下岸溪人工砂石加工系统料场施工中的几个问题

车公义 赛尚友 耿艳琴
(中国长江三峡工程开发总公司工程建设部公共工程项目部)

　　摘要：三峡二、三期工程混凝土所用人工砂石料由下岸溪料场生产，人工砂和人工碎石分别经弱风化带下部岩石和微新岩石做料源。料场开采按自上而下层开采的方式作业，爆破作业使用了乳化炸药混装车技术；并利用微机计算开挖方量，大大减少了绘图、描图和计算的工作量。
　　关键词：混凝土；人工骨料；料场；三峡工程

　　在三峡工程初步设计阶段，经对下岸溪、朱家沟和白崖山料场系统综合论证，决定在二、三期工程混凝土用人工砂采用下岸溪料场。下岸溪料场位于三峡工程坝址下游长江左岸下岸溪的鸡公岭，距坝址12km，料场所在山体较为完整，地势东高西低，地面高程一般为230～540m，山坡总向西倾斜、上陡下缓，地形坡角一般是25°～45°，局部可近50(以上，甚至形成陡崖。料场出露的岩石为前震旦系斑状花岗岩，另有少量的辉绿岩脉分布，其物理力学性能见表1。

表1 岩石物理力学性能表

　　料场1996年开始施工，截止1999年12月份已完成开挖561万m³，其中毛料开采290万m³。

1 料场施工规划

　　1)料场开采条件及开采强度

表2 采场勘探储量表

　　按照已规划的征地红线，利用长江委提供的1/2000地形图和地质详察资料，结合人工砂、人工碎石的质量标准、料场岩石的物理力学性质，分别以弱风化带下部岩石和微新岩石做人工砂和人工碎石的料源。以弱风化带下部作为料场有用层与无用层的分界线。

　　根据三峡工程二、三期混凝土总量及混凝土施工强度，下岸溪人工砂石加工系统应承担人工砂1171万m³和人工碎石1416万m³。按照上述条件计算，料场需开采总工程量为2413.8万m³，其中毛料开采总量为1988万m³。2000年是年开采强度最高的一年，年开采强度为430万m³。

　　2)料场开采边界及数量

　　下岸溪料场的勘探总储量见表2，在进行开采量设计时，按照微新岩石加工人工碎石，弱风化带下部及微新岩石加工人工砂来计算有用料，其余做无用料即剥离料。根据人工砂石骨料的需求总量确定料场开采的高程及边界，规划实施中的料场采区顶部高程540m，底部高程292m，设计毛料开采总量1988万m³，剥离量425.5万m³，剥采比0.214。

　　3)料场布置

　　(1)施工道路：料场高程300m以上的施工道路，由粗碎车间汽车回车场已修一条宽12m，长2km的混凝土道路到料场边界400m高程处。高程300m以下的施工道路可直接由粗碎车间汽车回车场到料场边界。

　　(2)弃渣场

　　弃渣场布置在离料场1～1.5m处的龙窝，经测量龙窝弃渣场能容纳600万m³弃渣，可满足施工要求。

2 料场开采方法

　　料场开采按自上而下分层开采的方式进行作业，先剥离覆盖土后开采毛料，先揭顶后边邦的施工程序进行。

　　1)覆盖土剥离：全风化带主要采用推挖配合直接装运的凿裂法施工，强风化带以下采用钻孔爆破法施工。经试验后确定爆破参数如表3，表4。

表3 强风化层爆破参数

表4 弱风化上部爆破参数

　　2)毛料开采：采用分梯段开采，梯段高度12m，每梯段爆破2～3万m³。根据料场岩石性质，分别用孔间微差爆破，多段顺序碰撞挤压爆破，宽孔距爆破“V”形起爆等施工方法，以控制毛料的块径，减少大块率。经试验后确定的爆破参数如表5。

