堆石料的填筑强度比较大，选过渡料场以南的料场为主堆石的备用料场。

3.1.2 过渡料

该料场场地为长方形，顶部有一个自然平台，开挖按照自上而下、分层、分块的原则进行，高度按照10 m一个平台，分三层进行开采，开采强度满足上坝的要求。料场开挖的分层情况见表1。

表1 料场开挖分层情况表

3.2 料场上坝道路规划

3.2.1 堆石料

Ⅰ区开采出的石料主要用于大坝480 m高程以下坝体的填筑。结合施工道路规划，从料场装渣平台通过4号上坝道路，与高程455 m的下基坑道路4号-1支、高程465 m的4号-2支、高程475 m的4号-3支连接，直接运至大坝填筑。

Ⅱ区开采出的石料主要用于大坝520 m高程以上坝体的填筑，结合施工道路布置，通过高程为525 m、535 m的4号上坝道路支线运至大坝填筑。

3.2.2 过渡料

过渡料场山体高度不是太高，将它与右坝肩上坝道路结合起来，装渣道路直接修筑至每层的爆破平台，通过此平台与右岸上坝道路连接，形成上坝运料通道。

4 料场开采

4.1 料场开采方案

料场山势相对平缓，地势比较开阔，交通便利，距大坝较近，覆盖层较薄，适宜建料场。施工准备工作完成以后，剥离清除覆盖层土方和无用层，采用机械、爆破和人工相结合的方法进行清除。施工机械配置，推土机配合1.6 m3的反铲挖掘机挖装，再配以20 t自卸汽车运输。将剥离清除掉的石料运至弃料场，初步形成工作平台。

堆石料开采采用深孔微差挤压爆破、深孔微差控制爆破、浅眼微差控制爆破、后坡采用深孔光面爆破相互结合的方法；自上而下、分层、分块依次开挖的方法进行开挖。

过渡料开采采用深孔微差挤压爆破、采用密孔、大药量、V型起爆破网络进行爆破；自上而下、分层、分块依次开挖的方法进行开挖；料场每层梯段10 m高，总体分3层。

大块石需解小，采用浅孔、小药量爆破。

爆破使用的炸药，以岩石硝铵炸药为主、岩石乳化炸药为辅；雷管主要采用非电毫秒雷管、电雷管，必要时采用孔外或孔内位差分段，大坝堆石料级配质量要求高，因此必须采用合理的爆破参数开采，以满足设计和施工的要求。

4.2 爆破参数确定

合理的爆破参数，才能达到理想的爆破效果。堆石料开采必须保证级配满足要求，影响级配的因素是岩性和爆破参数。料场的岩性是确定的。爆破参数的影响因素主要是台阶高度、孔距、排距、装药结构，其中台阶高度和单位装药量相对影响小。孔距、排距、装药结构对级配的影响相对较大。

结合本工程料场的地质情况拟定爆破参数。堆石料主要爆破参数：炮眼深度12.5 m，钻孔孔径120 mm，孔距、排距2.5～3.0 m；过渡料主要爆破参数为：炮眼深度10.5 m，钻孔孔径100 mm，孔距、排距1.0～1.5 m。

5 料场环境保护

料场在开采过程中应尽量减少对原有环境的破坏，为保证保留岩体的完整性，料场周边采用光面爆破，还设置排洪沟进行防洪、防汛。工程完工以后应形成整齐的平台，多余的、危险的石料也应该清理干净，运到弃料场进行处理。确保料场在移交时保留岩体完整，无危石，场地干净，满足环保要求。

6 结语

科学合理的料场规划对于面板堆石坝的填筑特别重要，直接影响着坝体填筑的进度和质量，规划合理的上料道路更是制约着大坝高峰的填筑强度。另外，爆破参数的选择也影响着填筑料的级配和大坝的填筑质量。板涧河水库大坝在2014年顺利通过汛期，并提前填筑到防汛高程500 m，使大坝在施工期安全度汛，完成了省政府下达的年度目标，并于2014年10月底填筑到顶高程536.7 m。