第10章 壩料加工

紫坪鋪水利樞紐工程第一標(biāo)大壩工程施工組織設(shè)計 第10章 土石方平衡規(guī)劃與壩料開采第10章 土石方平衡規(guī)劃與壩料開采10.1 概述1.本合同工程建（構(gòu)）筑物不分類料開挖196.03萬m3（含圍堰拆除13.5萬m3），洞挖石方4. 6萬m3，明挖石方133.27萬m3，建（構(gòu)）筑物的石方開挖總量為137.87萬m3，土石方開挖總計333.9萬m3。2. 本工程大壩及A區(qū)壓重體石渣填筑共計1359.71萬m3（壓實(shí)方），換算成自然方為1114.5萬m3，土方填筑0.86萬m3。本工程其它填筑共計土石方57.97萬m3，上下游圍堰填筑53.5萬m3（扣除壓重體相結(jié)合部分），道路填筑0.68萬m3，溢洪道填筑3.79萬m3，其它填筑換算成自然方為44.6萬m3。本合同工程總填筑量為1417.7萬m3（壓實(shí)方），折合成自然方為1177.1萬m3。3.需從尖尖山石料場開采土石方1055.34萬m3，其中風(fēng)化巖約為130萬m3，土方覆蓋層及夾層等無用料開挖90萬m3。4.根據(jù)壩體設(shè)計要求，大壩次堆石區(qū)、A區(qū)壓重體及壩前填筑料可利用工程前期開挖可利用棄渣料、壩基開挖砂礫料及風(fēng)化巖料，不足部分從尖尖山料場開采，壩體其余部位的填筑料要求開采新鮮巖石或利用其他建筑物開挖的新鮮巖石料。特殊墊層料、墊層料和反濾墊層料則由尖尖山石料場開采新鮮巖石經(jīng)軋石篩分系統(tǒng)加工摻拌均勻，符合設(shè)計要求后才能上壩。臨時工程的填筑則根據(jù)設(shè)計指標(biāo)要求從就近堆渣場取料。10.2 土石方平衡規(guī)劃1. 根據(jù)施工總進(jìn)度安排，本標(biāo)段的建筑物石方開挖主要在2002年的8月到2003年的5月。本標(biāo)段填筑分為兩個階段：第一階段主要為圍堰截流前的道路、場平填筑和A區(qū)壓重體756m高程以下部位填筑等，場平填筑料源主要來自就近工作開挖的土石方，壓重體填筑料源主要利用左岸壩肩的開挖石渣。本階段填筑期為2002年9月至2002年11月。第二階段為圍堰填筑、大壩與A區(qū)壓重體填筑等，填筑工程量大，填筑期從2002年的12月至2006年3月份（包括壩頂公路填筑）。圍堰填筑料源主要采用青云和坪侏羅壩棄渣場的棄渣，上游圍堰與壓重體相結(jié)合部位的填筑必須是符合壓重體填筑要求的石渣。根據(jù)就近取料的原則，壓重體815.0m高程以下從上游圍堰頂入倉填筑的料源,均從青云坪堆渣場取料,因此右岸各工作面前期開挖的所有間接利用料和泄洪洞進(jìn)口等高程較低部位的開挖料首先滿足壓重體的填筑需要，815.0m高程以上部位，首先從青云坪料場取料，最后的不足部分用尖尖山料場開采；溢洪道開挖直接利用料用于大壩主體的填筑，大壩不足部分的填筑料均從尖尖山主料場開采；大壩上游蓋重保護(hù)體的填筑料從青云坪堆渣場取用不適合于大壩及A區(qū)壓重體填筑的石渣料，防滲鋪蓋料利用壩基開挖的粉細(xì)砂，壩基開挖時先單獨(dú)堆存在青云坪料場內(nèi)；大壩墊層料、混凝土骨料及人工砂的料源均從尖尖山料場開采石料加工。2. 經(jīng)土石方平衡后，考慮開挖運(yùn)輸中石渣損耗及不合格料廢棄等因素影響，可利用建（構(gòu)）筑物的開挖石碴約為104.61萬m3（自然方），開挖石碴綜合利用率為78.5%，其中約有69.2萬m3的石碴可直接用于填筑，石碴直接利用率為66.2%。約有35.51萬m3的石碴經(jīng)上、下游周轉(zhuǎn)料場轉(zhuǎn)運(yùn)后間接填筑，間接利用率為33.8%；不分類料開挖利用量為80.65萬m3，利用率為43.5%，主要指壩基混合料開挖用于A區(qū)壓重體填筑，均為直接利用。