水利技术监督 ２０１４年第６期 面板堆石坝砂岩料场 爆破方案设计 王和鑫 （自贡小井沟水利工程有限责任公司，四川自贡６４３０００） 【摘要】小井沟水利工程大坝主料场主要为蚱蜢寺砂岩料场，料场的爆破开采质量直接关系着堆石料颗粒级 配是否满足设计要求，影响大坝主堆石料填筑质量。文章主要阐述此类地质情况面板堆石坝砂岩料 场爆破设计方法，为以后相似工程提供参考。 【关键词】面板堆石板；砂岩料场；饱和抗压强度；软化系数 ［ＤＯＩ编码】１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００８—１３０５．２０１４．０６．０２６ 【中图分类号】ＴＶ５４２【文献标识码】Ｂ【文章编号】１００８—１３０５（２０１４）０６—００７９—０４ １ 概况 蚱蜢寺料场位于坝址左岸下游１＿０ｋｍ处，有 岩夹层为１—１层。层砂岩以灰黄色，细粒结构为 主，少量为中粗粒，厚层为块状构造。据磨片鉴定， 砂岩以孔隙式胶结为主，次为接触式；碎屑物含量 为８２％￣８３％（其中长石占６６％＂－－７４％、岩屑占９％～ １６％），胶结物含量为１７％～１８％（其中泥质占９％～ １３％、硅质占３％～８％、铁质占０％～１％）。该层分布 于整个料场上部，平均厚度１０．８ｍ。当地已在该层 上部开采过条石。 乡村公路通过，运输方便。料场分布高程３６５￣５２０ｍ， 地形顺南北向呈１１。～１４。斜坡（与岩石层面基 本一致），顺坡长度为７００ｍ，宽度１５０￣２００ｍ，平 面面积０．１１２ｋｍ２，大多为林地，其西侧为高约１０ｍ 的陡崖，东侧为斜坡。当地作为条石用料在顶部进 行了少量开采，主要开采地集中在东部陡崖一带。 爆破作业区周围及下游有民用房屋，爆破作业 时需注意安全、加强警戒。 另外，在料场西部陡崖剖面蚱３～蚱４一带 表层见有２层０．３～０．７ｍ厚泥岩透镜体。据钻孔 及勘探揭示，在砂岩中夹有３层软质砂岩夹层， ２料场地质条件 料场除陡崖部位基岩裸外，大多覆盖０．５～ｌｍ 土层。基岩岩性为Ｊｌ ｚ厚层块状砂岩与泥岩互层 （上部主要为砂岩），岩层产状Ｎ５０。～ ７０。Ｅ／ｓＥ １０。～１４。，岩体中发育一组产状为 Ｎ４２。ｗ／ＮＥ ８１。裂隙，但稀少，间距大于３ｍ。剥 离层为覆盖层及强风化带岩石，有用层为弱风化及 新鲜岩石。 其主要呈透镜体状分布，主要分布在剖面蚱３～ 蚱４一带，厚０．３～０．８ｍ，其厚度小，施工开挖 难以剃除。１—１层粉砂质泥岩为紫红色，含砂较 重。呈透镜状分布于１层灰黄色砂岩中。在蚱ＺＫ２、 蚱ＺＫ３钻孔中有揭示，厚度为３．１～７．５５ｍ。该层 厚度变化大，主要分布于高程４７０ｍ以下，以上 尖灭消失。 ２层为青灰色砂岩。细粒结构，厚层构造。磨 根据岩性从上至下分为３层： １层为砂岩夹粉砂质泥岩透镜体，其粉砂质泥 作者简介：王和鑫（１９８５年一），男，工程师。 ・７９・ 水利技术监督 ２０１４年第６期 片鉴定砂岩以孔隙式胶结为主，少量接触式；碎屑 物含量为７７％（其中长石占６９％、岩屑占８％），胶 结物含量为２３％（其中泥质占１３％、硅质占８％、绿 泥石占ｌ％、铁质微量）。蚱ＺＫ１、蚱ＺＫ２、蚱ＺＫ３ 钻孔中均有揭示，厚度为２．１４￣－－５．