1、公伯峡水电站混凝土面板堆石坝坝料开采爆破试验一、工程简介 公伯峡水电站位于青海省化隆、循化两县交界处黄河干流上，距西宁市 153km。电站枢纽工程由混凝土面板堆石坝、左岸溢洪道、左右岸泄洪洞、引水发电系统等主要建筑物组成。坝顶高程 2010m，总库容 6.2亿 m3，总装机容量 1500MW。大坝采用钢筋混凝土面板堆石坝，坝高139m，坝顶长 429m，上游坝坡 1：1.4，下游坝坡 1：1.31：1.5，总填筑量 476.33 万 m3，枢纽建筑物可利用开挖料 318.967 万 m3，占总填筑量的 66.9%，其中堆石料主要来自 II 标大坝、III 标溢洪道和 IV 标引水发电系统。 溢
2、洪道工程设计总开挖量为 288.5 万 m3，后因大坝坝料不足，引渠边坡左移 55m，增加开挖量约 90 万 m3。故溢洪道总开挖量为 378.5 万m3，其中可用于大坝填筑的坝料约 180 万 m3，主要用于大坝主堆石料(3B)和次堆石料(3C)区填筑。 二、坝料技术要求 主堆石区位于防渗面板下游，绝大部分水荷载通过垫层及过渡层以后由主堆石区传到地基中去，它对面板起到支撑作用；因此，要求其具有足够的密实度和必要的变形模量，以减小其变形量。次堆石区亦称为下游堆石区，远离面板，受水荷载的影响较小，其压缩性对面板变形的影响甚微，它仅起到稳定下游坝体的作用。 设计技术要求：主堆石料 3BI-1 区填
3、筑料要求为微、弱风化花岗岩和片岩，其中片岩含量不超过 30%，最大粒径 800mm，小于 5mm 的颗粒含量小于 8%，小于 0.1mm 的颗粒含量小于 5%，且级配连续(详见附图 1，主堆石 3BI-1 区填筑料设计级配曲线)。 次堆石料 3C 区要求为强风化花岗岩和弱风化片岩，其中片岩含量不超过 70%。级配连续，最大粒径 1000mm，小于 5mm 的颗粒含量小于 35%，小于 0.1mm 的颗粒含量小于 8%。 次堆石料颗粒级配要求相对较低，较易满足，本次爆破试验仅针对主堆石料。 三、工程地质条件： （一）引渠段 引渠主要为花岗岩及片岩，局部为石英岩，岩体中断层发育较少，构造裂隙发育。
4、在桩号 0-4850-430m 段及堰前 50.0m 直段地基呈强风化、岩体破碎，岩性软弱，地质条件差。其余大部分地基均为弱风化(局部为微风化)，岩体较完整、致密坚硬，局部断层发育部位相对破碎。 (二) 泄槽段 除局部山梁处表部有 520m 厚的第三系砾砂岩，冲沟中有片岩捕虏体外，其余均为加里东期花岗岩，花岗岩体中裂隙较发育，主要有NE400600SE600850，NW31003550NE50250，NE150400NW5007200，NE600700NW700800 等四组。花岗岩及片岩中强风化层厚 1020m，底部弱风化层厚 2030m，除片岩较软弱破 碎外，花岗岩体一般均坚硬、致密。裂隙
5、间距一般 12m，密集处0.20.3m，一般为块状结构，局部为碎裂结构。 四、钻爆设计 （一）设计思想： 坝料开采爆破的技术要求与常规开挖爆破不同。常规开挖爆破，只需把岩体破碎到一定程度，满足就地装载要求即可。常规开挖爆破的石碴往往难以满足坝料级配要求，因此必须采取有效爆破控制措施，满足坝料开采及建基面双重质量要求。 溢洪道坝料开采采用深孔爆破，其设计的基本要求有：控制石料的粒径及级配，满足设计要求，使爆破石料一次成型，尽可能减少或避免二次破碎。保证溢洪道高边坡稳定和整齐，保证建基面开挖质量。扩大孔网面积，提高钻孔采爆率，节省成本，提高产量。 在坝料开采中，考虑以上几项要求，其设计的基本思想主
6、要是建立在充分利用梯段岩体的层理、节理及原生裂隙相互切割的基础上，对爆破进行控制，以期开挖出优质的建基面，同时开采出优质的坝料并满足上坝强度要求。 （二）钻爆设计 根据溢洪道工程特点爆破试验共做五组，其中泄槽段三组，引渠段两组。根据施工经验，初选爆破参数，再依据试爆情况逐步调整参数，直至爆渣达到设计级配要求。五组试验爆破参数见下表： 五、爆破试验 （一）试验在剥除覆盖层及强风化岩石后选择具有代表性的典型试段进行试验。 （二）选用 Cm351 型潜孔钻（孔径为 105mm）造孔，爆破梯段高度在引渠段按 1015m 控制，在泄槽段按 812m 控制。 （三）爆破采用 2#岩石硝氨炸药，药卷直径采用
7、 80mm。采用非电导爆管网络进行多排毫秒微差挤压爆破。 （四）每次爆破后进行人工筛分，筛分量按不小于爆破量的 1%控制，分800、800600、600400、400200、200100、10080、8060、6040、4020、2010、105、52、21、10.1、0.1（以 mm计）15 组过筛称重，并绘出颗分级配曲线图。 六、爆破试验成果统计及分析 （一）成果统计 对每次爆破试验爆渣人工筛分，筛分结果见下表；各组试验颗分级配曲线见附图 2。 （二）成果分析 前两组试验，其筛分曲线基本处于主堆石 3BI-1 区填筑料设计级配包络线范围内，级配连续性也较好，10mm 以下粒径含量比设计稍偏
8、大，10mm300mm 范围粒径含量偏小。其后在泄槽和引渠段的三组试验中除调整孔间、排距外，对装药结构进行了适当调整，将连续装药结构改为间隔装药，下部占 60%左右，上部占 40%左右，经爆后筛分，其筛分曲线全部处于设计级配包络范围内，爆后爆堆形状及外观也较理想，完全满足设计级配要求。 （三）推荐施工参数 施工中应结合爆区地质状况及作业环境对参数适当调整，推荐施工参数如下： 梯段高度：引渠段采用 1015m，泄槽段采用 812m。 宜采用矩形布孔，孔间距 3.0m4.0m、孔排距 2.0m3.0m，底盘抵抗线 33.5m。 孔径为 105mm；药卷直径：80mm；单位耗药量为0.320.38kg/m3，采用间隔装药，堵塞长度不小于孔边（排）距。 上坝料粒径最好略粗一些，主要控制细料含量，级配曲线应靠近设计下包络线。