廢棄土石方開挖料約為127.5萬m3（其中不分類料棄渣量為104.51萬m3 ），絕大部分棄于青云坪棄渣場。3. 經(jīng)土石方平衡規(guī)劃，本合同工程所缺的填筑料約為946.03萬m3（自然方），從尖尖山料場開采獲得，開采總量約為1045.34萬m3，（自然方）其中表層無用料剝離及無用夾層開挖約為90萬m3，強(qiáng)風(fēng)化巖開挖約為125萬m3，單獨(dú)開挖用于次堆石料填筑，新鮮巖石開挖830.34萬m3，有用料開挖共計965.34萬m3，開挖運(yùn)輸損耗按2%估算計19.31萬m3，開挖料的直接上壩利用量為876.03萬m3（經(jīng)過砂石料系統(tǒng)加工的墊層料和混凝土骨料也統(tǒng)一歸并到直接利用料中），直接利用率92.0%，間接利用量為70萬m3，間接利用率為8.0%，其間接利用主要考慮前期主堆石料備用量50萬m3，相應(yīng)次堆石料開挖20萬m3，儲備在水文站1#、2#堆渣場與大坪堆渣場內(nèi)。4. 土石方平衡詳見紫坪鋪水利樞紐工程土石方平衡計劃表和土石方平衡規(guī)劃圖，（圖號為ZPP/IC1-24）。10.3 料場規(guī)劃經(jīng)土石方平衡規(guī)劃本工程需要： 1、開采石料946.03萬m3(包括人工砂石用料)2、圍堰及場平等不分類料填筑53.5萬m33、中轉(zhuǎn)儲備料場70萬m34、輔助防滲鋪蓋料儲備0.86萬m35、利用各建筑物的開挖料181.98萬m3各料場開采規(guī)劃如下：一、石料場規(guī)劃經(jīng)土石方平衡規(guī)劃，需要另行開采獲得的石料共需946.03萬m3，其中用于主壩面與下游堆石區(qū)料621.2萬m3，次堆石與A區(qū)壓重體填筑料256.03萬m3,過渡層料及人工砂石料加工料68.8萬m3，均從尖尖山主料場開采，根據(jù)填筑進(jìn)度計劃安排，料場開采自施工進(jìn)場后即組織進(jìn)行。前期主要進(jìn)行場內(nèi)道路開挖與覆蓋層剝離，并在2003年1月大壩填筑開始前完成50萬m3的大壩主堆石區(qū)填筑儲備料和20萬m3的大壩次堆石區(qū)料運(yùn)水文站1#、2#中轉(zhuǎn)料場及大坪料場儲備，主開采期自2003年1月開始，料場的高峰開采強(qiáng)度綜合考慮了儲備料的調(diào)節(jié)作用、高峰強(qiáng)度的不均系數(shù)、自然方與壓實(shí)方的換算系數(shù)等多種因素，月開采強(qiáng)度約為50萬m3/月，主料場開采高程范圍為10301320m，長約1500m，料場開采規(guī)劃布置五層道路，分別從8#公路插到1060、1120、1170、1220、1280m五個高程點(diǎn)，分五個子料場同時組織開采，開采順序從山嘴處向里推進(jìn)，施工道路布置詳見尖尖山料場施工道路布置示意圖（ZPP/IC1-25）。二、中轉(zhuǎn)儲備料場規(guī)劃根據(jù)土石方平衡規(guī)劃及施工總進(jìn)度計劃安排：本工程前期開挖不能直接上壩填筑的可利用石料總量約有35.5萬m3，主料場開采儲備主堆石料50萬m3 ，用于次堆石區(qū)的風(fēng)化巖約20萬m3 ，中轉(zhuǎn)儲備料共計105.5萬m3 (自然方)，折合松方約為158萬m3，需設(shè)置中轉(zhuǎn)料場暫時儲存使用。中轉(zhuǎn)料場規(guī)劃六個，分別為大壩上游的青云坪堆渣場和侏羅壩堆渣場，大壩下游的水文站1#、2#堆渣場，大坪堆渣場，尖尖山主料場旁的堆渣場。青云坪堆渣場：位于庫區(qū)右岸，距壩址距離約1500m，可儲備容量較大，在庫區(qū)淹沒范圍內(nèi)，大壩上游各工作面的開挖可利用石料主要包括泄洪洞進(jìn)口、溢洪道上半段開挖的石料，不能直接上壩填筑的均儲存到該料場內(nèi)，壩基開挖用于壩前的輔助防滲料0.86萬m3也儲存在該料場內(nèi)，石料堆存分層進(jìn)行，每5m設(shè)一道3m寬的馬道。