８ｍ，分布于整 个料场１层砂岩之下，从坡下至坡上厚度变小。在 蚱ＺＫ１钻孔底部分布有软砂岩夹层（Ｒ３），厚０．１～ ０．２ｍ，呈透镜体状分布。 ３层为粉砂质泥岩，紫红色。蚱ＺＫ３号孔揭示 不大于５％。主堆石料压实后干密度不小于２．Ｏ７ ｇ／ａｍ３；渗透系数控制不小于Ａ×１０一ｃｍ／ｓ。 ３．４下游堆石料 下游堆石区采用蚱蜢寺１层黄灰色砂岩料填 筑，最大粒径控制为８００ｍｍ，小于５ｍｍ含量小于２０％， 压实后干密度不小于２．０５ｇ／ｃｍ３。 ４爆破开采规模 （１）爆破方向。根据现场地形，爆破方向选 最大厚度为９．１５ｍ，未揭穿，该层分布于料场下部。 ３坝体填筑料技术指标 ３．１垫层料 择为顺料场斜坡向下垂直于河道方向（南北方向）。 （２）爆破规模。根据以往施工经验，确定爆 破宽度为不超过６排主爆孔，长度沿料场宽度方向 一次性爆，约为１５０￣２００ｍ。爆破区面积约５００ｍ ， （３）爆破梯段高度的选择。为有利于爆破后 大坝垫层料采用蚱蜢寺２层青灰色砂岩料破 碎加工，岩块饱和抗压强度大于４０ＭＰａ。垫层区（２Ａ） 垫层料采用人工破碎筛分料掺配，最大粒径控制为 ８０ｒａｍ，垫层料压实后干密度不小于２．１２ｇ／ｃｍ。，渗 透系数为Ａ×１０～～Ａ×１０～ｃｍ／ｓ。 爆破方量约７０００方。总开采量约１４０万ｍ。。 挖装设备运行，梯段高度统一考虑采用ｌ Ｏｍ。为保 证爆破试验能取得良好的效果，先进行料场上部覆 盖层剥离，为梯段爆破和爆破试验创造较好的施工 特殊垫层区（２Ｂ）最大粒径控制为４０ｍｍ，压 实后小于０．０７５ｍｍ含量不大于８％，级配连续。 ３．２过渡料 过渡料采用蚱蜢寺２层青灰色砂岩料，饱和抗 条件。施工过程中根据实际情况和现场条件进行不 断优化，确保爆破后的面在同一平台上。 ５钻爆施工设备及材料选择 主堆石开采钻孔采用ＣＭ－３５ １钻机，钻孔直径 １ｌＯｍｍ。 压强度大于４０ＭＰａ，最大粒径控制为３００ｍｍ，压实 后粒径小于５ｍｍ的含量小于２０％，粒径小于０．０７５ｍｍ 含量不大于５％。过渡料压实后干密度不小于 ２．１ｇ／ａｍ ，渗透系数不小于ＡＸ １０～ｃｍ／ｓ。 ３．３主堆石料 炸药采用２＃岩石乳化炸药，根据火工材料供应 情况，采用（０７０和（０９０两种药卷。起爆采用电雷管 起爆，孔内采用１５段非电毫秒雷管，孔间采用３段 非电毫秒雷管，排间采用的是５段非电毫秒雷管。 主堆石区采用蚱蜢寺１层黄灰色砂岩料填筑， 饱和抗压强度大于３０ＭＰａ，最大粒径控制为８００ｍＥ， 压实后小于５ｍｍ含量小于１５％，小于０．０７５ｍｍ含量 （１）堆石料爆破。根据设计要求，堆石料最 大粒径为８００ｍｍ，堆石料爆破采用设计参数见表ｌ。 表１ 堆石料梯段微差爆破参数表 钻孔 机型 ＣＭ－３５１ 梯段高度 （ｍ） １０ 孔距 （ｍ） ５ 排距 （ｍ） ３．５ 孔径 （ｍｍ） ｌ１Ｏ 药卷直径 （咖） 由９０ 单耗 （ｋｇ／ｍ ） ０．３５ 单孔装药量 （ｋｇ） ６ｌ＿２６ 堵塞长度 （ｍ） ２．４ 主爆破孔采用 ９０药卷（２＃岩石乳化炸药） 连续装药，岩石爆破单位耗药量按照０．３５ｋｇ／ｍ３控 制，根据岩石变化不断调整优化。 