導(dǎo)語：高塘水電站壩料控制分析論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1工程概況

高塘水電站位于廣東省西北部懷集縣洽水鎮(zhèn)白水林場境內(nèi)的白水河上。電站壩址以上集雨面積為170平方公里，多年平均流量為6.51立米/秒，總裝機容量3.6萬千瓦。電站為引水式電站，以發(fā)電為主，結(jié)合防洪、灌溉的水利樞紐，整個樞紐由蓄水大壩、溢洪道、引水遂洞、發(fā)電廠房、110KV升壓站組成，其中大壩為鋼筋混凝土面板堆石壩，最大壩高為110.7m,壩頂長為288.3m，壩體石料填筑總量為191.8萬m3,是廣東省已建、在建壩體最高的堆石壩工程。

壩體填筑料采用離壩址約1公里的千里坑料場的花崗巖爆破料，其中過渡料4.9萬m3,主堆石料96.4萬m3，次堆石料74萬m3，各填筑區(qū)所需料質(zhì)的設(shè)計要求如表1。

表1壩體填筑料技術(shù)參數(shù)設(shè)計要求

項目

填筑方量

(萬m3)

最大粒徑

(mm)

壓實后干容重

（g/cm3）

不均勻系數(shù)

（cu）

巖質(zhì)要求

過渡區(qū)

4.9

300

≥2.15

＞15

新鮮、微風(fēng)化花崗巖

主堆石區(qū)

96.4

600

≥2.10

＞10

新鮮、微風(fēng)化和小量分散弱風(fēng)化

次堆石區(qū)

84.0

800

≥2.10

＞10

新鮮、微風(fēng)化和部分弱風(fēng)化

2料場的位置和地質(zhì)條件

千里坑料場位于壩址下游河谷左岸，至壩址的直線距離接近一千米，為典型的河谷地貌。料場表層覆蓋層為1～2米，且局部巖石裸露。料場沿河谷分布，利用長度300m，高程在510m～340m之間，儲量在200萬m3以上。料場巖石主要為燕山期灰白色細(xì)?；◢弾r和灰白、肉紅色中粒花崗巖，巖性單一，地質(zhì)構(gòu)造簡單。場區(qū)內(nèi)分布有F102和F165兩條斷層，且規(guī)模不大，充填較好，對壩料開采爆破、壩料質(zhì)量及壩坡穩(wěn)定影響不大。巖石分布的四組主要節(jié)理相互形成自然切割，有助于爆破破碎。巖石的物理力學(xué)性質(zhì)，由現(xiàn)場開挖斷面及平洞內(nèi)取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗的結(jié)果表明：巖石的比重為2.64～2.65,密度為2.51～2.64g/cm3,孔隙率3.03～4.92％,飽和吸水率0.2～1.01％;新鮮巖石的抗壓強度在123.2～178.1Mpa之間，巖石的普氏硬度系數(shù)f值平均在15左右，屬堅硬難爆巖石。

3爆破的鉆孔機具和火工材料

壩料爆破所用的鉆孔設(shè)備為美國B-E公司生產(chǎn)的BE45R型牙輪鉆機，其鉆孔直徑為170～270mm,現(xiàn)用的鉆頭直徑為250mm。牙輪鉆機適合大規(guī)模的石料和礦巖爆破開采施工，是國內(nèi)礦山系統(tǒng)采用較多的深孔梯段爆破的鉆孔設(shè)備之一；其主要優(yōu)點是鉆孔效率高、鉆孔孔壁光滑，鉆孔效率平均為2300m/月·臺，月完成巖石開采爆破方量最高達(dá)12萬m3/臺，能滿足大壩填筑施工用料高峰的要求。

炸藥采用湖南南嶺化工廠生產(chǎn)的乳化銨油炸藥，藥卷尺寸為Ф190×400mm，藥卷密度為1.05～1.25g/cm3,炸藥猛度16～19mm,爆力301mL，臨界直徑12mm；起爆器材選用湖南湘南爆破器材廠生產(chǎn)的非電毫秒雷管。