侏羅壩堆渣場：位于大壩上游側(cè)左岸A 區(qū)壓重體附近，緊臨左岸原成阿公路布置，規(guī)劃儲存容量5萬m3，主要考慮左壩肩開挖有用石料不能直接填筑A 區(qū)壓重體的料暫時儲存到該料場內(nèi)。水文站1#、2#堆渣場：位于大壩下游左岸側(cè)的8#公路邊，距壩址約600m，主要儲備尖尖山主料場開采備用主堆石料40萬m3，以削減主料場高峰期的開采強(qiáng)度及8#公路高峰期的運(yùn)輸強(qiáng)度。大坪堆渣場部分用于布置砂石、混凝土系統(tǒng)，剩余部分堆存30萬m3石料，其中10萬m3主堆石料，20萬m3次堆石料。尖尖山堆渣場：位于尖尖山主料場的下方8#公路邊，主要存放料場開挖棄渣料。中轉(zhuǎn)料場周圍設(shè)置良好的排水系統(tǒng)，并始終保持排水系統(tǒng)暢通，保證施工廢水、天然雨水不污染石料，料場周圍與其他施工布置臨近部位砌2m左右高的干徹石擋墻，避免石渣滾入影響其他施工設(shè)施的安全和保持道路暢通。三、不分類料場規(guī)劃不分料共需91.57萬m3，主要用于上游圍堰填筑50萬m3，下游圍堰填筑3.5萬m3，上游蓋重保護(hù)體填筑，上游圍堰及蓋重保護(hù)體填筑從青云坪和侏羅壩棄渣場開采，下游圍堰填筑利用主料場開挖的無用料。10.4料場開采的爆破工藝試驗(yàn)在大壩填筑料開采前56天，提交爆破試驗(yàn)方案，報工程師審查批準(zhǔn)，其試驗(yàn)內(nèi)容主要包括：不同的開采區(qū)域采取不同分區(qū)填筑料的鉆孔直徑、孔距、裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、起爆方式以及使用的火工材料品種等進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)地點(diǎn)在尖尖山料場內(nèi)，與料場的道路、覆蓋層開挖同步進(jìn)行，符合填筑要求的石料運(yùn)水文站1#料場儲備，通過爆破試驗(yàn)，檢測下列幾方面內(nèi)容。1、查爆破后的堆渣情況，測算堆渣的體積。拋擲距離、超大塊石的位置等，并檢查爆破巖體的完整性和穩(wěn)定性。2、對爆破石料進(jìn)行取樣篩分，每次試驗(yàn)選其獲得料的0.5%1%進(jìn)行篩分，統(tǒng)計篩分結(jié)果，根據(jù)篩分結(jié)果繪制顆粒級配曲線，驗(yàn)證其是否在設(shè)計規(guī)定的顆粒級配曲線的包絡(luò)范圍內(nèi)，否則要調(diào)整爆破參數(shù)，再作試驗(yàn)。3、結(jié)合現(xiàn)場的碾壓試驗(yàn)，檢驗(yàn)爆破試驗(yàn)料的壓實(shí)效果，對每次試驗(yàn)及爆坡設(shè)計參數(shù)及時進(jìn)行整理，試驗(yàn)完成后編寫試驗(yàn)成果報告報工程師審批。根據(jù)以往類似工程經(jīng)驗(yàn)，初擬的試驗(yàn)參數(shù)如下：(1)主、次堆石料的爆破參數(shù)為 孔徑 D=80mm 底盤抵抗線 W=2.02.5m 排距 b= 2.02.5m 孔深 h=1012m鉆孔傾角 =75°85°單位耗藥量 K=0.450.55kg/m3孔網(wǎng)布置形式 距形(2)過渡料的爆破參數(shù)為： 孔徑 D=80mm 底盤抵抗線 W=1.52.0m 排距 b=1.52.0m 孔深 1012m 鉆孔傾角 =75°85° 單位耗藥量 K=0.81.0kg/m3 孔網(wǎng)布置形式 梅花型一次試驗(yàn)爆破方量約30005000m3，每組試驗(yàn)必須進(jìn)行23次為宜，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，選取最優(yōu)的施工參數(shù)。