过渡料爆破直采技术简述

孙文明

（山西省水利建筑工程局，山西 太原 030006）

近年来，在水利水电工程坝型的选择中，面板堆石坝、黏土心墙堆石坝、风化料堆石坝越来越成为各地的首选坝型，发展前景极为广阔，具有选材方便、成本低、施工速度快等特点。作为山西省具有代表意义的张峰水库黏土斜心墙堆石坝、柏叶口水库混凝土面板堆石坝已建成，张峰水库已开始蓄水投入运行，运行效果良好。

在张峰水库施工过程中，采用爆破后进行二次解小、筛分后才能生产出能够满足设计级配要求的过渡料，由于工序多、效率低，生产成本较高。

在柏叶口水库施工过程中，针对传统过渡料开采存在的缺点，通过试验，调整爆破参数，能够应用爆破直接生产满足要求的过渡料，取得了较大突破，产生了较大的经济效益。

1 工艺原理

根据不同的爆破参数下所生产的不同粒径和级配的石料，逐步进行优化，在最低成本和最高效率下生产满足设计要求的过渡料。过渡料生产一般采用深孔台阶微差爆破技术。过渡料直采技术通过研究爆破参数对所爆石料的粒径及级配的影响与设计包络线的相互关系，先确定出包络线范围内的爆破参数，然后进行生产性试验，经过多次优化与调整，确定出最后用于指导生产的爆破参数，继而通过爆破直采生产合格的过渡料。

2 料场位置选择

过渡料开采前，首先要对生产过渡料场的位置进行优选，应注意以下几点：第一，料场的储量要满足施工需求并留有一定余量。为避免后期所采石料与主、次堆石料混径，所选过渡料料场要与以上料场保持一定距离，避免在过渡料开采过程中影响坝面施工，岩石材料要均匀，节理发育，以利于所采石料的细料含量及块度的控制。第二，料场交通要便利，便于设备及火工材料的搬运。第三，山体上部所开采过渡料，在爆后及机械推落过程中会自然筛分，个别超径石就会滚落出料堆，造成级配不合理，在装运时要利用装运机械对表面石料与内部石料进行混合后再装车。储料场容量要满足一次爆破要求及坝面填筑要求，且场地要平整。第四，在条件允许的情况下，尽量选择两个以上石料场，由于材料用量较大，尽量高料高用、低料低用，减少运输成本。同时避免在雨季等条件下运输过渡料，以免影响施工。

料场位置选好后，要对表层的覆盖层、强风化岩、坡积物等进行剥离，以便后续布孔的进行。剥离范围要大于采区3~5m，以免爆破后覆盖层与过渡料混合。

3 爆破参数设计

过渡料开采爆破参数推荐范围见表1。

表1 过渡料开采爆破参数推荐范围表

4 钻孔

钻孔前，依照爆破设计图进行测量放样，孔位一定要准确，且测量每一孔位的高程，以便确定每一孔位的孔深，其中点位偏差不大于5cm，孔深误差也不大于5cm，钻孔偏差不大于1°。为取得良好的级配料，炮孔间排距相对于堆石料开采要小很多，每孔控制爆破面积约为5～6m2（堆石料开采约为9～12m2）。孔深根据料场的地形条件及开挖与运输设备来确定，一般为10～12m。钻孔过程中，要控制钻孔精度，所钻炮孔全部为垂直孔。此外，考虑到施工安全，还需对爆破飞石距离及地震效应进行计算。

5 装药和封堵

通过爆破开采的堆石料与过渡料相比，由于一般只在孔底部装药，存在粒径相对较大、细料含量不够的问题，尤其是在炮孔封堵段大块较多、单耗及孔排距一定的情况下，通过调整装药结构，在封堵段采用间隔装药结构，可大大提高细粒径料含量，减少大块率。

每孔装药量Q1=q·a·b·H，其中q为单位炸药消耗量，a为孔距，b为排距，H为孔深。

多排孔起爆时，为减小前排石料对后排临空面的影响，可采取缩小爆孔排距至原设计排间距的0.7～0.8倍，也可适当增加后排孔每孔装药量，利用系数k 调整，公式为：Q后=k·q·a·b·H，其中 k 为考虑受前面各排孔矿岩阻力作用的增加系数，取1.1～1.2。

过渡料开采单耗虽然比主堆石料较大，但由于每孔的控制面积缩小将近1倍，如采用耦合连续装药将会使封堵段太长，且全部炸药主要集中在钻孔下部，使山体表层爆破后存在较多的大块，所以采用间隔装药，会使每孔在总装药量相同的情况下，所装药量分布更加均匀合理，尤其是在孔口间隔的长度不大于0.5m时，对减少山体表层的大块有极好的效果，而且能增加石料中细料的含量。

孔口的封堵长度与质量对提高炸药能的利用率，减少飞石距离、噪声以及空气冲击波的危害有重要作用，堵塞采用钻孔产生的石屑或黄土。

6 网络联结和起爆

爆破网络一般采用塑料导爆管网络，用三通四通管进行连接，采取孔外延时孔内微差，结合现场实际地形和所钻孔排数，采用“V”或“U”型起爆，再次对大块率进行有效控制。网络连接好后，进行二次交叉检查，确保连接无误，并对连接部分进行适当覆盖，以保护网络不被破坏。

7 安全控制和检查

爆破参数确定后，进行飞石距离、地震效应计算时一定要控制其对周围建筑物的破坏。爆破后，大于15min以后要由专职爆破安全管理人员进爆区进行安全检查，在确定无“盲炮”后，才可解除警戒进行过渡料的运输。爆破时要派专人对附近的建筑物进行观察和测试，验证飞石距离、爆破振动速度与理论计算是否一致，以为下次爆破参数的调整提供依据。

8 效果分析

爆破试验完成后，要对过渡料进行现场筛分试验，分析试验结果是否满足设计要求的粒径与级配要求，如不满足，则进行二次参数调整和试验，直到满足设计要求为止。

9 安全措施

针对爆破工程项目的特殊性，采取以下安全措施：一是爆破设计人员必须经公安部批准的培训部门培训且考试合格，由持公安部门发放的爆破安全技术证书人员按资质级别担任；二是所有参加爆破人员，须经专门培训方可上岗工作；三是经项目部总工批准，监理部审查认定后执行；四是爆破区内严禁闲杂人员进入，严禁在爆区内使用明火、禁止抽烟；五是严禁在打雷、大风、黄昏、夜间进行爆破施工；六是按设计药量及设计装药结构进行装药。

10 环保措施

由于在爆破过程中会产生飞石、地震效应、噪声、有害气体、粉尘、空气冲击波等危害，为加强环境保护，减少爆破对环境的危害，应采取以下措施：优化设计方案，减少单响药量，降低爆破振动效应；对爆破前作业面的岩粉、碎石进行清理，减少粉尘及飞石；爆前爆后喷雾洒水，减少粉尘、有害气体的扩散；保证填塞质量及填塞长度；合理安排爆破时间，尽量避免在早晨或下午较晚时间起爆，避免因大气效应导致噪声增强的问题出现。