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1、沿河县甘溪水库工程 料场开挖施工技术方案1 概述 根据甘溪水库料场开采规划，土料场土料主要用于上、下游围堰粘土心墙防渗材料，共需要用量约1500m3，由于所需土料较少，为方便施工，本阶段推荐桥头堡右岸冲沟内土体作为土料场一，距离坝址约140m，为灰黄色粘土夹碎石及少量块石，分布高程464475m，平均厚度约2m，面积约2100，可开采量约4000m3。该冲沟属库区，边坡为逆向坡，开挖对边坡稳定无影响。水库左岸为顺向坡，而料场的开挖量较大，开挖会引起高边坡的稳定问题，因此砂石骨料场不宜选择在水库左岸；在右岸船柱溪上游及附近，毛田组(3m)及后坝组(3h)地层方解石脉发育，以白云岩为主，其运距较远
2、，且汛期易受石梁河涨水影响，因此也不宜选作砂石骨料场。综合考虑，砂石骨料场选择在甘溪乡东南面的小岩底，所处地层为桐梓及红花园组(O1t+h)灰岩，有乡村公路通过，但需改造，交通较方便。2 料场储量及质量 根据水库大坝对砂石骨料的储量、质量等要求，结合开采及运输方便、不影响施工等原则，初选砂石骨料料场位于坝址东南侧、水库右岸分水岭上。料源储量：料场位于水库右岸分水岭上，基岩裸露，植被不发育；地表溶蚀裂隙较发育，强风化溶蚀层厚约03m。地表岩体溶蚀裂隙、溶槽发育，多有少量粘土充填物。开挖有用层面积1523.11，无用层面积266.56；对应有用层体积约22.2万m3，无用层体积约3.9万m3；料场
3、储量能满足工程所需。 甘溪水库位于沙沱电站库区，二者直线距离约12.5km，本工程选料与沙沱所用砂石骨料相同，而桐梓及红花园组(O1t+h)灰岩地层在本区稳定连续分布，故引用沙沱碱活性试验成果：料场试样碳酸盐骨料碱活性试验最大膨胀率为0.032%，小于规范值（0.10%），由此可判断此骨料为非碳酸盐碱活性骨料。料源质量：料源为桐梓及红花园组(O1t+h)，岩层单斜产出，倾角27，料场边坡为斜顺向坡，建议从上到下分层开采，避免出现边坡稳定问题。根据取样作室内物理力学试验，其饱和抗压强度约65.797.0Mpa，为坚硬岩，强度能满足本工程混凝土骨料要求。 甘溪水库工程区域内缺乏天然砂石料，坝区工程
4、混凝土骨料全部考虑从人工石料场开采，输水线路建筑材料主要利用沿线石方开挖料及洞挖料。 主体工程混凝土总量（含喷混凝土）约15.25万m3（不含导流和输水系统工程），其中挡水建筑物混凝土13.3万m3，泄水建筑物混凝土0.70.37万m3，帷幕工程混凝土0.88万m3，放空底孔工程混凝土0.37万m3。 选择石料场甘溪乡东南面的小岩底，石料场至坝址运距约2km，所处地层为桐梓及红花园组(O1t+h)灰岩，剥离层厚度为2m，岩质坚硬，为坚硬岩，强度能满足本工程混凝土骨料要求。料场需要储量17.58万m3，可采方量大于85.0万m3，满足设计所需。3 施工部署 3.1施工机械道路 右岸3号公路：从右
5、坝肩至渣场，公路总长为686.56m，平均坡度0.7%，路面宽度6.0m，路面结构为泥结碎石型式。 3.2运料道路 我部施工单位在建设的砂石料加工系统在甘溪乡东南面的小岩底，运输距离较短，毛料采用装载机或反铲配合15t20t自卸汽车拉运至砂石料加工系统。 3.3排水设施 排水设施为避免雨水夹带泥土及杂物污染已爆破的块石料，开挖区上部及两侧设截水土沟（宽深=400600mm），周边抹水泥砂浆约23cm。 3.4料场开挖风、水、电布置施工供风：在料场开挖时，采用2台移动式空压机供风，容量为220m3/min，摆放在甘溪乡东南面上部平台，接4寸供风钢管至开挖区。施工供水：用水主要利用1#高位水池供水
