碎石場開采施工簡析

杜艷峰，劉代貴，李朝平

（中國水利水電第十四工程局有限公司非洲事業部，云南 昆明 650041）

0 前言

Batchenga-Ntui-Yoko-Lena道路整治LOT4標Yoko-Lena公路位于喀麥隆中央省，全線長44.9km，公路起點距離首都雅溫得約274km，距離杜阿拉549km；路面結構為行車道寬7m，雙表處路肩寬各1.5m，5cm瀝青混凝土行車層， 20cm級配碎石基層，30cm紅土礫石料底基層；排水工程為各種類型的土排水溝、混凝土排水溝、鋼筋混凝土管涵及箱涵施工。

按照合同要求，上述施工所需碎石均由承包商自行生產，提交監理或相關有資質實驗室按合同要求參數檢測。實驗砂石系統的設計、施工及運行均由承包人負責，工作內容包括：砂石系統設計、砂石系統土建施工、設備采購與安裝、骨料開采運輸和加工、系統運行管理和維護、砂石系統的拆除和提供符合要求的成品碎石。其中成品碎石粒徑主要為 0-4、4-6、6-10、10-14、14-25、0-31.5和 塊石7種規格。

1 碎石場選址要求：

碎石開采區的選址原則，按照業主指定的石料廠場地范圍，結合實際地形進行測量、實驗鑒定后進行系統布置，充分利用現場地形，盡量減少占地范圍。

項目部碎石生產系統距離Yoko城區約有6km，符合遠離住宅和人口稠密區，能夠有效地減少因為噪音、粉塵對周圍環境和人體造成的傷害的要求。排水設施在現場開挖排水溝，生活廢水集水池中，確保不污染周圍環境。進場道路長約5km，項目部進行了拓寬、開挖回填施工，在實用性、安全性和耐久性方面得到了很大提高。石料場占地為10萬m2，采用4臺500kW發電機進行供電，配備1臺400kW發電機備用；施工用水采用水車取水供應。

2 料場特性及規劃

料場為裸露巖石，料場山勢陡峻平緩，地形坡度一般為10°～30°，料場分布高程950.00～1 010.00m。石料場征地面積約為40 000 m2，儲量約50萬m3，巖性為花崗巖。

2.1 砂石料系統規劃

按合同要求在該料場范圍內建設2套生產能力為150t/h的砂石料加工系統，主要生產施工所需的塊石、混凝土骨料、瀝青骨料及0～31.5mm積渣碎石。在該區域布置砂石料加工系統設備、各種骨料的存放區。

2.2 開采范圍規劃

根據工程對砂石骨料數量的要求，結合征地范圍內的地形、地質和巖層暴露的情況確定開采范圍。從前期我方采用液壓潛孔鉆進行鉆孔勘探，根據鉆孔勘探情況，巖層深度較深，巖石完整性較好、節理裂隙發育、巖石硬度較高，根據前期取樣試驗結果顯示，合同技術條款（CCTP）要求。

開采范圍為：料場方圓150m范圍內，開采深度平均15m,開采范圍內的石料儲量估計約為30萬m3。

2.3 開采邊坡及臺階布置

根據開采規劃，為了邊坡的穩定，覆蓋層及全強風化帶坡比按1∶1設計，弱風化及微風化巖石邊巖石坡比按1∶0.25設計。

2.4 排水措施

爆破開采施工期的排水主要是現有水溝引排及降雨。

沿料場周圍開挖一條水溝，將穿過料場的流水引排至下游。引流水溝溝底開挖寬度為3m，兩次邊坡按照1∶0.25，水流方向溝底坡度為2%～3%。在料場范圍水溝底部，設置高度為2.0m的土質圍堰，將水溝從開挖的水溝內引流至開采區下游，防止開采過程造成水流污染。

在施工道路的上坡面，距路邊4m處挖排水溝，其斷面尺寸為底寬和高各為0.4m的梯形。在道路交匯處預埋水泥涵管或設置漿砌石排水孔進行引排。

2.5 邊坡防護

永久邊坡的開挖采用光面爆破技術。對局部存在安全隱患的邊坡，根據實際情況可采取設置排水孔等保護措施。

2.6 施工道路布置

為保證石料場正常有序運行，場內道路及進場道路統一進行開挖回填進行降坡，寬度為8m，結構層為25cm紅土礫石料硬化的道路。

3 料場開采設計

3.1 料場開采方案

石料場開采根據現場石山走向，開采順序為先中間、后兩邊進行拉槽爆破開采。開采方案采用深孔梯段爆破，一次開采高度為10～16m。在中部石料開采完畢后，再分別沿兩側將覆蓋層清理至第一次開挖深槽內，然后開采兩側石料。

