长河坝水电站坝体过渡料爆破直采法技术研究

王海云，樊 鹏

(1.西藏开发投资集团有限公司，西藏拉萨850002； 2.中国水利水电第五工程局有限公司，四川成都610066)

1 工程概况

长河坝水电站大坝工程共需过渡料417万m3，根据以往爆破施工经验及多方案比较，决定采用高单耗直采技术进行爆破施工，但长河坝水电站大坝工程石料场岩石条件偏硬，工程前期进行了大量的爆破试验，调整了孔网、炸药等参数，都无法满足过渡料级配设计要求，为保证大坝顺利实现度汛目标，施工时对原料级配进行了补充调整，D15由原设的不大于8 mm，调整为不大于20 mm，之后又进行了三场爆破生产性试验，最终确定了合理的爆破参数，得到一套较为全面的偏硬岩条件下高标准过渡料生产工艺，可供其他工程参考。

2 高单耗爆破直采法试验

2.1 第一次爆破试验

根据现场实际施工情况，两个试验区均选择为料场中部略偏向后边坡(该部位岩石处于弱～微)，岩石平均抗压强度约105 MPa。响水沟石料场第一次过渡料爆破参数如表1所示，爆破后颗粒级配曲线如图1所示。

表1 响水沟石料场第一次过渡料爆破参数

表2 响水沟石料场第二次过渡料爆破参数

表3 响水沟石料场第3次过渡料爆破试验参数

图1 第一次爆破后颗粒级配曲线

由图1可以看出，爆破出的过渡料颗粒级配检测结果偏粗，级配偏出设计要求的过渡料上下包线，不能满足设计要求，爆破效果不理想。

2.2 第二次爆破试验

图2 第二次爆破后颗粒级配曲线

在第一次过渡料爆破试验的基础上，在响水沟石料场进行了第二次3个区过渡料爆破试验，在改变炸药类型的同时进行了不同间排距及装药单耗的选择性试验。各试验区均选择为料场中部略偏向后边坡(该部位岩石处于弱～微)，岩石平均抗压强度约108 MPa。爆破参数如表2所示。爆破后颗粒级配曲线见图2。本次爆破试验过渡料颗粒级配较前场爆破效果有所改善，但细颗粒含量仍较少，颗粒级配仍偏下包线，不满足设计要求。

第一次与第二次过渡料爆破区域岩石条件基本一致，孔网参数差别不大的情况下，采用高装药密度的乳化炸药较偏低装药密度的铵油炸药爆破效果明显偏好。可初步得出，在其他参数不变的情况下，改用乳化炸药提高装药密度，在孔网参数不变的情况下提高爆破单耗，可明显改善爆破料的级配。

2.3 第三次爆破试验

通过前两次爆破试验结果分析，料场爆破很难获得完全满足原设计要求的过渡料，因此，设计通过复核，对大坝心墙过渡料及岸边过渡料的设计级配进行了调整，调整后级配为：过渡料最大粒径不大于400 mm；小于0.075 mm的颗粒含量不宜超过3%；小于5mm的颗粒含量不大于17%，不小于4%，D15≤20 mm；过渡料级配宜连续良好。结合前期过渡料爆破试验成果，起爆方式选择微差顺序起爆，采用连续不耦合装药结构、高精度导爆雷管，炮孔共计10排、20列。爆破具体参数见表3，三场过渡料爆破试验平均颗粒级配曲线见图3。

由图3可以看出，各爆破场次中各项参数平均值均满足设计要求，且各场次平均颗粒级配曲线连续、平滑。爆破单耗为2.0～2.5 kg/m3时，均能生产出满足设计要求的过渡料。

图3 平均颗粒级配曲线

试验场地爆破单耗/kg·m-3爆破后松方/m3合格料方量/m3利用率/%第一场2.56794537479第二场2.07533519769第三场2.27062519374

表5 过渡料直采法爆破参数

由于爆破单耗的差异，各场次过渡料爆破后利用率均有所偏差。三场过渡料爆破试验利用率统计见表4。从表4可以看出，爆破单耗与利用率呈正比关系，爆破单耗越高，利用率越大。

结合本次过渡料爆破试验取样检测及利用率(合格过渡料占总爆破方量的比例)统计情况，为确保后续过渡料料源质量满足设计要求的同时，过渡料的钻爆强度及利用率得到较大地提高，建议后续过渡料生产单耗采用2.2 kg/m3。通过研究确定的过渡料爆破直采法具体参数如表5所示。

4 结 语

通过大量过渡料爆破试验，得到以下结论：

(1)完整致密岩体开采过渡料的爆破单耗达到2.0～2.5 kg/m3时，能生产出满足设计要求的过渡料,但考虑爆破单耗的增加必定导致造孔工程量加大，现场实际施工过程中应合理控制其爆破单耗，综合考虑利用率与工程量，本工程爆破单耗采用2.2 kg/m3。

(2)爆破器材应选择高爆破效果的成品乳化炸药以及高精度非电导爆管雷管。

(3)为增加微差挤压效果应采用爆破精度更高的高精度导爆雷管进行联网爆破，并根据各孔位情况进行联网设计，避免拒爆现象发生。

(4)爆破场地应选择在岩石可爆性较好的区域进行。

(5)为增加爆破料细料含量，应尽量采用小孔径造孔，在确保爆破单耗的情况下，减小孔网面积。

(6)堆石坝过渡料开采应采用精细爆破法施工，即定量设计，精心施工，实时监控，科学管理。每一场爆破均应根据地质地形条件以及附近区域的爆破和筛分资料进行定量设计，主要包含参数及联网设计；每一炮孔均应测量放样，钻孔精度应满足设计要求；每次爆破筛分结果应及时反馈，指导下一步施工生产；科学管理，合理安排施工，在满足填筑料力学参数条件下，尽量将过渡料开采安排在岩体可爆性较好的区域进行。

[1] 李志勇. 洪家渡水电站料场坝料爆破设计[J]. 四川水利, 2008, 29(3)： 21- 22．

[2] 李小联. 天生桥一级水电站混凝土面板堆石坝ⅢA料的开采[J]. 贵州水利发电, 1999(4)： 18- 23．

[3] 张正宇. 现代水利水电工程爆破[M]. 北京： 中国水利水电出版社, 2003．

[4] 王晓东, 伍小玉, 吴新霞, 等. 高砾石土心墙坝硬岩过渡料精细爆破法开采研究[J]. 长江科学院院报, 2014, 31(11)： 172- 176．