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摘要：结合吉勒布拉克工程的实际状况，对P4料场主堆石料爆破施工予以探讨，并制定科学合理的施工技术、工艺，达到了预期的效果。
关键词：工程；料场；爆破；
1、工程概况
P4料场位于左岸2#冲沟内500m，为花岗岩块石料场，距坝址下游1.5km。该处山体雄厚，自然坡度30°～ 40°，岩基裸露，高程690m～850m，相对高差约150m，长1000m，宽500m，储量大于1200万方。P4料场花岗岩质地坚硬，强风化层厚度3～5m，弱风化层深度16～18m，该料场在地表取样：干抗压强度117～213MPa，饱和抗压强度50.6～160MPa，软化系数0.4～0.75。
P4料场主要为面板堆石坝提供主堆石料376万m3（压实方），自然方开采理论量为283万m3，料场开采量与坝体填筑量比值：堆石料为1.5:1，故p4料场主堆石料实际开采量为283×1.5=424.5万 。
2、P4料场主堆石料爆破施工的特点和实施对策
2.1爆破施工的特点
混凝土面板堆石坝具有投资省、工期短、安全性好，就地取材、适应性广等优点，我国的面板堆石坝建设从80年代中期开始起步后发展迅速，现已建和在建的百数以上高坝已多座。作为当地材料坝，除以砂砾石料填筑的面板坝，多数面板坝的堆石料需要爆破开采。目前，国内在坝料爆破方面积累了丰富的经验，为取得符合设计级配要求的坝料，就深孔梯段毫秒微差爆破技术，细颗粒含量和超径石控制等方面结合吉勒布拉克面板堆石坝堆石料开采加以研究，总结。
2.2实施对策
（1）多排微差爆破时，爆破岩体内部得到了较大的挤压作用，而且增加了岩体的运动碰撞机会。根据本工程特点，造孔设备选择15m为一个梯段高度，孔径145mm，采用5排同时起爆破。
（2）减少超径石采用斜孔尽可能使临空面的抵抗线一致、孔口堵塞加设小药卷、严格控制孔排距和钻孔方向等措施进行试验分析以减少超径石含量。
（3）细颗粒含量对堆石坝堆石料的压实质量起着至关重要的作用，细颗粒含量不足是级配料爆破中较为普遍的问题，采用选择合理炸药单耗、连续全耦合装药结合毫秒微差爆破，来实现颗粒含量符合设计要求。
3、主要施工难度及实施方法
3.1爆破施工方法及注意事项
（1）爆破方法
料场采用深孔梯段爆破技术。深孔爆破具有单位钻孔量小和炸药单位耗量低、生产效率高和便于采用综合机械化施工进行爆破、挖装、运输作业等优点。
进行深孔爆破，根据施工面地质情况、地形和配备的施工机械的不同，把开挖区按深度分成若干高为15m 的梯段，逐梯段进行爆破，称深孔梯段爆破。在每一梯段，用潜孔钻沿开挖自由面布钻一排或数排垂直或倾斜深孔，前后排孔位可对应布置或相错成梅花形，用毫秒雷管控制进行爆破。
深孔梯段爆破的每孔装药量可按下列公式计算：
前排孔— Q =qawH ；后排孔—Q =KqabH 。
式中：Q 为每孔装药量(kg)；q 为单位耗药量(kg/m)；K 为受前排石渣阻力影响系数，取1.1～1.2；其余符号的单位均以m 计。
（2）注意事项
为了克服炮孔底部所受夹制作用，大部分炸药应集中装在底部，孔口的堵塞长度一般不小于最小抵抗线，所以在确定梯段高度和抵抗线大小时，要与炮孔直径的选择相适应。
3.2施工工艺流程、操作要点
（1）施工工艺流程：测量放样→钻孔→装药爆破→出渣运输→清面→下层施工。