6、，施工用水采用DN50钢管作支管从水池供水管接取，支管上设阀门，PVC管接引至工作面；施工供电：从甘溪乡东南面变压器接引。4 开采工艺措施 4.1施工准备施工准备包括施工道路修筑，排水沟开挖，供风管线敷设，调度值班室建筑等。施工道路、加工厂石方开挖、料场外围排水沟采用手风钻钻爆开挖，道路开挖石渣由装载机或反铲挖掘机配合自卸车运往弃渣场，与采料场剥离覆盖层一起装运至弃渣场。4.2覆盖层剥离及软弱夹层清除 石料场顶部残积物和植物根系，以人工配合挖掘机清除，表层风化岩层和犬牙状岩体用手风钻钻爆，挖掘机集渣至下部装运平台，3m3装载机15t自卸车运输至弃渣场。4.3钻爆作业 4.1.1、过渡料爆破设计
7、 过渡料粒径要求小于300mm，设计一次爆破达到粒径级配要求。根据我单位爆破的施工经验，采取以下技术措施，可以得到满意效果。 采用小孔径潜孔钻钻孔，增加单位岩体上的炮孔密度，本料场选用全液压履带式潜孔钻造孔，采用小抵抗线的炮孔分布模式。提高炸药单耗值，增加破坏岩石能量，采用微差挤压爆破技术，延长岩块之间碰撞时间，增加岩石破碎度。（1）爆破施工要求爆破后石块块径不大于30cm直径的要求。大块率控制到最低。爆破产生的震动不能对周围建筑物产生破坏效应。爆破飞石必须控制在警戒范围内。爆破作业尽量对后边坡避免造成爆破影响裂隙，确保后缘边坡稳定。（2）爆破器材的选用非电延时导爆管雷管。8#工业电雷管直径7
8、0mm的乳化炸药，直径32的乳化炸药。粉状铵油炸药导爆索（3）爆破方案为确保开挖边坡平顺、整齐、稳定，应有效地控制爆破效应和确保安全，并能使爆破效果满足机械化开挖作业要求，确定开采开挖爆破方式为：根据开采台阶布置和阶段高度，采取多级台阶分段开挖，主爆区采用毫秒微差松动控制爆破。主要采用以下孔径。70孔，最佳效果孔深510m，本工程过渡料的开采钻孔选用6m孔深。其爆破参数的选择如下：本工程过渡料的开采爆破试验目前已做完，通过爆破试验取得以下爆破参数：台阶高度：H=6m； 最小抵抗线：中等坚硬矿岩w=（25-45）d,取w=2m； 孔深：L=（1.1-1.5）H, 取L=6.5m； 炮孔间距：a=
9、（0.7-2.0）w，取a=1.4m； 炮孔排距：b=（0.8-2.0）w, 取b=2.0m； 填塞长度：l=（0.71）w，取l=1.5m； 单孔装药量：Q=qaHW，取Q=13kg； 多排孔爆破时，从第二排孔起，以后各排孔的每孔装药量按下式计算 Q=kqabH，即Q=13.86kg，取Q=14kg 式中 a炮孔孔间距； d炮孔直径； q单位用药量，根据f=68，取q=0.75kg/m3； k考虑前排炮孔的矿岩阻力作用的增加系数，一般k=1.11.2，本工程取1.1； w最小抵抗线； l炮孔填塞长度； b炮孔排间距；过渡料梯段台阶爆破布孔剖面图4.1.2、主、次堆石料爆破设计 根据主、次堆石
10、料的工程量要求，首先爆破必须具备规模，设计每天爆破一次，每次爆破需完成7400m3以上；其次是爆破块体主堆料小于800mm，次堆料小于1000mm。根据以上两个要求，设计爆破如下：（1）爆破施工要求爆破后石块块径不大于800 mm1000 mm直径的要求。大块率控制到最低。爆破产生的震动不能对周围建筑物产生破坏效应。爆破飞石必须控制在警戒范围内。爆破工作要保证围岩岩石不受扰动，结构完整。（2）爆破器材的选用非电延时导爆管雷管。8#工业电雷管直径70mm的乳化炸药，直径32的乳化炸药。粉状铵油炸药导爆索（3）爆破方案为确保开挖边坡平顺、整齐、稳定，应有效地控制爆破效应和确保安全，并能使爆破效果满