表5 弱风化下部爆破参数

　　3)料场边坡

　　料场最终边坡采用预裂爆破形式，控制坡比为：全强风化层以上按1：1，弱风化层采用1：0.5，微新岩石采用1：0.3。每个梯段设一个马道，马道宽3m或6m两种间隔布置。经试验后边坡的预裂爆破参数见表3、4、5。预裂边坡半孔率达95%以上。

　　保障施工期边坡稳定安全，如边坡处有断层和破碎带应采取喷锚等临时支护措施。

3 乳化炸药混装车爆破的施工设计

　　乳化炸药混装车是一种移动式的炸药系统，它集原材料运输、炸药混制、机械化装药于一体，取代了传统的炸药制备、储存，运输和人工装药过程及方法，具有生产效率高、爆破效果好、使用安全可靠、成本低等优点。

　　1)乳化炸药混装车炸药性能参数见表6。

表6 乳化炸药混装车炸药性能表(炮孔利用率lOO%)

　　2)爆破设计及钻孔施工

　　根据下岸溪料场的地质情况及乳化炸药的性能设计爆破参数。基本参数如表3、4、5。

　　3)爆破作业程序如图1。

4) 爆破安全 　　乳化炸药混装车爆破系统,乳化炸药在施工现场配制生产、混装车并不运输成品炸药，料仓内盛装的只是普通化工原料，不存在运输危险。需多少配多少，也不存在储存危险。

图1 爆破作业工序图

　　5)爆破效果

　　(1)按表3、4、5所列爆破参数，采用乳化炸药混装车的爆破效果比传统袋装炸药的爆破大块率明显降低，一般大块率为2%左右。

　　(2)乳化炸药混装车的炮孔利用率100%，因此，其体积威力大，直接效果是加大孔排距，减少钻孔量。以下105mm的钻孔为例，延长装药量为：

　　混装=12kg/m，袋装=8.5kg/m

　　即：采用乳化炸药装车作业可以减少钻孔进尺30%以上。

　　(3)由于混装炸药为浆状体，能保证孔底装药量，孔底爆破效果好，块度小且均匀，提高了挖装效率；

　　(4)由于混装炸药其体积威力大，不适合小规模开挖，临近大坝基岩面开挖时慎用。

4 料场质量控制措施

　　1)料场岩石开挖质量控制的原则由于料场斑状花岗岩普遍存在一层厚度不一的风化壳，一般覆盖为7～8m厚，最大近20m厚。为了保证弱风化带下部有用料源不与覆盖土混杂，料场开挖的质量控制原则是：先剥离覆盖土，后取毛料。判断标准是以弱风化带下部作为料场无用层与有用层的分界线。

　　2)岩石质量控制的几点措施

　　①每个爆块开采前监理工程师严格审查爆破设计方案，对爆破的岩石等级、地质情况进行严格鉴定，界线模糊的部位，全部作为剥离料，毛料与剥离料区设立明显的开挖分区标志。

　　②在采挖毛料部位，特别是毛料与覆盖剥离部位，质检员及监理人员跟踪旁站检查。

　　③料场采用挂牌作业制度，挖、装、运设备全部挂牌；以便区分毛料和覆盖土。

5 利用微机计算开挖方量的实践

　　1)建立料场资料库

　　根据传统的资料和图纸管理方法，将下岸溪料场沿X方向分成若干个横断面。每个断面由原始地藐线、全风化线、强风化线、弱风化上限线、下限线，开挖轮廓线，毛料分界线以及各年各月收方线等组成；

　　各线由(y，H)点集组成，即二维坐标中的(Y，Z)值。从测量资料、地形地质资料中获得各曲线的(Y，H)点集，并分断面，分曲线输入EXCEL电子表格中。

　　2)建立料场图库

　　就是建立以横断面名为文件名的CAD图形文件。

　　3)料场方量计算

　　图库建完后就可以计算方量了。方量的计算仍沿用积分法，只需求出各断面对应区域的计算面积，即可求出对应的方量。为断面间的距离是固定数)

　　经过几年的应用实践，此管理方法效果明显，大大减少了绘图、描图和计算的工作量。