（2）深孔梯段爆破施工：
①机械设备及材料。钻孔以使用潜孔钻机为主，手风钻为辅（主要用于爆破后大块石解小），钻孔按梅花形布置，采用微差挤压爆破方式，大间距，小排距。爆破使用2#岩石硝铵炸药，P4料场地势较高，除雨天外，均为干地作业。如遇地下水较为丰富或雨天应使用2#岩石乳化炸药，采用非电毫秒雷管，分段微差起爆。所使用的雷管、炸药采用新疆雪峰民爆公司特性见下表
②主堆石料爆破的技术要求。大块率一般控制在5％以内,超径石即大于800mm的块径；爆破石料颗粒级配按设计的级配组成。
③爆破参数选取。在爆破参数设计中，需要综合考虑各方面的因素，均衡参数值的选取，最终达到优化设计的目的，需要科学的、合理的调整好间距比、孔深比、堵长比之间的关系，严格控制开孔误差和钻孔误差等，通过石料的开采，与爆破试验结果，把一些爆破参数控制并调整在下列数值范畴内，方能得到比较理想的效果。开采边线采用预裂爆破，以更好地保证开采边坡岩体的完整和稳定。
边坡预裂爆破采MC351钻机钻机钻孔，炸药选用2#岩石炸药，导爆索串聯起爆。爆破后，人工配合反铲进行边坡处理，并会同有关部门检查预裂爆破质量，优化预裂爆破参数，保证边坡的稳定且增加了岩体的运动碰撞机会。同时，由于多排爆破时，与少排爆破相比使临空面出现的机会大大减少，从而出现临空超径石大大减少。所以多排微差爆破比几排的效果明显要好。大量工程实践也证明了这一点。起过一定的排数以后会出现爆堆抵死现象，爆破松动效果。
根据本工程特点，造孔设备选择15m为一个梯段高度，孔径145mm，应在满足级配的前提下最大限度地增加孔排距，在级配料开采中，常用小抵抗线，宽孔距，小排孔距控制。
（3）细颗粒含量控制：
①选择合理炸药单耗。对于每一种岩石在一定的炸药与爆破参数和起爆方式下，有一个合理的单耗，影响炸药单耗的主要因素有岩石的爆破性、自由面条件、起爆方式和级配要求。单耗过低，爆破效果不能满足预期要求，大块率过高，细颗粒含量偏低。单耗过高，炸药参量过多地消耗在岩石的粉碎和爆破的有害效应中。
②连续全耦合装药。爆破中，不耦合装药孔中存在的间隙中的空气被压缩产生的回弹效应，使炸药作用在地也孔壁上的压力明显消减，参量被吸收，爆压粉碎作用减弱，使炮孔周围的粉碎圈明显减小。因此采用连续耦合装药结构对增加爆堆中的细颗粒含量效果明显。
③采用毫秒微差爆破。如前所述，毫秒微差爆破增加了爆破岩体的挤压时间和碰撞机会，细颗粒含量会比齐发爆破明显改善。
（4）降低超径石的具体措施：
①爆破现场经常出现的过高的大块率，有以下的危害：生产率低，机械容易磨损；二次爆破频繁，工作量大；耗工耗料增加成本。
②产生大块率过高的原因及解决措施：堆石料开采中，超径石是影响坝体填筑和施工成本的重要因素，如何有效控制爆破料中超径石含量是堆石料爆破施工的主要课题。
综合以上原因，结合以往深孔爆破的工程经验，预防和减小超径石可以从以下方面进行有效控制：孔口堵塞加设小药卷、在深坑间加设浅、在孔口加压砂包、采用斜孔尽可能使临空面的抵抗线一致、严格控制孔排距和钻孔方向。
（5）对石料场周围环境的安全影响:
①爆破震动影响。对一般建筑物和建筑物的爆破地震安全性应满足安全震动速度的要求，在爆破作业过程中应根据周围建筑物的距离，确定出最大一响瞬时起爆药量及总装药量，避免周围设施受到破坏。P4料场处于一个相对盆地之中，周边没有建筑物和村庄，相对条件较好。
②个别飞石的安全距离。
