黃金坪水電站石料場爆破試驗研究

馬鵬奎

（四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川成都610072）

黃金坪水電站石料場爆破試驗研究

馬鵬奎

（四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川成都610072）

黃金坪水電站大壩填筑主堆石料共需103.9萬m3，因施工區沒有可開采的料源，確定主堆石料在長河壩電站響水溝石料場開采，并進行了兩場爆破試驗。爆破后對爆破石料塊度分布進行分析，確定了爆破生產出合格主堆石料級配的理論爆破參數，選取最優爆破方案。

水電站大壩；石料場；爆破試驗

1 黃金坪水電站響水溝石料場慨況

1.1 料場情況

黃金坪水電站響水溝石料場料源巖性為花崗巖，巖石弱～微風化，巖石致密堅硬。根據設計文件，響水溝料場花崗巖飽和抗壓強度94.5～120.0MP a，軟化系數0.74～0.78，天然密度2.16～2.15g/c m3，凍融損失率6～16%，主要技術指標滿足規范要求。

1.2 主堆石料技術要求

主堆石料的飽和抗壓強度不小于45MP a，最大粒徑不大于800m m，小于5m m顆粒含量控制在10～20%，小于0.075m m土粒含量小于5%，最大與最小邊長之比不超過3～4，壓實后的孔隙率小于20%，干密度應不小于2.15g/c m3。

表1 主堆石料設計級配表

2 試驗目的及內容

參考長河壩水電站《響水溝石料場爆破試驗報告》成果，調整優化爆破參數，爆破后對爆破石料塊度分布進行分析，確定爆破生產出合格主堆石料級配的理論爆破參數，選取最優爆破方案。

3 爆破試驗

在施工單位已開挖形成的1760m高程施工作業面，共進行兩場爆破試驗，第一場設計孔排距4.0m×3.0m，第二場設計孔排距3.5m×3.0m，梅花型布置，炸藥理論單耗均為0.60kg/m3，爆破梯段高度12.0m，耦合裝藥，采用深孔微差擠壓爆破方式。

采用挖掘機清理工作面浮渣后，人工按上報批復的爆破設計布孔，C M351高風壓鉆機鉆孔，裝藥由人工90m m乳化炸藥連續裝藥結構，孔外采用“V”形微差起爆網絡，爆破后在監理和試驗人員現場取選的典型斷面上對開采料取樣進行顆分試驗。

3.1 爆破器材及爆破規模

選用的炸藥規格為條狀袋裝“2#巖石乳化炸藥（WL-2型）”，直徑Φ 90m m，單條重3.0kg/支，具體參數見表2。選用的起爆器材為某公司生產的“8號工業導爆管雷管”，型號為L MS1-8。具有耐水性能強，起爆能力大，傳爆可靠性高等特點。試驗中采用了MS-1，MS-2，MS-3，MS-5，MS-15。其各段延期時間見表3。

采用孔內延期、孔外排間距毫秒微差爆破方式，孔網連接采用“V”網，孔口堵塞長度范圍為2.3～2.9m。單次爆破量在4000m3以上（最少4排、6列主爆孔）。

表2 2#巖石乳化炸藥（WL-2型）性能指標

表3 導爆雷管延期時間

3.2 第一場爆破試驗

爆破試驗參數見表4，爆破試驗實測孔深見表5，爆破試驗單孔裝藥及堵塞長度見表6。

表4 第一場爆破試驗參數表

表5 第一場爆破試驗實測孔深表

表6 第一場爆破試驗單孔裝藥及堵塞表

爆破臨空面由前期施工單位爆破開挖后提供，受前期爆破后沖破壞，臨空面巖石裂隙多且普遍張開，經過觀察，在爆破區的下游側裂縫最寬處約20c m，臨空面條件較差，見圖1。

通過對爆破后的現場進行相關爆破項目檢查：起爆效果良好，無拒爆情況；爆破過程中飛石距離在200m之內，對周邊影響小，爆破在可控范圍內；爆后底部基本無殘根，開挖至底部檢查大面基本平整；爆堆高度明顯，約為2.0m；爆堆下游側有較多超徑石，上游側局部有較少的超徑石，分布在爆堆中下部，超徑石范圍為0.8～1.2m，見圖2。超徑石的產生主要來源于臨空面結構不良，裂隙發育太多，爆破時炸藥爆炸氣體過早外溢，巖石之間的碰撞擠壓作用和應力波的相互疊加作用較少，在臨空面裂隙密集區域產生較多大塊石，采用挖掘機對表層超徑石挖出后，炮堆內部超徑石較少，巖石擠壓破碎效果明顯。