起爆网络：采用孔内延时、孔间传递、排间分 段的单孔起爆网络，孔内采用双发ｌ５段非电毫秒 雷管延时，孔间采用双发３段非电毫秒雷管传递， （２）垫层料爆破。根据垫层料加工系统给料 粒径要求，给料最大粒径为６００ｍｍ，垫层料爆破设 计参数见表２。起爆网络如图１所示。 （３）过渡料爆破。根据设计要求，堆石料最 大粒径为３００ｍｍ，堆石料爆破初拟设计参数见表３。 主爆破孔采用 ９０药卷（２＃岩石乳化炸药） 排间采用５段非电毫秒雷管分段，起爆网络如图１ 所示。 ・８０・ 连续装药，岩石爆破单位耗药量按照０．５ｋｇ／ｍ。控制， 最终单耗根据爆破试验确定。起爆网络如图１所示。 水利技术监督 ２０１４年第６期 堡ｉ 苤堑 垂重图 说明：１．本图为料场爆破设计示意图，图中尺寸ｃｍ计，ＭＳＸ表示雷管段位。 ２．爆孔梅花型布置，采用孔内延时、孔间传递、排间分段的单孔起爆网络，孔内采用双发２．１５段非电毫秒雷 管延时，孔间采用双发３段非电毫秒雷管传递，排间采用５段非电毫秒雷管分段，电雷管起爆。 图１ 蚱蜢寺料场开采爆破设计图 表２垫层料加工料梯段微差爆破参数表 钻孔机型 ＣＭ－３５１ 梯段高度 （ＢＩ） １０ 孔距 （ｍ） ４．６ 排距 （ｍ） ３．３ 孔径 （ｍｍ） １ｉ０ 药卷直径 （ｉｂｍ） ９０ 单耗 ｋｇ／ｍ。 ０．４ 单孔装药量 ｋｇ ６Ｏ．７２ 堵塞长度（２．０ ｍ） 表３过渡料梯段微差爆破参数表 钻孔机型 ＣＭ一３５１ 梯段高度 （ＢＩ） １０ 孔距 （ｍ） ４．２ 排距 （ＩＢ） ３．０ 孔径 （ｍｉＢ） ｌ１０ 药卷直径 （ｍｍ） ９Ｏ 单耗 ｋｇ／ｍ。 ０．５ 单孔装药量ｋｇ ６３．Ｏ０ 堵塞长度（ｍ） １．８ ５爆破开采程序 （１）按照经监理批准的爆破试验方案进行施 业进行监控，使用能测量垂直、横向和纵向波形的 三维型设备进行质点速度测量，建立爆区震动速度 工，并严格遵守《爆破安全规程》，现场爆破试验 施工流程为：参数设计一测量放样一技术交底一钻 机就位一钻孔一验孔检查一装药联网一爆破一爆 效检查一爆破参数调整一下一次爆破。 （２）每次爆破后，进行爆堆形状和岩块外观 衰减规律的关系式： Ｋ（、 坞 式中： 一一Ｏｒ 一质点震动速度，ｃｍ／ｓ； 单响药量，ｋｇ； 一测点至爆区中心的距离，ｍ； 分析，并进行录相或照相记录。 （３）与监理工程师一起，选择具有代表性的 区域，用装载机按规定的筛分试验需用量，运至筛 分试验地点，进行筛分试验。 矗ｒ＿一与爆破场地条件有关的系数； 口一一与地质条件有关的系数； 寻求质点的衰减规律就是要通过试验求出爆 区的 口值建立衰减关系式，从而确定爆破规模， 指导爆破作业。 （４）将每次筛分试验成果绘制成级配曲线， 并与规范和设计规定的级配包络线相比较，以获得 最优爆破参数。 梯段爆破飞石一般不会太远，但需控制好堵塞 长度和最小抵抗线，飞石距离按以下经验公式进行 控制： ＝ｌ５～１６ ７爆破试验的安全保证措施 （１）爆破监控和飞石控制。施工中对爆破作 一一式中：兄 一飞石的飞散距离，ｍ； 深孔直径，ｍｍ； ・８】・ 水利技术监督 ２０１４年第６期 （２）料场开挖必须严格按开挖爆破试验参数 组织施工。 （９）加强对爆破器材使用的管理，对爆破材 料的现场使用及每次爆破后剩余材料回库进行全 面监管和清点登记，防止爆破材料丢失。