a.个别飞石的安全距离：大爆破时，个别飞石的飞散距离受地形、风向和风力、堵塞质量、爆破参数等影响。一般按下式计算。
Rf =20n2WKf式中：Rf———碎石飞散对人员的安全距离，m；
n——爆破作用指数；W——最小抵抗线，m；取2.5m；
Kf——安全系数，一般选用Kf=1～1.5。风大顺风时，抛掷方向正Kf=1.5，山坡下方向Kf=1.5～2。采石场爆破个别飞石的安全距离为200m，放炮警戒半径不小于300m。
b.控制飞石的措施：设计合理，质检验收严格，避免单耗失控，时控制飞石危害的基础工作；慎重对待断层、软岩带、张开裂缝、成组发育的节理、溶洞、采空区、覆盖层等地质构造，采取间隔堵塞，调整药量，避免过量装药等措施；保证堵塞质量，不但要保证堵塞长度，而且保证堵塞密实；多排爆破时要选择合理的延迟时间，防止因前排带炮（后冲），造成后排最小抵抗线大小与方向失控。
4、结论与建议
研究堆石料开采的意义是在满足爆破料级配的前提下，充分利用各项技术手段，节约炸药、雷管等火工品销耗量，加大钻孔利用率，减小人工及其他费用，从而达到最大地除低施工成本的目的。
为获得较好级配及较大开采强度，采用深孔梯段和微差挤压爆破技术，爆破参数的正确选择是爆破取得成功的关键因素，在钻孔和梯段高度已确定的条件下，对爆破效果影响最大的是低盘抵抗线和单耗药量的正确选择。
通过第二次爆破试验，取得了合理的爆破效果。从爆破试验、碾压试验和坝体填筑大量的挖坑取样试验成果可知坝料都呈现颗粒级配连续，有利于振动碾压压实。可见爆破参数是合理的，可供有关工程参考。如图1、2所示。
综上所述：吉勒布拉克工程P4料场主堆石料爆破施工技术的试验、研究是可行的，达到了预期的效果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：工程；料场；爆破；
1、工程概况
P4料场位于左岸2#冲沟内500m，为花岗岩块石料场，距坝址下游1.5km。该处山体雄厚，自然坡度30°～ 40°，岩基裸露，高程690m～850m，相对高差约150m，长1000m，宽500m，储量大于1200万方。P4料场花岗岩质地坚硬，强风化层厚度3～5m，弱风化层深度16～18m，该料场在地表取样：干抗压强度117～213MPa，饱和抗压强度50.6～160MPa，软化系数0.4～0.75。
P4料场主要为面板堆石坝提供主堆石料376万m3（压实方），自然方开采理论量为283万m3，料场开采量与坝体填筑量比值：堆石料为1.5:1，故p4料场主堆石料实际开采量为283×1.5=424.5万 。
2、P4料场主堆石料爆破施工的特点和实施对策
2.1爆破施工的特点
混凝土面板堆石坝具有投资省、工期短、安全性好，就地取材、适应性广等优点，我国的面板堆石坝建设从80年代中期开始起步后发展迅速，现已建和在建的百数以上高坝已多座。作为当地材料坝，除以砂砾石料填筑的面板坝，多数面板坝的堆石料需要爆破开采。目前，国内在坝料爆破方面积累了丰富的经验，为取得符合设计级配要求的坝料，就深孔梯段毫秒微差爆破技术，细颗粒含量和超径石控制等方面结合吉勒布拉克面板堆石坝堆石料开采加以研究，总结。
2.2实施对策
（1）多排微差爆破时，爆破岩体内部得到了较大的挤压作用，而且增加了岩体的运动碰撞机会。根据本工程特点，造孔设备选择15m为一个梯段高度，孔径145mm，采用5排同时起爆破。
