孫文明

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

近年來，在水利水電工程壩型的選擇中，面板堆石壩、黏土心墻堆石壩、風(fēng)化料堆石壩越來越成為各地的首選壩型，發(fā)展前景極為廣闊，具有選材方便、成本低、施工速度快等特點(diǎn)。作為山西省具有代表意義的張峰水庫黏土斜心墻堆石壩、柏葉口水庫混凝土面板堆石壩已建成，張峰水庫已開始蓄水投入運(yùn)行，運(yùn)行效果良好。

在張峰水庫施工過程中，采用爆破后進(jìn)行二次解小、篩分后才能生產(chǎn)出能夠滿足設(shè)計(jì)級配要求的過渡料，由于工序多、效率低，生產(chǎn)成本較高。

在柏葉口水庫施工過程中，針對傳統(tǒng)過渡料開采存在的缺點(diǎn)，通過試驗(yàn)，調(diào)整爆破參數(shù)，能夠應(yīng)用爆破直接生產(chǎn)滿足要求的過渡料，取得了較大突破，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

1 工藝原理

根據(jù)不同的爆破參數(shù)下所生產(chǎn)的不同粒徑和級配的石料，逐步進(jìn)行優(yōu)化，在最低成本和最高效率下生產(chǎn)滿足設(shè)計(jì)要求的過渡料。過渡料生產(chǎn)一般采用深孔臺階微差爆破技術(shù)。過渡料直采技術(shù)通過研究爆破參數(shù)對所爆石料的粒徑及級配的影響與設(shè)計(jì)包絡(luò)線的相互關(guān)系，先確定出包絡(luò)線范圍內(nèi)的爆破參數(shù)，然后進(jìn)行生產(chǎn)性試驗(yàn)，經(jīng)過多次優(yōu)化與調(diào)整，確定出最后用于指導(dǎo)生產(chǎn)的爆破參數(shù)，繼而通過爆破直采生產(chǎn)合格的過渡料。

2 料場位置選擇

過渡料開采前，首先要對生產(chǎn)過渡料場的位置進(jìn)行優(yōu)選，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：第一，料場的儲量要滿足施工需求并留有一定余量。為避免后期所采石料與主、次堆石料混徑，所選過渡料料場要與以上料場保持一定距離，避免在過渡料開采過程中影響壩面施工，巖石材料要均勻，節(jié)理發(fā)育，以利于所采石料的細(xì)料含量及塊度的控制。第二，料場交通要便利，便于設(shè)備及火工材料的搬運(yùn)。第三，山體上部所開采過渡料，在爆后及機(jī)械推落過程中會自然篩分，個別超徑石就會滾落出料堆，造成級配不合理，在裝運(yùn)時要利用裝運(yùn)機(jī)械對表面石料與內(nèi)部石料進(jìn)行混合后再裝車。儲料場容量要滿足一次爆破要求及壩面填筑要求，且場地要平整。第四，在條件允許的情況下，盡量選擇兩個以上石料場，由于材料用量較大，盡量高料高用、低料低用，減少運(yùn)輸成本。同時避免在雨季等條件下運(yùn)輸過渡料，以免影響施工。

料場位置選好后，要對表層的覆蓋層、強(qiáng)風(fēng)化巖、坡積物等進(jìn)行剝離，以便后續(xù)布孔的進(jìn)行。剝離范圍要大于采區(qū)3~5m，以免爆破后覆蓋層與過渡料混合。

3 爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

過渡料開采爆破參數(shù)推薦范圍見表1。

表1 過渡料開采爆破參數(shù)推薦范圍表

4 鉆孔

鉆孔前，依照爆破設(shè)計(jì)圖進(jìn)行測量放樣，孔位一定要準(zhǔn)確，且測量每一孔位的高程，以便確定每一孔位的孔深，其中點(diǎn)位偏差不大于5cm，孔深誤差也不大于5cm，鉆孔偏差不大于1°。為取得良好的級配料，炮孔間排距相對于堆石料開采要小很多，每孔控制爆破面積約為5～6m2（堆石料開采約為9～12m2）。孔深根據(jù)料場的地形條件及開挖與運(yùn)輸設(shè)備來確定，一般為10～12m。鉆孔過程中，要控制鉆孔精度，所鉆炮孔全部為垂直孔。此外，考慮到施工安全，還需對爆破飛石距離及地震效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算。

5 裝藥和封堵

通過爆破開采的堆石料與過渡料相比，由于一般只在孔底部裝藥，存在粒徑相對較大、細(xì)料含量不夠的問題，尤其是在炮孔封堵段大塊較多、單耗及孔排距一定的情況下，通過調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)，在封堵段采用間隔裝藥結(jié)構(gòu)，可大大提高細(xì)粒徑料含量，減少大塊率。