11、足机械化开挖作业要求，确定开采开挖爆破方式为：根据开采台阶布置和阶段高度，采取多级台阶分段开挖，主爆区采用毫秒微差松动控制爆破。本工程主、次堆石料的开采爆破试验目前已做完，通过爆破试验取得以下爆破参数：90孔，最佳效果孔深510m，本工程选用10m孔深，作为主次堆石料的开采钻孔。爆破参数的选择台阶高度：H=10m； 最小抵抗线：中等坚硬矿岩w=（25-45）d,取w=2.5m； 孔深：L=（1.1-1.5）H, 取L=10.5m； 炮孔间距：a=（0.7-2.0）w，取a=1.8m； 炮孔排距：b=（0.8-2.0）w, 取b=2.5m； 填塞长度：l=（0.71）w，取l=2.7m； 单孔装
12、药量：Q=qaHW，取Q=32kg； 多排孔爆破时，从第二排孔起，以后各排孔的每孔装药量按下式计算 Q=kqabH，即Q=34.65kg，取Q=35kg 式中 a炮孔孔间距； d炮孔直径； q单位用药量，根据f=68，取q=0.7kg/m3； k考虑前排炮孔的矿岩阻力作用的增加系数，一般k=1.11.2，本工程取1.1； w最小抵抗线； l炮孔填塞长度； b炮孔排间距；主、次堆石料梯段台阶爆破布孔剖面图4.1.3、38mm浅孔爆破辅助爆破本工程由于外边坡面临空，爆破过后产生超径块体是难免的，超径不合格块体采用38mm浅孔松动爆破解小，开挖区便道开拓，工作面的揭顶开采，在大型潜孔钻不能到达的地方
13、，需要用浅孔进行爆破。38mm浅孔松动爆破参数如下：台阶高度：H=3m； 最小抵抗线：中等坚硬矿岩w=（25-30）d,取w=1.0m； 孔深：L=（1.1-1.5）H, 取L=3.5m； 炮孔间距：a=（0.8-2.0）w，取a=1.2m； 炮孔排距：b=（0.8-1.2）w, 取b=1.0m； 单孔装药量：Q=eq松aHW，取Q=1.2kg； 填塞长度：装改性铵油炸药0.2m/条，装八条后，还余1.9m，即填塞长度为1.9m d炮孔直径； q单位用药量，根据f=68，取q=0.35kg/m3，根据实际情况再校正； e炸药换算指数，对2#岩石炸药，e=1； w最小抵抗线；4.1.4、起爆方式
14、和起爆网络设计由于本工程对石料的粒径、级配要求十分严格，特别是其中过渡料的粒径要求在300mm以内，而且要求爆破一次成功，根据爆破试验取得的最佳效果来看，决定采用“V”型起爆方式，利用“V”型起爆的特点，加强岩块之间的碰撞程度，从而得到符合质量要求的石料。 由于段数过多，为了避免可能出现的“串段”或“重段”现象，均采用孔内延时接力传爆，孔外用电雷管连接，孔内用1段12段延时秒管起爆，排与排之间时间差控制在50ms左右。过渡料、主、次堆石料炮孔起爆顺序图5 施工方法说明5.1、钻孔工程本工程钻孔采用全液压履带式潜孔钻造孔，全液压履带式潜孔钻机钻孔具有劳动强度低、速度快、工效高、操作安全等特点。全液压履带式潜孔钻机在钻孔操作和钻机维护方面的操作要点：（1）在钻孔时，推进梁应该牢牢地抵住岩石不能有任何移动。如果在钻孔中推进梁出现移动，就会产生弯曲应力。在极端的情况下，会造成钻杆的断裂。（2）在
