現場混裝炸藥在水電站壩料開采中的應用

姜霆

（四川中鼎爆破工程有限公司，成都 610000）

1 工程概況

長河壩水電站攔河大壩為礫石土心墻堆石壩，壩頂高程1697.00m，壩頂寬度16.0m，最大壩高240.0m。電站系大渡河干流水電規劃“三庫22級”的第10級電站，上接猴子巖電站，下游為黃金坪電站。位于四川省甘孜藏族自治州康定境內，地處大渡河上游金湯河口以下約4～7km的大渡河干流河段。

江咀石料場位于壩址區下游左岸磨子溝溝口左側，距壩址約 6km。分布高程 1500～1930m，地形坡度一般 40°～60°，少量為30°～35°。料源巖性為石英閃長巖，巖質致密堅硬，巖體多呈次塊狀—塊狀結構。料場表部巖體卸荷較強烈，勘探揭示，臨近溝床下部強卸荷水平深度約35～40m，弱卸荷水平深度約80m，卸荷深度隨高程增加而增加。巖體風化作用相對微弱，表部巖體多以弱風化為主，其深度大致和強卸荷一致。巖石飽和濕抗壓強度 76.4MPa～131MPa，軟化系數 0.77～0.87，天然密度2.70～2.89g/cm3。

2 壩體填筑料的技術要求

混裝炸藥使用地點為江咀料場，江咀料場主要供應壩體的過渡料和堆石料。堆石料顆粒級配應符合以下規定：

①級配連續良好，最大與最小邊長之比不超過4，最大粒徑不大于900mm，D15≤29mm，小于5mm的顆粒含量不大于20%，小于0.075mm的顆粒含量不大于3%。

②開采堆石料的飽和抗壓強度應大于45MPa，軟化系數大于0.8，凍融損失率小于1%。

③堆石料壓實后的滲透系數應大于1×10-1cm/s。

④壓實后的孔隙率應不大于21%，壓實后干密度不小于2.22g/cm3。

3 存在的問題

3.1 商品炸藥

由于商品炸藥采用的是大包粉狀炸藥，密度較小，底部裝藥量不足，容易產生根底，而且在炮孔內有水的情況下無法使用粉狀炸藥。即使采用條狀乳化炸藥可以解決底部裝藥量不足以及孔內有水的問題，但是由于料場巖層裂隙較多，炮孔內壁粗糙，使用條狀炸藥，容易出現藥卷卡在炮孔中間的現象，導致爆破效果差甚至出現殘藥等問題，且條狀炸藥裝藥不耦合也是導致爆破效果差的主要因素之一[1]。

3.2 混裝炸藥

由于料場遺留有原開采金礦的小巷道，在遇到小巷道的炮孔裝藥時，由于混裝炸藥是乳膠狀具有較大流動性，易發生炸藥滲漏。為解決此問題，采用略大于孔徑的高強度的塑膜套，混裝炸藥灌入塑膜套內進入孔內防止炸藥滲漏，保證裝藥高度。

4 現場混裝炸藥應用

4.1 主要爆破參數

為保證商品炸藥到混裝炸藥平緩過渡，減小商品炸藥替換成混裝炸藥的過程中造成的爆破質量的影響，初期混裝炸藥的孔排距與商品炸藥的一致，并適當提高了炸藥單耗以保證爆破效果，同時采用空氣間隔的方式減小堵塞長度，使堵塞長度控制在4m左右。具體爆破參數見表1。

4.2 裝藥結構及堵塞

裝藥結構為軸向不耦合裝藥，在炮孔上部用廢舊口袋卡在孔內形成空氣間隔，使堵塞長度為4m左右。采用鉆孔產生的鉆屑作為炮孔堵塞材料，在堵孔過程中嚴禁將大塊巖石鏟入炮孔內，同時用炮棍輕搗，保證堵塞質量。

表1 商品炸藥與混裝炸藥爆破參數

表2 混裝炸藥爆破參數一期優化

表3 混裝炸藥爆破參數二期優化

4.3 網路設計

由于永久邊坡噴漿工作在同步施工，因此需要控制爆破振動。根據現有毫秒導爆管雷管，選擇孔內使用13段毫秒導爆管雷管，孔間使用3段毫秒導爆管雷管傳爆，排間使用5段毫秒導爆管雷管傳爆，實現逐孔起爆。

4.4 爆破效果及參數調整

通過試驗發現，使用混裝炸藥爆破，確實解決了底板不平和根底的問題。但是由于炮孔過于密集，且裝藥集中在底部，導致爆堆底部礦渣粒徑普遍偏小，而上部礦渣粒徑普遍偏大。為解決這個問題，保證工程施工的質量，結合前期試驗總結出的線裝藥密度l=14.26kg/m，對爆破參數進行第一期優化，具體爆破參數見表2。

通過采用優化后的爆破參數進行試驗，爆后的塊度較為均勻，基本滿足堆石料級配要求。爆區后方因為后排孔后沖的影響，產生了較多的超粒徑大塊巖石，而且后方巖石拉裂，使后期爆區的臨空面條件變差，不易布孔，影響后期爆破效果。為控制最后一排的后沖影響，減少拉裂產生的大塊巖石，形成良好的臺階坡面，決定減少最后一排炮孔的裝藥量，使用廢舊口袋卡在孔口形成空氣間隔，間隔距離為1.5～2m。同時，對爆破參數進行第二期優化，具體爆破參數見表3。

4.5 爆破效果

①通過二期優化后的爆破參數進行試驗，爆后塊度較為均勻，超粒徑大塊的數量得到了有效控制，巖石塊度在上、下包線范圍內，滿足堆石料級配要求。

②采用混裝炸藥比原商品炸藥大塊減少約40%，有效降低二次破碎成本。減少了大塊對挖裝過程的影響，提高了裝車效率。

③爆后根坎出現頻次遠低于商品炸藥，底板平整度得到根本改善，既提高了挖裝效率，也降低了運輸車輛輪胎的磨損，有利于工程施工。

實踐證明，采用混裝炸藥后，爆破效果得到明顯改善，有效提高了挖裝效率，使爆破塊度滿足堆石料級配要求。而采用機械化裝藥，極大地降低了爆破作業的勞動強度，節省了人工成本，降低了爆破工序的持續時間，提高了施工效率。