3.3 第二場爆破試驗

爆破試驗參數見表7。

圖1 第一場爆破試驗爆破前臨空面

圖2 第一場爆破試驗爆后照片

表7 第二場爆破試驗參數表

表8 第二場爆破試驗實測孔深表

爆破臨空面由前期施工單位爆破開挖后提供，臨空面上部受爆破后沖影響，巖體有少量裂隙，總體臨空面條件較好。

通過對爆破后的現場進行相關爆破項目檢查：起爆效果良好，無拒爆情況；爆破過程中飛石距離在200m之內，對周邊影響小，爆破在可控范圍內；爆后底部基本無殘根，開挖至底部檢查大面基本平整；爆堆高度明顯，約為2.2m；爆堆形態均勻局部有較少的超徑石，分布在爆堆中下部，超徑石范圍為0.8～1.2m，見圖3。

表9 第二場爆破試驗單孔裝藥及堵塞表

圖3 第二場爆破試驗爆后照片

4 顆分試驗

兩場爆破試驗爆破后各分3個有代表性區域取樣進行篩分。

4.1 第一場爆破試驗篩分情況

第一場爆破篩分試驗共分3個區，爆破后在現場共計篩分5組。具體見圖4。

圖4 第一場爆破試驗顆分級配曲線圖

4.2 第二場爆破試驗篩分情況

第二場爆破篩分試驗共分3個區，爆破后在現場共計篩分4組，從4組篩分結果看料源級配良好，級配在設計包絡線之內，各指標均滿足技術要求。具體見圖5。

圖5 第二場爆破試驗顆分級配曲線圖

5 結論

兩場不同孔排距的爆破試驗均能滿足黃金坪電站主堆石料的技術指標要求，第一場爆破試驗受不良臨空面地質條件影響，爆破后表層產生較多大塊石，超徑石含量約1%，挖除表面超徑石，在炮堆內部巖石破碎較好，超徑石較少。第二場爆破試驗爆破后，巖石破碎率明顯優于第一場，整個炮堆只有少量超徑石浮于中下部表面。對比兩場爆破試驗，第二場爆破效果及篩分試驗結果明顯優于第一場，因此優選第二場爆破試驗所確定的炸藥類型、鉆孔設備、鉆孔參數、梯段高度、堵塞長度、超鉆深度、裝藥結構及起爆網絡等爆破參數。選定的爆破參數在目前料場開采條件下能滿足設計對黃金坪電站主堆石料的技術指標要求。本次爆破試驗最終選定的爆破參數見表9。

表9 響水溝主堆石料爆破試驗選定參數表

兩場爆破試驗的梯段臺階高度均為12m，且考慮1m超鉆，前排孔超鉆1.5m，按照以往同類大中型工程的經驗，臺階高度基本不影響爆破效果，可在實際開采中視具體料場條件可適當進行調整，調整的高度為10～16m。

爆破施工影響因素較多，特別是料場巖性、地質條件影響較大，今后開采中應根據不同母巖、地質條件及時調整孔網參數以達到最佳效果。

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表4 工程抗震設防類別

第1.0.6條款，各類水工建筑物抗震設計的設計烈度或設計地震加速度代表值應按下列規定確定：

（1）一般采用基本烈度作為設計烈度。

（2）工程抗震設防類別為甲類的水工建筑物，可根據其遭受強震影響的危害性，在基本烈度基礎上提高1度作為設計烈度。

3.3 規范理解與問題探討

根據規范《水工建筑物抗震設計規范》1.0.4條文的規定，1.0.6條文第2款中提高1度設防的前提條件是1.0.4條文中的第2條款，即：“基本烈度為6度及6度以上地區的壩高超過200m或庫容大于100億m3的大型工程，以及基本烈度為7度及7度以上地區壩高超過150m的大（1）型工程”，很顯然，本工程壩高或庫容均不滿足這一要求，所以應按1.0.4條文中的第1條款和1.0.2條文中的第2條款執行，即地震設計烈度采用《中國地震烈度區劃圖》確定的基本烈度，為6度，但應采取適當的抗震措施。

4 結論與建議

（1）重視規范條文說明的理解和學習。條文說明是就規范具體條款編制的背景、思路、試驗支撐采用的假定，以及對一些尚無定論的不同見解等進行的解釋，是規范條款的補充說明，條文說明內容一般與規范條款地位等同，是規范不可分割的一部分，特別是在一些對規范具體條款理解有偏差或爭議時，條文說明往往能夠起到決定性作用。

（2）把握條款適用的前置性條件，理順規范條款之間的層次關系。規范條款有一定的適用范圍和前提條件，相關條款之間也會存在一定的邏輯關系，熟悉并掌握這些條件和邏輯關系對熟練正確應用規范、防止斷章取義具有重要作用。

（3）重視強制性條文規定和相關規范的應用。與工程標準、規模、安全等密切相關的工程建設內容，往往涉及到強制性標準問題，本行業規范有明確規定的，一定要堅決執行，除此之外，凡涉及到可能與強制性標準有關的建設內容而本行業規范沒有明確規定的，建議參照國家標準或其他行業規范。

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T V 41

A

1672-2469（2015）05-0083-05

10.3969/j.i s s n.1672-2469.2015.05.026

馬鵬奎（1982年—），男，工程師。