（2）减少超径石采用斜孔尽可能使临空面的抵抗线一致、孔口堵塞加设小药卷、严格控制孔排距和钻孔方向等措施进行试验分析以减少超径石含量。
（3）细颗粒含量对堆石坝堆石料的压实质量起着至关重要的作用，细颗粒含量不足是级配料爆破中较为普遍的问题，采用选择合理炸药单耗、连续全耦合装药结合毫秒微差爆破，来实现颗粒含量符合设计要求。
3、主要施工难度及实施方法
3.1爆破施工方法及注意事项
（1）爆破方法
料场采用深孔梯段爆破技术。深孔爆破具有单位钻孔量小和炸药单位耗量低、生产效率高和便于采用综合机械化施工进行爆破、挖装、运输作业等优点。
进行深孔爆破，根据施工面地质情况、地形和配备的施工机械的不同，把开挖区按深度分成若干高为15m 的梯段，逐梯段进行爆破，称深孔梯段爆破。在每一梯段，用潜孔钻沿开挖自由面布钻一排或数排垂直或倾斜深孔，前后排孔位可对应布置或相错成梅花形，用毫秒雷管控制进行爆破。
深孔梯段爆破的每孔装药量可按下列公式计算：
前排孔— Q =qawH ；后排孔—Q =KqabH 。
式中：Q 为每孔装药量(kg)；q 为单位耗药量(kg/m)；K 为受前排石渣阻力影响系数，取1.1～1.2；其余符号的单位均以m 计。
（2）注意事项
为了克服炮孔底部所受夹制作用，大部分炸药应集中装在底部，孔口的堵塞长度一般不小于最小抵抗线，所以在确定梯段高度和抵抗线大小时，要与炮孔直径的选择相适应。
3.2施工工艺流程、操作要点
（1）施工工艺流程：测量放样→钻孔→装药爆破→出渣运输→清面→下层施工。
（2）深孔梯段爆破施工：
①机械设备及材料。钻孔以使用潜孔钻机为主，手风钻为辅（主要用于爆破后大块石解小），钻孔按梅花形布置，采用微差挤压爆破方式，大间距，小排距。爆破使用2#岩石硝铵炸药，P4料场地势较高，除雨天外，均为干地作业。如遇地下水较为丰富或雨天应使用2#岩石乳化炸药，采用非电毫秒雷管，分段微差起爆。所使用的雷管、炸药采用新疆雪峰民爆公司特性见下表
②主堆石料爆破的技术要求。大块率一般控制在5％以内,超径石即大于800mm的块径；爆破石料颗粒级配按设计的级配组成。
③爆破参数选取。在爆破参数设计中，需要综合考虑各方面的因素，均衡参数值的选取，最终达到优化设计的目的，需要科学的、合理的调整好间距比、孔深比、堵长比之间的关系，严格控制开孔误差和钻孔误差等，通过石料的开采，与爆破试验结果，把一些爆破参数控制并调整在下列数值范畴内，方能得到比较理想的效果。开采边线采用预裂爆破，以更好地保证开采边坡岩体的完整和稳定。
边坡预裂爆破采MC351钻机钻机钻孔，炸药选用2#岩石炸药，导爆索串聯起爆。爆破后，人工配合反铲进行边坡处理，并会同有关部门检查预裂爆破质量，优化预裂爆破参数，保证边坡的稳定且增加了岩体的运动碰撞机会。同时，由于多排爆破时，与少排爆破相比使临空面出现的机会大大减少，从而出现临空超径石大大减少。所以多排微差爆破比几排的效果明显要好。大量工程实践也证明了这一点。起过一定的排数以后会出现爆堆抵死现象，爆破松动效果。
根据本工程特点，造孔设备选择15m为一个梯段高度，孔径145mm，应在满足级配的前提下最大限度地增加孔排距，在级配料开采中，常用小抵抗线，宽孔距，小排孔距控制。
（3）细颗粒含量控制：