10.5 壩料開采與加工10.5.1壩料開采的工藝流程 覆蓋層清除清理工作面棄渣場儲備料場風(fēng)化巖層開挖轉(zhuǎn)入下個循 環(huán)鉆 孔裝藥爆破裝 料對大塊石料破碎運(yùn) 料壩料填筑清理工作面 壩料開采的工藝流程框圖一、覆蓋層清除料場開挖前，先對料場進(jìn)行認(rèn)真復(fù)查，確定料場剝離層的厚度，覆蓋層剝離結(jié)合料場內(nèi)道路開挖自上而下進(jìn)行，采用手風(fēng)鉆結(jié)合潛孔鉆開挖，1m3反鏟挖掘機(jī)配合翻渣，裝載機(jī)裝32t自卸車運(yùn)尖尖山棄渣場堆放，若一次剝離達(dá)不到設(shè)計要求時，要求重新對料場進(jìn)行復(fù)探，確定設(shè)計剝離線重新剝離。二、風(fēng)化巖層開挖覆蓋層剝離達(dá)到設(shè)計次堆石區(qū)填筑料要求的風(fēng)化巖層后，對風(fēng)化巖層進(jìn)行單獨(dú)開挖，單獨(dú)儲存用于次堆石區(qū)填筑，開挖要求與主堆石料的開挖要求相同。三、鉆孔覆蓋層剝離干凈后，填筑料的采挖鉆孔以阿特拉斯液壓鉆打孔為主，潛孔鉆作為備用與輔助打孔設(shè)備每個工作面配置23臺，打孔順序按設(shè)計布孔要求從臺階邊緣開始，先鉆邊緣孔，后鉆中部孔，在鉆孔施工過程中，隨時掌握鉆孔的方向、角度及深度，單孔完成后及時進(jìn)行清孔，并對孔口進(jìn)行臨時堵塞，避免渣子掉入孔內(nèi)影響炮孔的有效深度。四、裝藥裝藥前先對炮孔進(jìn)行清理，采用裝藥機(jī)裝藥，為有效控制大塊石的數(shù)量，裝藥結(jié)構(gòu)采用孔間交錯間隔裝藥，每孔分23段間隔裝藥，相鄰孔之間的不裝藥部位相互交錯，爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計采用毫秒電雷管以毫秒級的時間間隔分段進(jìn)行順序起爆。孔口嚴(yán)格按爆破設(shè)計堵塞長度進(jìn)行堵塞。五、大塊石料二次解小裝料過程中，對超徑料在料場進(jìn)行二次解小，塊石料解小采用手風(fēng)鉆打孔，小藥量爆破解小。10.5.2主次堆石料開挖大壩填筑料開采按填筑區(qū)不同，主堆石區(qū)最大粒徑控制在80cm、次堆石區(qū)最大粒徑控制在100cm以內(nèi)，下游堆石區(qū)最大粒徑為100cm，料源規(guī)劃原則為：新鮮堅硬巖層應(yīng)首先滿足主堆石與下游堆石料需要，表層帶有弱風(fēng)化巖層及有地質(zhì)軟弱夾層巖石應(yīng)用到次堆石區(qū)。石料的開采制備方法主要采用阿特拉斯液壓鉆打孔，梯段微差爆破方法獲得，梯段開挖高度一般為10m，一次爆破方量約為2.03.0萬m3，爆破施工參數(shù)嚴(yán)格按經(jīng)工程師批準(zhǔn)的爆破試驗(yàn)參數(shù)施工。 料場開采過程中，及時對開挖邊坡進(jìn)行整治，撬除不穩(wěn)定巖體，并根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，采取噴錨支護(hù)手段對邊坡進(jìn)行加固處理，噴錨支護(hù)施工工藝與溢洪道邊坡支護(hù)施工相同，確保邊坡穩(wěn)定，料場出渣配PC-650和PC-400正鏟挖拙機(jī)裝32t和45t自卸車出碴，覆蓋層剝離的無用料運(yùn)尖尖山棄渣場棄渣，棄碴場按規(guī)劃分層棄倒壓實(shí)，并注意做好水土保持措施，大壩具備填筑條件以前的開挖料，運(yùn)水文站1#、2#堆料場儲存，儲量：主堆石料50萬m3，次堆石料20萬m3，大壩具備填筑以后，均考慮直接上壩填筑，盡可能減少二次倒運(yùn)量。