長河壩水電站壩體過渡料爆破直采法技術研究

王海云，樊 鵬

(1.西藏開發投資集團有限公司，西藏拉薩850002； 2.中國水利水電第五工程局有限公司，四川成都610066)

1 工程概況

長河壩水電站大壩工程共需過渡料417萬m3，根據以往爆破施工經驗及多方案比較，決定采用高單耗直采技術進行爆破施工，但長河壩水電站大壩工程石料場巖石條件偏硬，工程前期進行了大量的爆破試驗，調整了孔網、炸藥等參數，都無法滿足過渡料級配設計要求，為保證大壩順利實現度汛目標，施工時對原料級配進行了補充調整，D15由原設的不大于8 mm，調整為不大于20 mm，之后又進行了三場爆破生產性試驗，最終確定了合理的爆破參數，得到一套較為全面的偏硬巖條件下高標準過渡料生產工藝，可供其他工程參考。

2 高單耗爆破直采法試驗

2.1 第一次爆破試驗

根據現場實際施工情況，兩個試驗區均選擇為料場中部略偏向后邊坡(該部位巖石處于弱～微)，巖石平均抗壓強度約105 MPa。響水溝石料場第一次過渡料爆破參數如表1所示，爆破后顆粒級配曲線如圖1所示。

表1 響水溝石料場第一次過渡料爆破參數

表2 響水溝石料場第二次過渡料爆破參數

表3 響水溝石料場第3次過渡料爆破試驗參數

圖1 第一次爆破后顆粒級配曲線

由圖1可以看出，爆破出的過渡料顆粒級配檢測結果偏粗，級配偏出設計要求的過渡料上下包線，不能滿足設計要求，爆破效果不理想。

2.2 第二次爆破試驗

圖2 第二次爆破后顆粒級配曲線

在第一次過渡料爆破試驗的基礎上，在響水溝石料場進行了第二次3個區過渡料爆破試驗，在改變炸藥類型的同時進行了不同間排距及裝藥單耗的選擇性試驗。各試驗區均選擇為料場中部略偏向后邊坡(該部位巖石處于弱～微)，巖石平均抗壓強度約108 MPa。爆破參數如表2所示。爆破后顆粒級配曲線見圖2。本次爆破試驗過渡料顆粒級配較前場爆破效果有所改善，但細顆粒含量仍較少，顆粒級配仍偏下包線，不滿足設計要求。

第一次與第二次過渡料爆破區域巖石條件基本一致，孔網參數差別不大的情況下，采用高裝藥密度的乳化炸藥較偏低裝藥密度的銨油炸藥爆破效果明顯偏好。可初步得出，在其他參數不變的情況下，改用乳化炸藥提高裝藥密度，在孔網參數不變的情況下提高爆破單耗，可明顯改善爆破料的級配。

2.3 第三次爆破試驗

通過前兩次爆破試驗結果分析，料場爆破很難獲得完全滿足原設計要求的過渡料，因此，設計通過復核，對大壩心墻過渡料及岸邊過渡料的設計級配進行了調整，調整后級配為：過渡料最大粒徑不大于400 mm；小于0.075 mm的顆粒含量不宜超過3%；小于5mm的顆粒含量不大于17%，不小于4%，D15≤20 mm；過渡料級配宜連續良好。結合前期過渡料爆破試驗成果，起爆方式選擇微差順序起爆，采用連續不耦合裝藥結構、高精度導爆雷管，炮孔共計10排、20列。爆破具體參數見表3，三場過渡料爆破試驗平均顆粒級配曲線見圖3。

由圖3可以看出，各爆破場次中各項參數平均值均滿足設計要求，且各場次平均顆粒級配曲線連續、平滑。爆破單耗為2.0～2.5 kg/m3時，均能生產出滿足設計要求的過渡料。

圖3 平均顆粒級配曲線

試驗場地爆破單耗/kg·m-3爆破后松方/m3合格料方量/m3利用率/%第一場2.56794537479第二場2.07533519769第三場2.27062519374

表5 過渡料直采法爆破參數

由于爆破單耗的差異，各場次過渡料爆破后利用率均有所偏差。三場過渡料爆破試驗利用率統計見表4。從表4可以看出，爆破單耗與利用率呈正比關系，爆破單耗越高，利用率越大。

結合本次過渡料爆破試驗取樣檢測及利用率(合格過渡料占總爆破方量的比例)統計情況，為確保后續過渡料料源質量滿足設計要求的同時，過渡料的鉆爆強度及利用率得到較大地提高，建議后續過渡料生產單耗采用2.2 kg/m3。通過研究確定的過渡料爆破直采法具體參數如表5所示。

4 結 語

通過大量過渡料爆破試驗，得到以下結論：

(1)完整致密巖體開采過渡料的爆破單耗達到2.0～2.5 kg/m3時，能生產出滿足設計要求的過渡料,但考慮爆破單耗的增加必定導致造孔工程量加大，現場實際施工過程中應合理控制其爆破單耗，綜合考慮利用率與工程量，本工程爆破單耗采用2.2 kg/m3。

(2)爆破器材應選擇高爆破效果的成品乳化炸藥以及高精度非電導爆管雷管。

(3)為增加微差擠壓效果應采用爆破精度更高的高精度導爆雷管進行聯網爆破，并根據各孔位情況進行聯網設計，避免拒爆現象發生。

(4)爆破場地應選擇在巖石可爆性較好的區域進行。

(5)為增加爆破料細料含量，應盡量采用小孔徑造孔，在確保爆破單耗的情況下，減小孔網面積。

(6)堆石壩過渡料開采應采用精細爆破法施工，即定量設計，精心施工，實時監控，科學管理。每一場爆破均應根據地質地形條件以及附近區域的爆破和篩分資料進行定量設計，主要包含參數及聯網設計；每一炮孔均應測量放樣，鉆孔精度應滿足設計要求；每次爆破篩分結果應及時反饋，指導下一步施工生產；科學管理，合理安排施工，在滿足填筑料力學參數條件下，盡量將過渡料開采安排在巖體可爆性較好的區域進行。

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