思林水电站岩门人工砂石加工系统料场施工分析

周仕刚

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550003)

思林水电站岩门人工砂石加工系统料场施工分析

周仕刚

(贵州省水利水电勘测设计研究院，贵阳 550003)

在电站施工工程中，工程质量关系着使用的年限及下游的居民安全。在施工中不仅对工程质量要求严格，而且与施工技术人员也有很大的关系。思林水电站岩门料场总开挖量约为216万 m3。料场开挖施工主要内容包括覆盖剥离、毛料开采。施工中采用排、孔间微差爆破技术。技术要求高，难度大，工艺复杂。文章着重介绍料场开挖施工的爆破技术，对同类料场开挖施工，有一定的参考与借鉴价值。

思林水电站；岩门；人工砂石加工系统；料场施工

1 概 述

思林水电站位于贵州省东北部思南县，乌江干流中游，工程混凝土总量为238万 m3。根据料场开采规划，岩门料场总开挖量约为216万 m3，其中毛料165万 m3，覆盖剥离51万 m3。料场开挖施工内容包括道路施工、覆盖剥离、毛料开采、边坡支护等[1]。

2 道路施工

道路施工包括料场的道路开拓和开采阶段的场内道路施工。道路开拓指运输主干道的施工，开采阶段的场内道路施工指料场正常开采施工阶段随着开挖高程的下降和梯段分块开挖时为调整工作面而进行的道路临时布置修改。

道路开拓采用直进式，即从公路的起点沿轴线方向直线前进进行施工。设备配置为CM351型钻机、CAT365D反铲和RD25自卸汽车。其工作程序为首先采用反铲将表土从道路施工的范围内挖除，然后对不能用机械直接挖除的石方进行钻孔爆破，再行挖运。道路内侧边坡控制坡比为1∶0.9，道路路基全线形成后再进行碾压和铺填碎石、砂和土的混和料，再次进行碾压施工。

开采阶段的场内施工道路主要为上下梯段间的连接道路，已经开采完工的平台可以直接用于汽车的通行，不必另外开辟道路。场内临时施工道路的宽度≥5m，最大纵坡10%，最小转弯半径为12m。梯段间的连接道路必须根据开采需要进行变更，但要尽量减少变更次数。

3 覆盖剥离施工

料场的覆盖剥离包括投产前的揭顶剥离和投产后的边邦剥离。土方可以用挖掘机或推土机直接挖除，石方经钻孔爆破后再行挖除。本料场采用两次覆盖层剥离，先把高程EL586m以上的一次全部剥离，并用推土机推至EL586m集料平台集中进行挖运，EL586m集料平台以下的覆盖层剥离，采取边邦剥离，随各梯段的开挖而进行。

揭顶剥离是指高程EL586m以上的一次全部剥离。因汽车运输公路只修至集料平台(即EL586m平台)，集料平台以上的所有土石方均需用推土机或挖掘机转至装渣平台，再在装渣平台进行二次挖装上车运走。

其基本工作程序为：钻孔爆破→转渣→挖装→运输。覆盖剥离的施工设备配置为：CM351钻机、TY—320推土机、CAT330B反铲和CAT365D反铲、RD25自卸汽车[2]。

集料平台以下的覆盖剥离在料场投产以后进行。每个开挖梯段均存在一定厚度的覆盖层，这部分的剥离随开挖高程的下降先期进行，总的原则是先剥离后开采。

对于采区内的夹泥溶洞和软弱夹层，在采料时也应剔除，不能混料。边邦剥离的施工设备与毛料开采的施工设备相同。

4 毛料开采施工

毛料开采施工主要包括2个方面的内容：

4.1 施工方法

岩门料场的毛料开采，分2层进行，EL586m集料平台以上共计7个梯段，平台以下共计3个梯段。EL586m集料平台以上的毛料开挖应尽量先形成EL586m集料平台，以便毛料的集中堆放和挖运。集料平台的开挖可考虑与揭顶覆盖层剥离施工同时进行。开采按照梯段分层逐层向下开挖。为满足砂石加工系统的设计生产能力，毛料开采最高强度按20万 m3/月进行设计。

设备配置为：4台CM351钻机、2台D7钻机、1台D155A推土机、2台TY—320推土机、1台WK—4挖掘机、2台CAT365D挖掘机、1台CAT330挖掘机、20台RD25自卸汽车。毛料开采的全过程都必须保证同时有2个备采毛料的梯段可用来布置掌子面，生产高峰期时，还应达到3个梯段掌子面同时开采的要求[3]。

开采梯段平台下降时，以解决好道路布置为原则，选择合理的位置开始打开新的平台工作面。毛料开采的施工程序为：推土机平整爆块工作面→钻孔放样→钻孔作业→爆破→出料(运输)。

