電站硬巖條件過渡生產(chǎn)工藝研究范文

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摘要：以長河壩電站為例，基于心墻過渡料設(shè)計技術(shù)指標，對偏細心墻過渡料的生產(chǎn)工藝進行研究，有利于加快進度、保證工程質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：水電工程；硬巖；心墻；爆破試驗

引言

長河壩水電站大壩心墻過渡料標準較高，料場巖石以花崗巖、閃長巖為主，強度較高，巖石可爆性較差，采用一般堆石壩級配料開采爆破參數(shù)難以開采出合格過渡料。

1工程概況

長河壩水電站系大渡河干流水電規(guī)劃“三庫22級”的第10級電站，上接猴子巖電站，下游為黃金坪電站。電站采用水庫大壩、首部式地下引水發(fā)電系統(tǒng)開發(fā)，電站總裝機容量2600MW。水庫正常蓄水位1690m，正常蓄水位以下庫容為10.15億m3，具有季調(diào)節(jié)能力。攔河大壩采用礫石土直心墻堆石壩，壩頂高程為1697.00m，最大壩高為240.00m。大壩心墻過渡料總填筑量為246萬m3，投標階段明確心墻過渡料由江咀石料場及響水溝石料場爆破生產(chǎn)。

2心墻過渡料設(shè)計技術(shù)指標

心墻上下游過渡料設(shè)計技術(shù)指標見表1。

3心墻過渡料生產(chǎn)工藝

3.1爆破直采過渡料技術(shù)難點

3.1.1投標階段技術(shù)條件與開采工藝大壩投標階段明確過渡料由響水溝及江咀石料場爆破直采，其中大壩上游過渡料主要由響水溝石料場提供，大壩下游過渡料主要由江咀石料場提供。投標階段心墻過渡料指標與施工階段基本一致，根據(jù)各投標單位的方案，心墻過渡料均采用爆破直采工藝，爆破單耗為0.6~0.92kg/m3。

3.1.2國內(nèi)類似工程指標對比過渡料爆破生產(chǎn)過程中與國內(nèi)其他工程（瀑布溝、糯扎渡、小浪底、紫坪鋪、毛爾蓋）過渡料指標進行了對比：長河壩水電站心墻過渡料較國內(nèi)其他工程（瀑布溝、糯扎渡、毛爾蓋、小浪底、紫坪鋪）心墻過渡料標準均偏高，顆粒級配明顯較其他工程偏細。與長河壩水電站過渡料指標最為接近的為紫坪鋪水電站，紫坪鋪電站巖石為灰?guī)r，強度相對較低且可爆性好。其次為毛爾蓋水電站過渡料，該電站過渡料源料為河床砂礫料，經(jīng)超徑石剔除后直接用于過渡料填筑[1]。

3.2爆破試驗

3.2.1炸藥類型選擇試驗通過不同炸藥（乳化炸藥及銨油炸藥）延米裝藥量，調(diào)整其間、排距，在確保爆破單耗及其它參數(shù)不變的情況下進行炸藥的選擇試驗。炸藥類型選擇試驗共進行了4個區(qū)的試驗，爆破完成后每個爆區(qū)均進行了6組顆粒級配檢測，試驗取樣成果表明，在相同爆破單耗情況下，乳化炸藥爆破效果較銨油炸藥偏好，主要體現(xiàn)為＜20mm爆破料偏多。由此可判定過渡料的爆破宜采用威力較高的乳化炸藥進行。

3.2.2爆破單耗選擇試驗在其它爆破參數(shù)不變的情況下，通過控制各爆區(qū)的間、排距進行爆破單耗選擇試驗。爆破單耗選擇試驗共進行了3個區(qū)的試驗，爆破完成后每個爆區(qū)均進行了6組顆粒級配檢測，由試驗取樣結(jié)果可以看出，爆破后各試驗區(qū)顆粒級配均不滿足設(shè)計要求。但爆破單耗與爆破量質(zhì)量呈規(guī)律變化，即爆破單耗越高，爆破料越偏細，爆破料質(zhì)量越接近設(shè)計要求。下一步過渡料爆破試驗將繼續(xù)加大其爆破單耗。

3.2.3提高爆破單耗的同時進行導爆雷管選擇試驗結(jié)合之前過渡料爆破試驗成果（乳化炸藥在1.8kg/m3單耗及普通導爆雷管情況下難以生產(chǎn)出滿足設(shè)計要求的過渡料），本次過渡料爆破試驗單耗均控制為2.5kg/m3。為驗證微差擠壓效果對過渡料爆破質(zhì)量的影響，本次過渡料爆破進行了普通導爆雷管及高精度導爆雷管的對比試驗。提高爆破單耗的同時進行的導爆雷管選擇試驗共進行了3個試驗區(qū)，爆破完成后每個爆區(qū)均進行了6組顆粒級配檢測，由試驗檢測成果可看出，各場次爆破后顆粒級配曲線均不滿足設(shè)計要求。在相同爆破單耗情況下采用高精度導爆雷管較普通導爆雷管爆破效果更好，爆破后細料含量略偏多。因各爆區(qū)單耗較高、間排距較小，起爆方式對爆破質(zhì)量影響較小。爆破料取樣過程中發(fā)現(xiàn)，爆堆內(nèi)存在少量完整雷管、炸藥，分析原因為爆區(qū)間排、距較小出現(xiàn)拒爆現(xiàn)象。

