龍潭水電站工程砂石料場爆破開挖技術研究

胡立劍

摘 要：在水利水電工程施工建設過程中，需要獲得較多的砂石料來進行大壩填筑。根據龍潭水電站工程需要、施工進度計劃和成本控制，擇優選擇與工程實際相匹配的砂石料爆破開采方法及爆破安全控制措施。運用深孔爆破進行開采，完全能滿足工程施工區的砂石料需求，且節約了成本。

關鍵詞：砂石料場;爆破開采;深孔爆破;龍潭水電站

中圖分類號：TV542;TV731.6 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）34-0090-02

The Research of Excavation Blasting Technical of Sand and Gravel

Yard in Longtan Hydropower Project

HU Lijian

（Guizhou Zhongshui Construction Management Co.， Ltd.，Guiyang Guizhou 550000）

Abstract： It is often necessary to obtain more sand and gravel materials for dam filling during construction process of water conservancy and hydropower projects. According to the project needs， construction schedule and cost control of Longtan Hydropower project， the sand and gravel blasting method and blasting safety control measures matching the actual project has been proposed. The deep-hole blasting for mining can fully meet the sand and gravel demand in the construction area and save costs.

Keywords： sand and gravel yard;exploitation by blasting;deep-hole blasting;Longtan Hydropower Project

1 工程概況

水城縣龍潭水電站位于珠江流域北盤江的一級支流古牛河下游河段，壩址位于水城縣蟠龍鄉法拉寨西北約0.6km的古牛河峽谷處，距蟠龍鄉25km，距縣城60km。水庫總庫容805萬m3，正常蓄水位910.00m，對應庫容740萬m3，電站總裝機容量9MW，開發任務為發電。龍潭水電站石料場位于壩區NW 350m的陡壁外，出露地層為二疊系中統西霞（P2q）、茅口組（P2m）灰色、深灰色的灰巖，強度高、質量好。為滿足工程筑壩量、施工進度和成本控制需要，結合工程特性對料場開采方案及爆破安全控制措施進行研究，確保工程實現高效優質的施工建設。

2 開采條件及鉆爆施工技術

2.1 開采條件

工程實施期間，受征地影響，料場開采區域位于已開挖完成的大壩基坑上方。為此，料場開采爆破作業必須保證大壩基坑施工安全及爆破震動波不能影響大壩新澆筑的混凝土。巖石傾角為25°～30°的薄層灰巖，開采邊坡坡比為1∶0.3，采用預裂爆破方式，并要求殘孔率達到80%以上，可以形成穩定的永久邊坡。采區巖石穩定，未見大的斷層和卸荷裂隙等不安定巖石結構的存在。在初期剝離時，清除表面的松動巖石和覆蓋層，并沿最終開采界限外1～3m設置一道截水溝，將匯集雨水攔截[1]。開挖邊坡每下降10m預留2m寬的馬道，邊坡一次預裂爆破成型，鉆爆采用中深孔爆破，一次開挖臺階高度為10m。

2.2 鉆爆施工技術

料場采取從上至下逐層開采的方式。為了保證不影響山體穩定，在采區后邊坡采取預裂爆破，沿著征地界限形成永久的結構穩定邊坡，要求殘孔率達到90%以上。同時，沿征地紅線3m設截水溝，防止山水和雨水沖刷邊坡。在后坡沿線，在向下開采之前，必須清除覆蓋層和松動石，以免后期高邊坡掉石傷人。開采爆破鉆爆設備采用液壓鉆，臺階高度10m，孔深11m，孔徑90mm，用70mm袋裝膨化硝銨炸藥。采用非電微差擠壓爆破技術進行大方量的爆破。機口超徑石采用液壓錘破碎，減少飛石和節約成本。

3 爆破施工設計

3.1 爆破參數確定

3.1.1 深孔爆破（臺階爆破）。石料開采采用深孔爆破開挖，其主要參數如下：孔徑[D]=90mm，臺階高度[H]=10m，炮孔深度[L]=11m，孔距[A]=3.0～3.5m，最小抵抗線或排距[W]=[b]=2.5～3.0m，單耗藥量[q]=0.25～0.35kg/m3，線裝藥密度[QL]=2.5～3.5kg/m，填塞長度[LT]=2.5～3m，超鉆深度[h]=0.5m，微差時間[Td]=20～50ms。