在加工、 运输、装药、接线、堵塞、起爆等关键工序中，严 （３）每次爆破后，均必须及时对料源进行颗 粒级配情况取样分析，若级配情况不好，应查明原 因，并调整开挖爆破参数。 （４）主要施工机械均投入性能良好的工程机 械设备，并配置足够的备用设备。 格遵守国家爆破安全操作规程，并提出实施计划， 层层落实。 （１０）施工区材料堆放整齐、弃料场按指定地 点堆放，不得任意侵占施工道路，施工机械设备按 指定地点停放，责任到人。 （５）主要运输道路地形较陡地段，转弯处均 必须设置安全防护墩，并按交通规范要求设置安全 警告牌。 （６）开挖人员、临建设施搭设布置要求实用， 力求采用统一，做到整洁、卫生美观，并符合有关 防火安全要求。 ８结语 面板堆石坝施工影响质量的关键因素之一堆 石料源质量，而料源质量的保证在于料场爆破设计、 （７）成立爆破作业指挥领导小组，下设技术 组，负责施工技术、调度、炮孔验收等：安全保卫 组，负责安全保卫、警戒、信号联络等：爆破作业指 挥组在专业爆破工程师的直接指挥下进行工作，各 类人员分工明确责任到人。 开采。对于蚱蜢寺砂岩料场，料场的爆破设计直接 关系着开采质量，关系着堆石料颗粒级配是否能满 足设计要求，从而影响大坝主堆石料填筑质量。特 别对于砂岩料场，本身岩石强度不高，且料场内不 同分区、不同部位、同一部位不同深度的岩石饱和 抗压强度和软化系数均相差较大，料场爆破设计显 得尤为重要。 （８）成立专职安全检查员，一切爆破作业需 经安全员检查后才准进行爆破。 ～～简讯～～ 水利水电工程制图标准水土保持图 通过审查 ２０１４年８月１９日，水利部水土保持司在北京主持召开会议，对《水利水电工程制图标准水土保持图 （送审稿）》（以下简称《标准》）进行了审查。 会议听取了编制组关于《标准》编制工作、主要内容、征求意见及其处理等情况的汇报，对《标准》 正文、附录及条文说明进行了审查，认为《标准》编制程序符合水利行业标准编制要求，送审材料齐全， 满足审查要求。编制组收集了相关资料和标准，总结了水土保持制图实践经验，广泛征求了有关单位和专 家意见，内容全面，结构合理，可操作性强。与会专家一致同意通过审查。 中国林业工程建设协会工程标准化专业委员会、山西省水利水电勘测设计研究院、淮河流域水土保持 监测中心站、北京林业大学、北京市水利规划设计研究院、陕西省水利电力勘测设计研究院、黄河勘测规 划设计有限公司、中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，以及水利部水利水电规划设计总院、江苏 省水利勘测设计研究院有限公司、浙江省水利水电勘测设计院、北京地拓科技发展有限公司等单位的专家 和代表参加了会议。 《水利水电工程制图标准水土保持图》为水利水电工程制图系列标准之一，现行标准编号为 ＳＬ７３．６－２００１。水利水电工程制图系列标准的基础制图等５项标准已完成修订工作，本标准是对ＳＬ７３．６进 行修订。 《标准》修订工作始于２０１３年初，由水利部水利水电规划设计总院主编，江苏省水利勘测设计 研究院有限公司等单位参编。 （张超供稿） ・８２・
