龙潭水电站工程砂石料场爆破开挖技术研究

胡立剑

摘 要：在水利水电工程施工建设过程中，需要获得较多的砂石料来进行大坝填筑。根据龙潭水电站工程需要、施工进度计划和成本控制，择优选择与工程实际相匹配的砂石料爆破开采方法及爆破安全控制措施。运用深孔爆破进行开采，完全能满足工程施工区的砂石料需求，且节约了成本。

关键词：砂石料场;爆破开采;深孔爆破;龙潭水电站

中图分类号：TV542;TV731.6 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）34-0090-02

The Research of Excavation Blasting Technical of Sand and Gravel

Yard in Longtan Hydropower Project

HU Lijian

（Guizhou Zhongshui Construction Management Co.， Ltd.，Guiyang Guizhou 550000）

Abstract： It is often necessary to obtain more sand and gravel materials for dam filling during construction process of water conservancy and hydropower projects. According to the project needs， construction schedule and cost control of Longtan Hydropower project， the sand and gravel blasting method and blasting safety control measures matching the actual project has been proposed. The deep-hole blasting for mining can fully meet the sand and gravel demand in the construction area and save costs.

Keywords： sand and gravel yard;exploitation by blasting;deep-hole blasting;Longtan Hydropower Project

1 工程概况

水城县龙潭水电站位于珠江流域北盘江的一级支流古牛河下游河段，坝址位于水城县蟠龙乡法拉寨西北约0.6km的古牛河峡谷处，距蟠龙乡25km，距县城60km。水库总库容805万m3，正常蓄水位910.00m，对应库容740万m3，电站总装机容量9MW，开发任务为发电。龙潭水电站石料场位于坝区NW 350m的陡壁外，出露地层为二叠系中统西霞（P2q）、茅口组（P2m）灰色、深灰色的灰岩，强度高、质量好。为满足工程筑坝量、施工进度和成本控制需要，结合工程特性对料场开采方案及爆破安全控制措施进行研究，确保工程实现高效优质的施工建设。

2 开采条件及钻爆施工技术

2.1 开采条件

工程实施期间，受征地影响，料场开采区域位于已开挖完成的大坝基坑上方。为此，料场开采爆破作业必须保证大坝基坑施工安全及爆破震动波不能影响大坝新浇筑的混凝土。岩石倾角为25°～30°的薄层灰岩，开采边坡坡比为1∶0.3，采用预裂爆破方式，并要求残孔率达到80%以上，可以形成稳定的永久边坡。采区岩石稳定，未见大的断层和卸荷裂隙等不安定岩石结构的存在。在初期剥离时，清除表面的松动岩石和覆盖层，并沿最终开采界限外1～3m设置一道截水沟，将汇集雨水拦截[1]。开挖边坡每下降10m预留2m宽的马道，边坡一次预裂爆破成型，钻爆采用中深孔爆破，一次开挖台阶高度为10m。

2.2 钻爆施工技术

料场采取从上至下逐层开采的方式。为了保证不影响山体稳定，在采区后边坡采取预裂爆破，沿着征地界限形成永久的结构稳定边坡，要求残孔率达到90%以上。同时，沿征地红线3m设截水沟，防止山水和雨水冲刷边坡。在后坡沿线，在向下开采之前，必须清除覆盖层和松动石，以免后期高边坡掉石伤人。开采爆破钻爆设备采用液压钻，台阶高度10m，孔深11m，孔径90mm，用70mm袋装膨化硝铵炸药。采用非电微差挤压爆破技术进行大方量的爆破。机口超径石采用液压锤破碎，减少飞石和节约成本。

3 爆破施工设计

3.1 爆破参数确定

3.1.1 深孔爆破（台阶爆破）。石料开采采用深孔爆破开挖，其主要参数如下：孔径[D]=90mm，台阶高度[H]=10m，炮孔深度[L]=11m，孔距[A]=3.0～3.5m，最小抵抗線或排距[W]=[b]=2.5～3.0m，单耗药量[q]=0.25～0.35kg/m3，线装药密度[QL]=2.5～3.5kg/m，填塞长度[LT]=2.5～3m，超钻深度[h]=0.5m，微差时间[Td]=20～50ms。