3.1.2 淺孔爆破（局部開挖和解小）。深孔爆破后的個別大塊巖石及未爆到位的巖坎，或爆破厚度較小（小于5m不適于深孔爆破的情況）的部位，采用淺孔爆破進行二次破碎或找平，確保爆破塊度符合規定的技術要求[2]。主要參數如下：孔徑[D]=42mm，臺階高度[H]=1.0～4.0m，炮孔深度[L]=1～4m，孔距[a]=0.5～1.5m，最小抵抗線或排距[W]=[b]=0.8～1.5m，單耗藥量[q]=0.25～0.35kg/m3，線裝藥密度[QL]=1.0～1.2kg/m，填塞長度[LT]=0.6～2m，超鉆深度[h]=0.3～0.5m（保護層留0.5～1.0m），微差時間[Td]=20～50ms。

3.2 藥孔布置及裝藥結構

3.2.1 藥孔布置。單邊坡爆破：每個爆破工作面沿岸坡向布置3～4排深孔，藥孔呈梅花狀布置，最后一排為預裂爆破孔;雙邊坡爆破：每個工作面沿軸線布置3～4排深孔，藥孔亦呈梅花狀布置，延邊坡面布置一排預裂孔;淺孔爆破：每個工作面沿軸線布置3～4排手風鉆孔，藥孔呈梅花狀布置。

3.2.2 裝藥結構。深孔爆破與淺孔瀑破采用耦合裝藥結構;光面爆破或預裂孔采用不耦合裝藥結構。

3.3 起爆網絡設計

采用非電復式導爆管起爆網絡，導爆管與導爆管之間相連，整個網絡的末端用電雷管進行引爆，電雷管在爆破警戒范圍內人員撤離后，起爆10min前連接。

3.4 爆破安全設計

由于砂石料場地與左岸壩肩所在位置距離較短，爆破工程應考慮的主要危害效應為：爆破飛石、空氣沖擊波及爆破地震波對左岸壩肩穩定性的影響。

3.4.1 爆破飛石。經計算個別飛石距離[S]≤20m。現場測量可知：砂石料生產系統和粗破平臺與毛料開采場距離在50m以上，毛料開采場方圓200m無任何建筑物、設備、用電線路等，工程環境相對安全。

3.4.2 爆破地震波及最大一段（次）起爆藥量的確定。根據質點垂直振速公式（質點垂直振速[VC]=5cm/s），結合現場實際情況巖層裂隙發育，結合被保護目標的結構特性、炮區巖性，[K]=200、[V]=2.25、[a]=1.65，計算最大一段（次）起爆的總藥（kg）。爆破震動安全允許距離及總藥量計算成果如表1所示。

3.4.3 空氣沖擊波。由于松動控制爆破空氣沖擊波效應很小，其影響范圍一般不超過3m，因此可不予考慮。

結合龍潭水電站工程的實際需要，在距離大壩左岸壩基40m處提前采取預裂爆破，形成一條寬2cm的預裂縫，以減少主爆區爆破震動波對大壩新澆混凝土的影響，壩肩區域留下的巖埂采用破碎頭進行開采。

3.5 爆破危害效應主要預防措施

對于爆破飛石效應，可采取以下預防措施：布孔前詳細測量爆體尺寸，確保實際最小抵抗線不大于設計值;使最小抵抗線方向避開重點保護目標，指向開闊區;加強填塞質量，嚴格控制單耗藥量;所有人員撤至安全距離（飛石安全距離取500m）以外。預防地震效應的主要措施是：采用分散布藥、孔內裝藥分段微差起爆方式，變能量集中釋放為分散釋放，避免地震波出現過高的峰值;嚴格按照以被保護目標的抗震能力、與爆點的相對距離等確定的一段（次）最大起爆藥量進行裝藥和分段，確保被保護目標的安全。

4 結語

對龍潭水電站工程砂石料場采用深孔爆破進行開采，完全能滿足工程施工區的砂石料用料需求。爆破作業中爆破飛石和空氣沖擊波均控制在安全范圍，但需要特別注意對爆破震動安全距離及最大起爆藥量的控制，避免造成人員傷亡和設備損害，確保被保護目標的安全。

參考文獻：

[1]李剛，李玉凡.輝綠巖人工骨料開采爆破技術[J].西北水電，2018（5）：70-73.

[2]朱勇坤.雙溪水庫壩基石方爆破施工技術[J].甘肅水利水電技術，2015（3）：54-57.