每孔裝藥量Q1=q·a·b·H，其中q為單位炸藥消耗量，a為孔距，b為排距，H為孔深。

多排孔起爆時，為減小前排石料對后排臨空面的影響，可采取縮小爆孔排距至原設(shè)計(jì)排間距的0.7～0.8倍，也可適當(dāng)增加后排孔每孔裝藥量，利用系數(shù)k 調(diào)整，公式為：Q后=k·q·a·b·H，其中 k 為考慮受前面各排孔礦巖阻力作用的增加系數(shù)，取1.1～1.2。

過渡料開采單耗雖然比主堆石料較大，但由于每孔的控制面積縮小將近1倍，如采用耦合連續(xù)裝藥將會使封堵段太長，且全部炸藥主要集中在鉆孔下部，使山體表層爆破后存在較多的大塊，所以采用間隔裝藥，會使每孔在總裝藥量相同的情況下，所裝藥量分布更加均勻合理，尤其是在孔口間隔的長度不大于0.5m時，對減少山體表層的大塊有極好的效果，而且能增加石料中細(xì)料的含量。

孔口的封堵長度與質(zhì)量對提高炸藥能的利用率，減少飛石距離、噪聲以及空氣沖擊波的危害有重要作用，堵塞采用鉆孔產(chǎn)生的石屑或黃土。

6 網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)和起爆

爆破網(wǎng)絡(luò)一般采用塑料導(dǎo)爆管網(wǎng)絡(luò)，用三通四通管進(jìn)行連接，采取孔外延時孔內(nèi)微差，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際地形和所鉆孔排數(shù)，采用“V”或“U”型起爆，再次對大塊率進(jìn)行有效控制。網(wǎng)絡(luò)連接好后，進(jìn)行二次交叉檢查，確保連接無誤，并對連接部分進(jìn)行適當(dāng)覆蓋，以保護(hù)網(wǎng)絡(luò)不被破壞。

7 安全控制和檢查

爆破參數(shù)確定后，進(jìn)行飛石距離、地震效應(yīng)計(jì)算時一定要控制其對周圍建筑物的破壞。爆破后，大于15min以后要由專職爆破安全管理人員進(jìn)爆區(qū)進(jìn)行安全檢查，在確定無“盲炮”后，才可解除警戒進(jìn)行過渡料的運(yùn)輸。爆破時要派專人對附近的建筑物進(jìn)行觀察和測試，驗(yàn)證飛石距離、爆破振動速度與理論計(jì)算是否一致，以為下次爆破參數(shù)的調(diào)整提供依據(jù)。

8 效果分析

爆破試驗(yàn)完成后，要對過渡料進(jìn)行現(xiàn)場篩分試驗(yàn)，分析試驗(yàn)結(jié)果是否滿足設(shè)計(jì)要求的粒徑與級配要求，如不滿足，則進(jìn)行二次參數(shù)調(diào)整和試驗(yàn)，直到滿足設(shè)計(jì)要求為止。

9 安全措施

針對爆破工程項(xiàng)目的特殊性，采取以下安全措施：一是爆破設(shè)計(jì)人員必須經(jīng)公安部批準(zhǔn)的培訓(xùn)部門培訓(xùn)且考試合格，由持公安部門發(fā)放的爆破安全技術(shù)證書人員按資質(zhì)級別擔(dān)任；二是所有參加爆破人員，須經(jīng)專門培訓(xùn)方可上崗工作；三是經(jīng)項(xiàng)目部總工批準(zhǔn)，監(jiān)理部審查認(rèn)定后執(zhí)行；四是爆破區(qū)內(nèi)嚴(yán)禁閑雜人員進(jìn)入，嚴(yán)禁在爆區(qū)內(nèi)使用明火、禁止抽煙；五是嚴(yán)禁在打雷、大風(fēng)、黃昏、夜間進(jìn)行爆破施工；六是按設(shè)計(jì)藥量及設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行裝藥。

10 環(huán)保措施

由于在爆破過程中會產(chǎn)生飛石、地震效應(yīng)、噪聲、有害氣體、粉塵、空氣沖擊波等危害，為加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)，減少爆破對環(huán)境的危害，應(yīng)采取以下措施：優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，減少單響藥量，降低爆破振動效應(yīng)；對爆破前作業(yè)面的巖粉、碎石進(jìn)行清理，減少粉塵及飛石；爆前爆后噴霧灑水，減少粉塵、有害氣體的擴(kuò)散；保證填塞質(zhì)量及填塞長度；合理安排爆破時間，盡量避免在早晨或下午較晚時間起爆，避免因大氣效應(yīng)導(dǎo)致噪聲增強(qiáng)的問題出現(xiàn)。