4控制爆破參數(shù)的設(shè)計和爆破試驗

使用大孔徑鉆孔開采面板堆石壩料在國內(nèi)、國外較為少見，為了使爆渣的顆粒組成位于設(shè)計包絡(luò)線的上限，碾壓后的各項技術(shù)參數(shù)滿足堆石料的設(shè)計要求，必需在總結(jié)以往類似工程爆破經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，作好理論計算工作，并專門進(jìn)行了現(xiàn)場爆破試驗，以確定最佳的爆破參數(shù)。

4.1控制爆破參數(shù)的設(shè)計。

爆破參數(shù)的正確選擇是爆破取得成功的關(guān)健因素，在鉆孔直徑Ф250mm和梯段高度H=15m已確定的條件下，對爆破效果影響最大的是底盤抵抗線和單耗藥量的正確選取。根據(jù)國內(nèi)外大孔徑鉆孔爆破的常用理論及經(jīng)驗公式可求得千里坑料場巖石條件下適于Ф250mm鉆孔直徑常規(guī)爆破的底盤抵抗線值W=（5.1～8.7）m；根據(jù)面板壩對爆破石料最大料徑和級配組成的不同要求，可由B.M庫茲涅佐夫關(guān)于介質(zhì)炸藥爆炸應(yīng)力決定塊度平均尺寸的半理論半經(jīng)驗公式：

式中：X—爆渣的平均尺寸，cm;

Q—炸藥重量，kg;

V0—爆破巖石的體積，m3;

A—與巖石堅固系數(shù)的相關(guān)系數(shù)。

和拉桑公式：

式中：Y80—破碎的爆巖有80％通過的篩孔尺寸，m；

B—底盤抵抗線，m；

S—孔網(wǎng)面積，m2；

q—單耗藥量，kg/m3；

B—巖石系數(shù),kg/m3。

經(jīng)過試算，可分別確定主、次堆石料和過渡料的孔網(wǎng)參數(shù)和炸藥單耗。同時根據(jù)地質(zhì)條件和以往爆破經(jīng)驗，控制底盤抵抗線與炸藥藥卷直徑之比在20～30之間，而各孔的裝藥長度不小于兩倍的底盤抵抗線，以充分體現(xiàn)深孔梯段的特點。其余參數(shù)則根據(jù)已定抵抗線尺寸來確定，超鉆深取（0.2～0.3）W,堵塞長度?。?.8～1.0）W,而孔間距取（1.2～1.3）W。

根據(jù)以上計算，確定爆破試驗的參數(shù)如表2。

表2爆破試驗爆破參數(shù)設(shè)計表

項目

抵抗線

（m）

孔距

（m）

孔深

（m）

堵塞長度

（m）

孔數(shù)

（孔）

排數(shù)

（排）

總裝藥量

（kg）

爆破總方量

(m3)

單耗藥量(kg/m3)

過渡料

4.60

5.87

15.0

5.48

13

3

4596

5875

0.78

主堆石料

5.74

6.47

15.0

5.90

9

3

3612

6063

0.60

次堆石料

6.30

7.30

15.0

5.50

10

3

3396

5761

0.59

4.2爆破試驗和顆粒組成。

現(xiàn)場爆破試驗工作在完成臺階整理、機具調(diào)試、器材測試檢驗的基礎(chǔ)上于1997年9月上旬開始上鉆打孔，按計劃先后進(jìn)行了次堆石料、過渡料、主堆石料三場試驗。第一場的次堆石料爆破試驗，受地形限制只能布置兩排孔，且爆破作用方向也只能向河床方向，為了減少爆碴大量落入河床，起爆采用“V”型起爆方式；第二場過渡料爆破試驗，爆破作用方向調(diào)整為順山坡方向，起爆采用排間毫秒延時，“一”字型起爆方式；第三場主堆石料爆破試驗受F102斷層分支切入的影響，巖石較破碎，其爆破作用方向和起爆方式同第二場。