3.2.4爆破試驗結(jié)論（1）完整致密巖體開采過渡料的平均單耗需達2.5kg/m3以上，但考慮爆破單耗的增加必定導致造孔工程中加大，在現(xiàn)場實際施工過程中應合理控制其爆破單耗。（2）爆破器材應選擇高爆破效果的成品乳化炸藥。（3）為增加微差擠壓效果應采用爆破精度更高的高精度導爆雷管進行聯(lián)網(wǎng)爆破，并根據(jù)各孔位情況進行聯(lián)網(wǎng)設(shè)計，避免拒爆現(xiàn)象發(fā)生。（4）在現(xiàn)場鉆爆施工過程中應進行標準化、精細化作業(yè)，以提高爆破質(zhì)量。（5）為增加爆破料細料含量，應盡量采用小孔徑造孔，在控制爆破單耗的情況下，減小孔網(wǎng)面積。

3.3過渡料摻配工藝

鑒于大壩心墻過渡料爆破試驗情況，為了使心墻過渡料填筑過程中上壩強度及上壩質(zhì)量得到有效控制。結(jié)合調(diào)整后的過渡料指標，決定采用前期爆破試驗中1.8kg/m3的爆破料與骨料按照一定的摻配比摻配出滿足設(shè)計要求的心墻過渡料。在心墻過渡料摻配過程中，骨料摻配量根據(jù)單耗為1.8kg/m3心墻過渡料爆破試驗的平均顆粒級配（剔除超徑石）計算確定。由于心墻過渡料摻配后各項指標有一定波動，摻配后心墻過渡料包絡(luò)線按照心墻過渡料平均包絡(luò)線進行計算。為了使摻配后心墻過渡料顆粒級配曲線連續(xù)，心墻過渡料摻配過程中需進行砂、小石及中石3種骨料的添加。結(jié)合單耗為1.8kg/m3心墻過渡料爆破試驗的平均顆粒級配（剔除超徑石）計算確定心墻過渡料與骨料摻配比及各種摻配料對應的密度見表2。根據(jù)心墻過渡料摻配前后顆粒級配曲線可知，采用1.8kg/m3爆破出的心墻過渡料毛料與骨料按照一定比例可摻配出滿足設(shè)計要求的心墻過渡料。對此確定大壩心墻過渡料采用1.8kg/m3的爆破單耗進行毛料爆破生產(chǎn)，將爆破毛料剔除超徑石后與骨料按照一定摻配比進行過渡料摻配生產(chǎn)。同時過渡料摻配試驗成果表明，過渡料摻配采用平鋪立采的方式進行，摻拌3遍后可將過渡料摻拌均勻[2]。

3.4強爆破生產(chǎn)工藝

2014年6月中旬設(shè)計對心墻過渡料級配進行了調(diào)整。鑒于前期心墻過渡料摻配生產(chǎn)工藝復雜、成本較高等缺點，結(jié)合前期心墻過渡料爆破試驗成果，分別進行了2.5kg/m3、2.2kg/m3、2.0kg/m3這3場心墻過渡料爆破試驗。爆破后現(xiàn)場取樣成果表明，各場次心墻過渡料均滿足設(shè)計要求。綜合考慮爆破料利用率及經(jīng)濟分析后決定后續(xù)心墻過渡料采用2.2kg/m3的爆破單耗進行生產(chǎn)。心墻過渡料設(shè)計指標調(diào)整后，采用2.2kg/m3的爆破單耗可爆破出（剔除超徑石及級配不連續(xù)料）滿足設(shè)計要求的心墻過渡料。

3.5工藝對比分析

過渡料摻配、爆破生產(chǎn)工藝對比分析如下：（1）2種方法均可獲得滿足設(shè)計要求的過渡料。（2）摻配生產(chǎn)工藝需進行摻配料的機械制備、增加現(xiàn)場摻配用設(shè)備、占用一定的施工場地，導致施工成本增加，各工序質(zhì)量控制難度較大。（3）爆破生產(chǎn)工藝增加了造孔及裝藥量，但可通過爆破直接獲取合格料。（4）綜合分析選擇爆破工藝為工程過渡料的生產(chǎn)工藝。

4結(jié)語

綜上所述，長河壩水電站心墻過渡料均采用爆破生產(chǎn)的工藝進行，其爆破后過渡料各項指標均滿足設(shè)計要求。爆破的過渡料用于填筑、碾壓后，現(xiàn)場試驗檢測表明，孔隙率、干密度等指標均滿足設(shè)計要求，質(zhì)量處于受控狀態(tài)，值得參考。

參考文獻：

[1]鐘權(quán)，楊晨光，冷振東.提高堆石壩過渡料細顆粒含量的措施[J].人民長江，2015（07）：26-29+40.

[2]張家發(fā)，定培中，張偉，等.水布埡面板堆石壩過渡料設(shè)計及其滲透變形特性研究[J].長江科學院院報，2009（10）：1-6.

作者：楊金平 單位：中國水利水電第五工程局有限公司第一分局