10.5.3過渡層料開采過渡層料共需32.21萬m3(自然方)，其中4.5萬m3直接利用各洞室開挖的洞碴料，墊層料及混凝土骨料的加工料也按過渡料要求采挖，需55.3萬m3，共需開采83萬m3，過渡料及墊層料的加工料開采單獨(dú)安排一個工作臺面開挖，要求巖石新鮮堅硬，開采方法與主堆石料相同，采用微差擠壓梯段爆破開挖，一次爆破方量約為1.01.5萬m3，爆破參數(shù)嚴(yán)格按經(jīng)工程師批準(zhǔn)的爆破試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行。10.5.4墊層料加工墊層料從尖尖山料場開采新鮮巖石，經(jīng)砂石料生產(chǎn)系統(tǒng)加工、摻拌成符合墊層料要求的級配料。具體的生產(chǎn)工藝要求詳見第04章砂石混凝土系統(tǒng)。10.6 料場開采質(zhì)量安全保證措施一、質(zhì)量保證措施1、料場開采前，先對現(xiàn)場進(jìn)行適量的爆破試驗(yàn)，優(yōu)選爆破方式和參數(shù)，確定對施工切實(shí)可行的施工參數(shù)。2、料場開挖必須嚴(yán)格按開挖爆破試驗(yàn)參數(shù)組織施工，并根據(jù)不同的巖層特性適當(dāng)調(diào)整，確保開挖料符合壩體填筑質(zhì)量要求。3、開挖的超徑料應(yīng)及時在料場解小，裝料過程中，應(yīng)剔除超徑塊石，避免不合格料上壩影響大壩施工進(jìn)度。4、每次爆破后，均必須及時對料源進(jìn)行顆粒級配情況取樣分析，若級配情況不好，應(yīng)查明原因，并調(diào)整開挖爆破參數(shù)報工程師批準(zhǔn)。5、面填筑區(qū)應(yīng)保持干凈，及時清除施工機(jī)械上夾帶的泥土，防止料源污染。6、料場開采中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量較次的料或巖石中有過多泥層時，應(yīng)經(jīng)過試驗(yàn)論證達(dá)到填筑要求后，經(jīng)工程師同意后用于次要部位。二、安全保證措施1. 開挖放炮必須定時進(jìn)行，撤離禁戒區(qū)內(nèi)所有人員，施工機(jī)械設(shè)備不便撤離的應(yīng)做好防護(hù)措施。2. 開挖布孔注意控制掌子面方向，控制飛石。3. 在料場下部合適地段設(shè)置積碴槽和擋碴坎，防止碴體滾入河谷危及下部工作面的施工安全。4. 監(jiān)測料場高邊坡的開挖震動波速，臨近高邊坡面采用減振孔、控制一次性爆破用藥量等手段，使開挖震動波速嚴(yán)格控制在設(shè)計允許的范圍內(nèi)，并密切注意邊坡穩(wěn)定情況，采取相應(yīng)的支護(hù)手段。10.7 主要施工機(jī)械設(shè)備與勞動力一、施工機(jī)械設(shè)備料場開挖設(shè)備需要量表 表10-7-1 序號機(jī) 械 設(shè) 備 名 稱規(guī) 格 型 號單 位數(shù) 量計劃使用時間1液壓鉆機(jī)ROC742HC臺82002.82005.92履帶式潛孔鉆CM351臺32002.82005.93潛孔鉆YQ100B臺82002.82005.94 手風(fēng)鉆YTP-26臺152002.82005.95壓風(fēng)機(jī)L-20/7 20m3/min臺32002.82005.96壓風(fēng)機(jī)VHP600E 17m3/min臺32002.82005.97壓風(fēng)機(jī)VY9-7 9m3/min臺22002.82005.9說明:料場裝料、運(yùn)輸設(shè)備統(tǒng)計在大壩填筑設(shè)備表中二、勞動力需要量表 序號工 種人 數(shù)主 要 工 程 內(nèi) 容1液壓鉆駕駛員25液壓鉆駕駛2風(fēng)鉆工30潛孔鉆、手風(fēng)鉆操作3壓風(fēng)工10壓風(fēng)機(jī)運(yùn)行4炮工20裝藥、爆破5配合人員40工作面施工配合合 計125- 151 -