料场开挖施工技术方案

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464～475m，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，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0～3m。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65.7～97.0Mpa，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15t~20t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=400×600mm），周边抹水泥砂浆约2～3cm。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2×20m3/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，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①爆破后石块块径不大于30cm直径的要求。大块率控制到最低。②爆破产生的震动不能对周围建筑物产生破坏效应。③爆破飞石必须控制在警戒范围内。④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①非电延时导爆管雷管。②8#工业电雷管③直径70mm的乳化炸药，直径32㎜的乳化炸药。④粉状铵油炸药⑤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。φ70㎜孔，最佳效果孔深5～10m，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：①台阶高度：H=6m；②最小抵抗线：中等坚硬矿岩w=（25-45）d,取w=2m；③孔深：L=（1.1-1.5）H,取L=6.5m；④炮孔间距：a=（0.7-2.0）w，取a=1.4m；⑤炮孔排距：b=（0.8-2.0）w,取b=2.0m；⑥填塞长度：l=（0.7—1）w，取l=1.5m；⑦单孔装药量：Q=qaHW，取Q=13kg；⑧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=6—8，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=1.1—1.2，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：6m10m0.5m1.5m1.5m1.5m2.5m堵塞段减弱装药段间隔堵塞段底部加强段1.4m（1）爆破施工要求①爆破后石块块径不大于800mm～1000mm直径的要求。大块率控制到最低。②爆破产生的震动不能对周围建筑物产生破坏效应。③爆破飞石必须控制在警戒范围内。④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①非电延时导爆管雷管。②8#工业电雷管③直径70mm的乳化炸药，直径32㎜的乳化炸药。④粉状铵油炸药⑤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。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：①φ90㎜孔，最佳效果孔深5～10m，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②台阶高度：H=10m；③最小抵抗线：中等坚硬矿岩w=（25-45）d,取w=2.5m；④孔深：L=（1.1-1.5）H,取L=10.5m；⑤炮孔间距：a=（0.7-2.0）w，取a=1.8m；⑥炮孔排距：b=（0.8-2.0）w,取b=2.5m；⑦填塞长度：l=（0.7—1）w，取l=2.7m；⑧单孔装药量：Q=qaHW，取Q=32kg；⑨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=6—8，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=1.1—1.2，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；10m12.5m0.5m2.73m2.77m1.0m4.0m堵塞段减弱装药段间隔堵塞段底部加强段1.8m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，需要用浅孔进行爆破。¢38mm浅孔松动爆破参数如下：①台阶高度：H=3m；②最小抵抗线：中等坚硬矿岩w=（25-30）d,取w=1.0m；③孔深：L=（1.1-1.5）H,取L=3.5m；④炮孔间距：a=（0.8-2.0）w，取a=1.2m；⑤炮孔排距：b=（0.8-1.2）w,取b=1.0m；⑥单孔装药量：Q=eq松aHW，取Q=1.2kg；⑦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1.9md——炮孔直径；q——单位用药量，根据f=6—8，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。导爆索电雷管121110987654301211109876543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）在推进梁和钻头接触岩石前，不允许开动冲击功能。（3）钻机空打将损坏钻头并造成连接部分松动。（4）开孔应该在低冲低推状态下进行。（5）任何时候只要有可能就要提供充足的冲渣介质。如果打开冲渣介质开关太迟，就有可能造成卡钻和堵住钻头冲渣孔的危险。（6）只要进行钻孔作业，卡钎器就应该是闭合的。钎套和钎杆与钎套和卡钎器之间的间隙不应该太大。磨损的钎套必须要及时更换。（7）冲击压力总是应该根据具体的岩石情况设定。如果岩石软或破碎，冲击压力必须降低。（8）要及时的更换钎尾密封垫，如果密封垫损坏润滑油会很快漏光，这样会很快的损坏钎尾驱动套以及钎尾本身。损坏了的钎尾密封垫必须马上更换。5.2、装药在完成钻孔以后，要清理炮孔内杂物，装药前，检查炮孔有无堵塞物和孔内积深；重点检查炮孔的实际最小抵抗线与原设计的抵抗线有无变化，以确保最后调整核实药量的准确程度。装药时要注意以下几点：（1）不管采用正向起爆或反向起爆，雷管聚能穴的方向要指向被其起爆炸药的传爆方向；（2）要防止药包与雷管脱离而引起拒爆，孔内装入起爆药包后严禁强力捣压起爆药包，以免发生意外；（3）要保证炸药的连续性，以免影响爆轰波的传递；（4）装药密度要适中，一定的炸药密度可增加爆破威力，密度过大会影响炸药感度，甚至