3.1.2 浅孔爆破（局部开挖和解小）。深孔爆破后的个别大块岩石及未爆到位的岩坎，或爆破厚度较小（小于5m不适于深孔爆破的情况）的部位，采用浅孔爆破进行二次破碎或找平，确保爆破块度符合规定的技术要求[2]。主要参数如下：孔径[D]=42mm，台阶高度[H]=1.0～4.0m，炮孔深度[L]=1～4m，孔距[a]=0.5～1.5m，最小抵抗线或排距[W]=[b]=0.8～1.5m，单耗药量[q]=0.25～0.35kg/m3，线装药密度[QL]=1.0～1.2kg/m，填塞长度[LT]=0.6～2m，超钻深度[h]=0.3～0.5m（保护层留0.5～1.0m），微差时间[Td]=20～50ms。

3.2 药孔布置及装药结构

3.2.1 药孔布置。单边坡爆破：每个爆破工作面沿岸坡向布置3～4排深孔，药孔呈梅花状布置，最后一排为预裂爆破孔;双边坡爆破：每个工作面沿轴线布置3～4排深孔，药孔亦呈梅花状布置，延边坡面布置一排预裂孔;浅孔爆破：每个工作面沿軸线布置3～4排手风钻孔，药孔呈梅花状布置。

3.2.2 装药结构。深孔爆破与浅孔瀑破采用耦合装药结构;光面爆破或预裂孔采用不耦合装药结构。

3.3 起爆网络设计

采用非电复式导爆管起爆网络，导爆管与导爆管之间相连，整个网络的末端用电雷管进行引爆，电雷管在爆破警戒范围内人员撤离后，起爆10min前连接。

3.4 爆破安全设计

由于砂石料场地与左岸坝肩所在位置距离较短，爆破工程应考虑的主要危害效应为：爆破飞石、空气冲击波及爆破地震波对左岸坝肩稳定性的影响。

3.4.1 爆破飞石。经计算个别飞石距离[S]≤20m。现场测量可知：砂石料生产系统和粗破平台与毛料开采场距离在50m以上，毛料开采场方圆200m无任何建筑物、设备、用电线路等，工程环境相对安全。

3.4.2 爆破地震波及最大一段（次）起爆药量的确定。根据质点垂直振速公式（质点垂直振速[VC]=5cm/s），结合现场实际情况岩层裂隙发育，结合被保护目标的结构特性、炮区岩性，[K]=200、[V]=2.25、[a]=1.65，计算最大一段（次）起爆的总药（kg）。爆破震动安全允许距离及总药量计算成果如表1所示。

3.4.3 空气冲击波。由于松动控制爆破空气冲击波效应很小，其影响范围一般不超过3m，因此可不予考虑。

结合龙潭水电站工程的实际需要，在距离大坝左岸坝基40m处提前采取预裂爆破，形成一条宽2cm的预裂缝，以减少主爆区爆破震动波对大坝新浇混凝土的影响，坝肩区域留下的岩埂采用破碎头进行开采。

3.5 爆破危害效应主要预防措施

对于爆破飞石效应，可采取以下预防措施：布孔前详细测量爆体尺寸，确保实际最小抵抗线不大于设计值;使最小抵抗线方向避开重点保护目标，指向开阔区;加强填塞质量，严格控制单耗药量;所有人员撤至安全距离（飞石安全距离取500m）以外。预防地震效应的主要措施是：采用分散布药、孔内装药分段微差起爆方式，变能量集中释放为分散释放，避免地震波出现过高的峰值;严格按照以被保护目标的抗震能力、与爆点的相对距离等确定的一段（次）最大起爆药量进行装药和分段，确保被保护目标的安全。

4 结语

对龙潭水电站工程砂石料场采用深孔爆破进行开采，完全能满足工程施工区的砂石料用料需求。爆破作业中爆破飞石和空气冲击波均控制在安全范围，但需要特别注意对爆破震动安全距离及最大起爆药量的控制，避免造成人员伤亡和设备损害，确保被保护目标的安全。

参考文献：

[1]李刚，李玉凡.辉绿岩人工骨料开采爆破技术[J].西北水电，2018（5）：70-73.

[2]朱勇坤.双溪水库坝基石方爆破施工技术[J].甘肃水利水电技术，2015（3）：54-57.