为了保证钻孔爆破质量和爆后毛料块度的均匀性，在爆块工作面进行钻孔作业前，需用推土机对工作面进行清理[4]。

推土机同时还负责整个采场工作平台的场地平整工作，为场内施工机械及运输车辆提供良好的通行路面。

4.2 爆破方案

4.2.1 梯段爆破

毛料开采采用梯段爆破法，边坡开挖采用预裂爆破法。钻孔直径采用φ105，配备的钻机为CM3514台(φ105孔径)。

根据岩层物理力学性质，选定毛料开采的炸药单耗为0.55kg/m3，根据不同部位不同岩石情况进行优化调整。

钻孔直径为φ105时，孔排距为a×b=3.5×3.5m，布孔方式采用矩形或梅花型，钻孔角度一般为90°，其余根据地形需要进行角度调整。

装药采用φ90乳化炸药药卷，钻孔超深按1～1.5m计算，则标准孔深为13～13.5m，堵塞长度为2.0～3.0m。

爆破采用孔间微差爆破方案。导爆管直接下至孔底作为起爆体，采用排间微差时同段起爆的炮孔用导爆管连接，段间采用MS—2非电雷管接力或者采用MS—1～MS-10非电雷管控制起爆顺序和时差[5]。网络联接方式根据爆块情况采用“V”型或“W”型。

4.2.2 预裂爆破

预裂爆破适用于新岩体出露的边坡。预裂爆破区的宽度范围一般应控制在12.5～15m，爆区包括预裂孔在内≤6排炮孔，也≥4排，全部采用CM351钻机钻φ105的孔。

如图1所示，第一排为预裂孔，孔距为1.0m，排间距离为2.0m；第二排为缓冲孔，孔距2.0m，排间距离为2.5m。为保证下一平台马道内的平整度，减小对马道的破坏，对预裂孔、第二、三排孔不超深，第四、五排超深1.0m。预裂爆块第一排孔(预裂孔)两端加两个导向空孔。预裂孔需超深0.5m以减小地震波对边坡和马道的破坏。

预裂孔采用φ32乳化炸药间隔装药，导爆索串接，堵塞段先用编织袋与装药段隔开，再用湿岩粉或砂土堵塞，减弱段线装量为350g/m，长度1.7m，正常段线装量为500g/m，长度8.8m，加强段线装量为1.5kg/m，长度1.2m。

非标准孔深的正常段随孔深变化而变化。缓冲孔装药采用φ60乳化炸药药卷，装药形式同主爆孔。网络联接时保证预裂孔先于其他孔的起爆时差≥75ms。

覆盖剥离和毛料开采的爆破参数汇总见表1。

4.2.3 超径石和底坎处理

超径石是指块度>750mm的毛料石。超径石必须经过二次爆破后才能作为有用料运往粗碎车间。二次爆破的技术要求为：采用手风钻钻孔，炮孔深度要能使炸药放置在超径石的重心位置，一般炮孔的深度为超径石厚度的3/5；当一个超径石有几个炮孔时，采用1.0×1.0m的孔网和梅花型布孔；炸药单耗约为0.06kg/m3；炮孔必须完全堵塞，堵塞材料用含水沙土，堵塞长度与装药长度之比应>5[6]。

图1 预裂孔立面布置示意图

超出梯段平台1m以上且严重影响施工的底坎必须进行处理。采用浅眼爆破法处理底坎：手风钻钻孔，孔深为底坎高度，孔网为1.0×1.0m梅花型布孔[7]。采用连续装药方式，药卷为Ф32mm的乳化炸药。堵塞长度0.3m，湿砂土堵塞。

5 料场施工的其他项目

料场施工还包括对场边坡进行支护、施工中的安全与质量等：

1)边坡支护主要包括锚杆、喷混凝土、排水孔等。

2)施工中的安全主要包括剥离施工安全、爆破安全、道路安全防护、施工排水等。

3)质量主要控制：防止混料、控制块径等。

6 工程效果

实践证明，思林岩门人工砂石加工系统料场开挖施工满足水电站建设各方面的需要，为水电站按计划完工奠定了坚实的基础。

表1 爆破技术参数总表

[1]李勇，杨映.思林水电站一次筛分半干法制砂工艺及质量控制[J].贵州水利发电，2007，21(03)：57-60.

[2]中国水利学会施工专业委员会.SL47—94水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范[S].北京：中国水利电力出版社，1994.

[3]中水东北勘测设计研究有限责任公司.SDJ388—89水利水电工程施工组织设计规范[S].北京：中国水利电力出版社，2004.

[4]韦爱勇.工程爆破技术[M].哈尔滨：哈尔滨工程大学出版社，2010.

[5]唐泽旭.浅谈碾压式石碴坝施工中的料场管理[J].中国高新技术企业，2013(10)：137-138.

[6]牟利.公路路面施工料场建设初探[J].科技信息,2011(05):337-338.

[7]赵涛.古顶电站大坝筑坝料场的选择和填筑施工[J].广西民族学院学报：自然科学版，2004(S1):167-169.

1007-7596(2014)01-0148-03

2013-11-25

周仕刚(1980-)，男，贵州遵义人，工程师，从事水利电站工程技术工作。

TV523

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