①选择合理炸药单耗。对于每一种岩石在一定的炸药与爆破参数和起爆方式下，有一个合理的单耗，影响炸药单耗的主要因素有岩石的爆破性、自由面条件、起爆方式和级配要求。单耗过低，爆破效果不能满足预期要求，大块率过高，细颗粒含量偏低。单耗过高，炸药参量过多地消耗在岩石的粉碎和爆破的有害效应中。
②连续全耦合装药。爆破中，不耦合装药孔中存在的间隙中的空气被压缩产生的回弹效应，使炸药作用在地也孔壁上的压力明显消减，参量被吸收，爆压粉碎作用减弱，使炮孔周围的粉碎圈明显减小。因此采用连续耦合装药结构对增加爆堆中的细颗粒含量效果明显。
③采用毫秒微差爆破。如前所述，毫秒微差爆破增加了爆破岩体的挤压时间和碰撞机会，细颗粒含量会比齐发爆破明显改善。
（4）降低超径石的具体措施：
①爆破现场经常出现的过高的大块率，有以下的危害：生产率低，机械容易磨损；二次爆破频繁，工作量大；耗工耗料增加成本。
②产生大块率过高的原因及解决措施：堆石料开采中，超径石是影响坝体填筑和施工成本的重要因素，如何有效控制爆破料中超径石含量是堆石料爆破施工的主要课题。
综合以上原因，结合以往深孔爆破的工程经验，预防和减小超径石可以从以下方面进行有效控制：孔口堵塞加设小药卷、在深坑间加设浅、在孔口加压砂包、采用斜孔尽可能使临空面的抵抗线一致、严格控制孔排距和钻孔方向。
（5）对石料场周围环境的安全影响:
①爆破震动影响。对一般建筑物和建筑物的爆破地震安全性应满足安全震动速度的要求，在爆破作业过程中应根据周围建筑物的距离，确定出最大一响瞬时起爆药量及总装药量，避免周围设施受到破坏。P4料场处于一个相对盆地之中，周边没有建筑物和村庄，相对条件较好。
②个别飞石的安全距离。
a.个别飞石的安全距离：大爆破时，个别飞石的飞散距离受地形、风向和风力、堵塞质量、爆破参数等影响。一般按下式计算。
Rf =20n2WKf式中：Rf———碎石飞散对人员的安全距离，m；
n——爆破作用指数；W——最小抵抗线，m；取2.5m；
Kf——安全系数，一般选用Kf=1～1.5。风大顺风时，抛掷方向正Kf=1.5，山坡下方向Kf=1.5～2。采石场爆破个别飞石的安全距离为200m，放炮警戒半径不小于300m。
b.控制飞石的措施：设计合理，质检验收严格，避免单耗失控，时控制飞石危害的基础工作；慎重对待断层、软岩带、张开裂缝、成组发育的节理、溶洞、采空区、覆盖层等地质构造，采取间隔堵塞，调整药量，避免过量装药等措施；保证堵塞质量，不但要保证堵塞长度，而且保证堵塞密实；多排爆破时要选择合理的延迟时间，防止因前排带炮（后冲），造成后排最小抵抗线大小与方向失控。
4、结论与建议
研究堆石料开采的意义是在满足爆破料级配的前提下，充分利用各项技术手段，节约炸药、雷管等火工品销耗量，加大钻孔利用率，减小人工及其他费用，从而达到最大地除低施工成本的目的。
为获得较好级配及较大开采强度，采用深孔梯段和微差挤压爆破技术，爆破参数的正确选择是爆破取得成功的关键因素，在钻孔和梯段高度已确定的条件下，对爆破效果影响最大的是低盘抵抗线和单耗药量的正确选择。
通过第二次爆破试验，取得了合理的爆破效果。从爆破试验、碾压试验和坝体填筑大量的挖坑取样试验成果可知坝料都呈现颗粒级配连续，有利于振动碾压压实。可见爆破参数是合理的，可供有关工程参考。如图1、2所示。
综上所述：吉勒布拉克工程P4料场主堆石料爆破施工技术的试验、研究是可行的，达到了预期的效果。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。