斷面開挖順序為：測量放樣→修建運輸道路及排水溝→清除風化層→孔位放樣→鉆孔→裝藥和裝雷管→爆破→挖掘機裝料→自卸車運輸至粗碎車間。

排水溝采用人工挖砌，路口交匯處采用漿砌石做暗溝。

清理風化層采用反鏟及推土機作業，自卸汽車外運至棄渣場或需要填方的部位。

鉆孔采用液壓潛孔鉆機造孔，人工進行裝藥和布設雷管。

3.2 爆破設計

因為石料開采，選用微拋深孔松動爆破方案來進行爆破設計。根據施工開采規劃確定的梯段高度15m，結合以往經驗，決定采用大孔距、小排距的鉆孔布置。

3.2.1 孔間參數的確定

用ROCD7-11型潛孔鉆鉆垂直孔，其孔網參數為2.5m×2.5m（間距×排距）的梅花型。按經驗可降低爆后大塊解體的工作量，其鉆孔布置示意圖如：

圖1 鉆孔布置示意圖

3.2.2 爆破參數確定

為了減少開采平臺底板的不平整度，各炮孔超深0.5m。有關深孔梯段微拋松動爆破參數列入表1。

3.2.3 裝藥結構

裝藥前將炮孔內的石粉、泥漿排除干凈，并將藥孔周圍打掃干凈。裝藥結構為炮孔內采用散裝炸藥和φ70mm乳化炸藥混裝，炮孔的堵塞長度為2m，堵塞物可用1份粘土、2份粗砂以及含水量適當的松散土料混合而成。

表1 爆破參數表

孔內采用非電毫秒延時雷管或電雷管進行引爆。

3.2.4 起爆網絡

為最大限度地減少爆破振動影響，以確保周邊構筑物和圍巖邊坡的穩定，同時也為了提高爆破效果，特采用孔內延時、孔間等差傳遞，排間分段的非電起爆網絡，其深孔微拋梯段松動爆破非電起爆網絡連接示意圖如下：

圖2 起爆網絡連接示意圖

4 碎石系統選型及布置

碎石系統布置原則為采用先進、合理的骨料加工工藝，增強系統的生產調節能力，保證項目對各種成品料的供應；系統具有較高的機械化、自動化程度，提高生產效率；適當增大成品料儲備量，保證工程施工高峰期用料。

首先對破碎設備進行選型及工藝確定，包括對礦石原料情況的調查分析，在確定采石廠后對開采量進一步開挖調查計算，保證開采量滿足需求及統計用；第二，進行顎式破碎機、反擊破碎機、振動篩、圓錐機等設備的安裝和調試；第三，對整個石場開采、毛石破碎進行全程質量控制。

項目部設計級配碎石方量為20萬m3，由于設備老舊，故障率較高，因此配置兩套碎石系統。計劃工期9個月生產完畢，按最大出料量計算，平均每天最大需供應級配碎石1 000m3，一個月生產25天，每月生產25 000 m3；9個月將完成225 000 m3；生產總量大于20萬m3，完全可以滿足要求。

項目部選用150t/h型號碎石系統；主要為大料斗、鄂破機、立軸機、圓錐破、振動篩幾個部分。

5 施工進度計劃

項目部技術部需對整個工程進行詳細統計核算，對各種所需骨料的工程量和技術參數做出技術交底，并制定出合理的施工進度計劃，保證碎石生產按期進行完成。

6 質量保證措施

在碎石場開采過程中，嚴格執行合同文件的技術規定與規范及相應的技術標準；項目部質量部門需制定完善的質量檢查驗收制度，對不能滿足質量要求的巖石，嚴格按照監理工程師的指示予以清除，以確保砂石加工原料的質量。

7 安全保證措施

石料場的開采，從石場碎石系統安裝、運行、石山爆破、碎石運輸等各個方面，項目部編制了專項安全保證方案并通過評審。尤其是石山爆破方案，需經得喀麥隆礦業部的審核簽發才能進行爆破。

8 環境保護措施

環境保護方面，碎石場開采主要從噪聲防治、粉塵污染防治、水污染防治、固體廢棄物防治4個方面進行預防保護。項目合同已經明確詳細對環境保護方面做出了說明，并按期進行檢查、驗收、結算。

9 總結

隨著時代進步，非洲市場競爭越來越激烈，履約環境越來越復雜。碎石場開采施工已成為公路工程項目經營成敗的關鍵因素之一，重要性逐漸提升。文章主要是為公路項目提供一些意見和參考，能夠在碎石場開采施工過程中少走彎路，提高生產效率和經營利潤，使項目建設進展更加順利。