過渡料爆破直采技術簡述

孫文明

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

近年來，在水利水電工程壩型的選擇中，面板堆石壩、黏土心墻堆石壩、風化料堆石壩越來越成為各地的首選壩型，發展前景極為廣闊，具有選材方便、成本低、施工速度快等特點。作為山西省具有代表意義的張峰水庫黏土斜心墻堆石壩、柏葉口水庫混凝土面板堆石壩已建成，張峰水庫已開始蓄水投入運行，運行效果良好。

在張峰水庫施工過程中，采用爆破后進行二次解小、篩分后才能生產出能夠滿足設計級配要求的過渡料，由于工序多、效率低，生產成本較高。

在柏葉口水庫施工過程中，針對傳統過渡料開采存在的缺點，通過試驗，調整爆破參數，能夠應用爆破直接生產滿足要求的過渡料，取得了較大突破，產生了較大的經濟效益。

1 工藝原理

根據不同的爆破參數下所生產的不同粒徑和級配的石料，逐步進行優化，在最低成本和最高效率下生產滿足設計要求的過渡料。過渡料生產一般采用深孔臺階微差爆破技術。過渡料直采技術通過研究爆破參數對所爆石料的粒徑及級配的影響與設計包絡線的相互關系，先確定出包絡線范圍內的爆破參數，然后進行生產性試驗，經過多次優化與調整，確定出最后用于指導生產的爆破參數，繼而通過爆破直采生產合格的過渡料。

2 料場位置選擇

過渡料開采前，首先要對生產過渡料場的位置進行優選，應注意以下幾點：第一，料場的儲量要滿足施工需求并留有一定余量。為避免后期所采石料與主、次堆石料混徑，所選過渡料料場要與以上料場保持一定距離，避免在過渡料開采過程中影響壩面施工，巖石材料要均勻，節理發育，以利于所采石料的細料含量及塊度的控制。第二，料場交通要便利，便于設備及火工材料的搬運。第三，山體上部所開采過渡料，在爆后及機械推落過程中會自然篩分，個別超徑石就會滾落出料堆，造成級配不合理，在裝運時要利用裝運機械對表面石料與內部石料進行混合后再裝車。儲料場容量要滿足一次爆破要求及壩面填筑要求，且場地要平整。第四，在條件允許的情況下，盡量選擇兩個以上石料場，由于材料用量較大，盡量高料高用、低料低用，減少運輸成本。同時避免在雨季等條件下運輸過渡料，以免影響施工。

料場位置選好后，要對表層的覆蓋層、強風化巖、坡積物等進行剝離，以便后續布孔的進行。剝離范圍要大于采區3~5m，以免爆破后覆蓋層與過渡料混合。

3 爆破參數設計

過渡料開采爆破參數推薦范圍見表1。

表1 過渡料開采爆破參數推薦范圍表

4 鉆孔

鉆孔前，依照爆破設計圖進行測量放樣，孔位一定要準確，且測量每一孔位的高程，以便確定每一孔位的孔深，其中點位偏差不大于5cm，孔深誤差也不大于5cm，鉆孔偏差不大于1°。為取得良好的級配料，炮孔間排距相對于堆石料開采要小很多，每孔控制爆破面積約為5～6m2（堆石料開采約為9～12m2）。孔深根據料場的地形條件及開挖與運輸設備來確定，一般為10～12m。鉆孔過程中，要控制鉆孔精度，所鉆炮孔全部為垂直孔。此外，考慮到施工安全，還需對爆破飛石距離及地震效應進行計算。

5 裝藥和封堵

通過爆破開采的堆石料與過渡料相比，由于一般只在孔底部裝藥，存在粒徑相對較大、細料含量不夠的問題，尤其是在炮孔封堵段大塊較多、單耗及孔排距一定的情況下，通過調整裝藥結構，在封堵段采用間隔裝藥結構，可大大提高細粒徑料含量，減少大塊率。

每孔裝藥量Q1=q·a·b·H，其中q為單位炸藥消耗量，a為孔距，b為排距，H為孔深。

多排孔起爆時，為減小前排石料對后排臨空面的影響，可采取縮小爆孔排距至原設計排間距的0.7～0.8倍，也可適當增加后排孔每孔裝藥量，利用系數k 調整，公式為：Q后=k·q·a·b·H，其中 k 為考慮受前面各排孔礦巖阻力作用的增加系數，取1.1～1.2。

過渡料開采單耗雖然比主堆石料較大，但由于每孔的控制面積縮小將近1倍，如采用耦合連續裝藥將會使封堵段太長，且全部炸藥主要集中在鉆孔下部，使山體表層爆破后存在較多的大塊，所以采用間隔裝藥，會使每孔在總裝藥量相同的情況下，所裝藥量分布更加均勻合理，尤其是在孔口間隔的長度不大于0.5m時，對減少山體表層的大塊有極好的效果，而且能增加石料中細料的含量。

孔口的封堵長度與質量對提高炸藥能的利用率，減少飛石距離、噪聲以及空氣沖擊波的危害有重要作用，堵塞采用鉆孔產生的石屑或黃土。

6 網絡聯結和起爆

爆破網絡一般采用塑料導爆管網絡，用三通四通管進行連接，采取孔外延時孔內微差，結合現場實際地形和所鉆孔排數，采用“V”或“U”型起爆，再次對大塊率進行有效控制。網絡連接好后，進行二次交叉檢查，確保連接無誤，并對連接部分進行適當覆蓋，以保護網絡不被破壞。

7 安全控制和檢查

爆破參數確定后，進行飛石距離、地震效應計算時一定要控制其對周圍建筑物的破壞。爆破后，大于15min以后要由專職爆破安全管理人員進爆區進行安全檢查，在確定無“盲炮”后，才可解除警戒進行過渡料的運輸。爆破時要派專人對附近的建筑物進行觀察和測試，驗證飛石距離、爆破振動速度與理論計算是否一致，以為下次爆破參數的調整提供依據。

8 效果分析

爆破試驗完成后，要對過渡料進行現場篩分試驗，分析試驗結果是否滿足設計要求的粒徑與級配要求，如不滿足，則進行二次參數調整和試驗，直到滿足設計要求為止。

9 安全措施

針對爆破工程項目的特殊性，采取以下安全措施：一是爆破設計人員必須經公安部批準的培訓部門培訓且考試合格，由持公安部門發放的爆破安全技術證書人員按資質級別擔任；二是所有參加爆破人員，須經專門培訓方可上崗工作；三是經項目部總工批準，監理部審查認定后執行；四是爆破區內嚴禁閑雜人員進入，嚴禁在爆區內使用明火、禁止抽煙；五是嚴禁在打雷、大風、黃昏、夜間進行爆破施工；六是按設計藥量及設計裝藥結構進行裝藥。

10 環保措施

由于在爆破過程中會產生飛石、地震效應、噪聲、有害氣體、粉塵、空氣沖擊波等危害，為加強環境保護，減少爆破對環境的危害，應采取以下措施：優化設計方案，減少單響藥量，降低爆破振動效應；對爆破前作業面的巖粉、碎石進行清理，減少粉塵及飛石；爆前爆后噴霧灑水，減少粉塵、有害氣體的擴散；保證填塞質量及填塞長度；合理安排爆破時間，盡量避免在早晨或下午較晚時間起爆，避免因大氣效應導致噪聲增強的問題出現。