三場爆破試驗，爆破后石碴都比較集中，最大拋散范圍為臺階高度的3～4倍，由于集碴場地狹窄，三場爆破試驗均有少量爆碴滾落到下河槽。爆破后在挖碴運輸?shù)侥雺簣龅耐瑫r，每場都隨機選取30m3的爆碴專門進(jìn)行了顆料分析試驗。三場爆破試驗爆碴的篩分總重量為183.3噸,其中過渡料篩分量為63.1噸,主堆石料篩分量為57.6噸，次堆石料篩分量為62.6噸，顆分成果對各場爆破試驗料級配組成具有較好的代表性。三場爆破試驗的顆分成果如圖1、2、3所示。

結(jié)合同期進(jìn)行的碾壓試驗顆粒分析成果曲線，可以看出，過渡料、次堆料的爆碴級配曲線在設(shè)計級配的左側(cè)，說明爆碴各級粒徑均較設(shè)計要求的偏粗，而經(jīng)碾壓后的級配曲線又落在設(shè)計級配曲線的右側(cè)，說明爆破石碴經(jīng)挖裝、鋪場、碾壓后有較明顯的二次破碎現(xiàn)象，而使各項粒徑較設(shè)計值略偏一點。主堆石料的爆后石碴的級配曲線和碾壓后的級配曲線均落在設(shè)計要求的級配曲線附近，其中間段基本重合。由此可見，過渡料、主堆料、次堆料的爆破粒徑具有良好的級配組成和壓實效果，符合設(shè)計要求。通過相應(yīng)碾壓試驗得知，干容重和空隙率等技術(shù)指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，具體見表3。

表3碾壓試驗成果表

項目

碾壓遍數(shù)

加水量

(％)

沉降率

(％)

干容重

(g/cm3)

孔隙率

(％)

不均勻系數(shù)

cu

備注

過渡料

6

10

8.55

2.18

17.60

＞15

石料鋪厚40cm，用10t振動碾碾壓。

8

10

8.73

2.20

16.80

＞15

主堆料

6

10

10.40

2.15

17.80

＞10

石料鋪厚80cm，用18t振動碾碾壓。

8

10

11.00

2.17

17.42

＞10

次堆料

6

10

6.38

2.09

21.00

＞10

石料鋪厚120cm，用18t振動碾碾壓。

8

10

8.42

2.14

19.11

＞10

在以后大規(guī)模生產(chǎn)壩料對爆破效果的觀察，超徑大徑顆粒較一般Ф100mm孔徑的深孔梯段爆破相比明顯偏多，在生產(chǎn)實踐中，通過控制線裝藥密度，減少不必要堵塞段長度等途徑可以達(dá)到較佳的效果。在壩料填筑過程中，大量的挖坑取樣試驗進(jìn)一步證實了Ф250mm大孔徑鉆孔開采壩料在高塘水電站大壩工程中取得了成功，其碾壓后的顆粒級配、干容重、孔隙率等技術(shù)指標(biāo)均能滿足設(shè)計要求。

5結(jié)語

5.1從爆破試驗、碾壓試驗和壩體填筑大量的挖坑取樣試驗成果可知，三種筑壩石料都呈現(xiàn)顆粒級配連續(xù)、不均勻系數(shù)Cu＞10(過渡料的Cu＞15)的特點，小于5mm的細(xì)顆粒占10％左右，有利于振動碾壓壓實，可見爆破所選用的鉆爆參數(shù)是合理可行的，可供有關(guān)工程作參考。

5.2使用大孔徑Ф250mm鉆孔進(jìn)行深孔梯段爆破開采壩料容易出現(xiàn)較多的超徑塊石，應(yīng)嚴(yán)格控制線裝藥密度在30～40kg/m之間，盡量縮短堵塞段長度。對料場的超徑塊石要進(jìn)行二次分解，禁止不合格的壩料上壩填筑。

5.3在壩料開采爆破中，為增加級配料中的中粗顆粒含量，可考慮適當(dāng)增加鉆孔間距，所選用的底盤抵抗線值不宜作較大的變動。