連澤儉，韓凌杰，臧振濤

（1.水利部綜合事業(yè)局，北京 100000；2.浙江水院勘測設計研究有限公司，浙江 杭州 310018）

塊石護面結構因具有取材方便、成本低廉，規(guī)范中常將此類護面用于感潮河段護面、堤壩坡面等防護[1-3]。近年來，華東沿海海堤迎潮面的鎮(zhèn)壓平臺及其外坡面較多采用埋拋大塊石護面結構，但由于塊石多采用石質不規(guī)整的凝灰?guī)r，使得塊石間較難緊靠、砌筑質量參差不齊，每年臺汛期間都有不同程度的受損。溫州市甌飛圍墾工程堤線總長約36.66km，估算總投資273億元。該工程海堤迎潮面護面結構的扭王塊下墊層、鎮(zhèn)壓平臺及其外側采用塊石護面結構，其中扭王塊下墊層及鎮(zhèn)壓平臺塊石重量要求在800kg以上[2，3]。由于甌飛一期圍墾工程石料用量較大，料源選擇為霓嶼料場，為了了解料場石料質量、提高塊石出產(chǎn)率，現(xiàn)結合現(xiàn)場調查、爆破試驗等對該料場進行分析評估。

1 礦山概況

霓嶼料場位于浙江省洞頭縣城區(qū)北西295°方向，距洞頭縣城直線距離10km處的霓嶼鄉(xiāng)西岙山背，行政隸屬洞頭縣霓嶼鄉(xiāng)管轄，為溫州市甌飛一期圍墾工程的專供料場。在甌飛一期圍墾工程施工過程中發(fā)現(xiàn)，料場產(chǎn)出的800kg以上大塊石數(shù)量與質量不能滿足工程需求，為進一步摸清石料供需矛盾所在，擬對該礦山800kg以上大塊石的產(chǎn)量、質量以及工程實際需求進行重點調查研究，為優(yōu)化設計提供決策依據(jù)。

礦區(qū)礦體巖性單一，全強風化層薄，除表層有極弱的綠泥石化蝕變外無其它蝕變，斷裂、褶皺構造不發(fā)育，質量穩(wěn)定。礦體在空間形態(tài)上呈現(xiàn)為不規(guī)則楔形，而平面形態(tài)呈不規(guī)則矩形，東西長約1.5km，南北寬約700m，面積1.044 7km2。礦石巖性為深灰色流紋質晶屑凝灰?guī)r，風化程度為中風化。礦石天然抗壓強度（干燥狀態(tài)）108～250MPa，平均 165MPa，堅固性 1.5%，軟化系數(shù)0.82～0.88，平均0.85。根據(jù)浙江省國土資源廳頒發(fā)的采礦許可證核定的生產(chǎn)規(guī)模以及業(yè)主的委托，確定礦山開采規(guī)模為1 100萬m3/年?？紤]到礦山現(xiàn)有的設備、初期工作面的布置等因素，初期礦山的生產(chǎn)能力初步確定為600萬m3/年，隨著礦山基建的結束及工作面的展開，礦山的生產(chǎn)能力逐步達到采礦許可證規(guī)定的開采規(guī)模，即1 100萬m3/年。

2 提高塊石產(chǎn)出率技術措施

根據(jù)耿貴剛等人有關中深孔爆破的破巖機理分析可知，巖石破碎效果受巖石中裂紋的長度、密度以及裂紋間距等因素影響較大[4]，李梅等人為確定合理的爆破拆除方案和裝藥方式，降低其大塊率，提高其松散系數(shù)，利用ANSYS/LS-DYNA分析不同裝藥方式的爆破損傷，比較礦柱各水平截面及不同時刻的爆破損傷值，最終獲取爆破效果最佳方案[5]。在中深孔爆破中，影響爆破塊石出產(chǎn)率的主要因素包括地形地貌、巖石的物理特性、爆破孔間距及排距、炸藥用量以及裝藥方式等。因而，在實際料場爆破時，為了提高大塊石的產(chǎn)出率，可以通過調整爆破孔間距及排距、炸藥用量、裝藥方式等技術措施。具體包括：1）根據(jù)巖體裂隙走向適當調整臨空面。為增加爆破大塊率問題，選擇根據(jù)不同的巖層走向調整臨空面，盡量使臨空面與對爆破其主導作用的節(jié)理、裂隙、巖層走向平行。2）選擇合理的布孔形式。根據(jù)工程經(jīng)驗，采用矩形布孔，特別是方形布孔的方式，爆破后巖塊大塊率明顯較多。3）選擇合理的孔距和排距。根據(jù)工程塊石重量需求，適當增加排距、孔距，調整爆破系數(shù)，能有效地增加大塊石的出產(chǎn)率。4）選擇合理的堵塞長度。露天土石方爆破生產(chǎn)實踐證明，大塊50%以上來自臺階上部及坡面，適當?shù)脑黾佣氯L度，可明顯提高大塊率。5）選擇合理的炸藥單耗。適當?shù)慕档驼ㄋ巻魏?，會使大塊率明顯提高。6）選擇合理的裝藥結構。為了提高孔口上部大塊，采用連續(xù)裝藥結構，能使臺階上部爆能減少，大塊增加。7）選擇合理的起爆順序。采用排間順序起爆方式能夠減少塊石的自由面，減少破碎巖塊在拋擲過程中的碰撞，進而減少塊石破碎程度，提高大塊率。

3 現(xiàn)場爆破試驗

3.1 爆破試驗參數(shù)

根據(jù)工程實際情況，目前，大塊石需求強度及塊徑要求大幅度提高。料場常規(guī)爆破布孔參數(shù)中排數(shù)一般為3～5排，靠藥卷自重進行裝填，為提高大塊石產(chǎn)出率，項目部先后進行5次爆破試驗，并擬定排數(shù)不超過3排，輔以藥卷吊裝，5次爆破試驗參數(shù)如表1所示。

表1 爆破試驗參數(shù)表

3.2 爆破驗結果

5次爆破試驗結果如表2所示。

表2 爆破試驗結果 %

由表1及表2可知，5次爆破試驗主要采用不同的排距、增距、堵塞長度以及起爆方式等，從塊石出產(chǎn)率結果看，由于礦山節(jié)理發(fā)育等影響，100kg以上的塊石出產(chǎn)率最高為38.0%，平均為24.2%，800kg以上大塊石產(chǎn)出率最高為22.8%，平均為10.9%。

4 結語

根據(jù)甌飛一期圍墾工程海堤迎潮面護面結構的塊石需求，對霓嶼料場的料源情況進行調查，分析提高大塊石出產(chǎn)率的技術措施，并考慮爆破時炸藥的排距、增距、堵塞長度以及起爆方式等因素，進行5次現(xiàn)場爆破試驗，試驗結果顯示：受礦山節(jié)理發(fā)育等影響，100kg以上的塊石出產(chǎn)率最高為38.0%，平均為24.2%，800kg以上大塊石產(chǎn)出率最高為22.8%，平均為10.9%。進一步分析工程隊大塊石的產(chǎn)需關系，工程目前仍有22萬m3大塊石的缺口，占需要總量的42.3%。因此，為工程安全度汛，建議開展海堤迎潮面護面結構優(yōu)化試驗研究，以提高常規(guī)塊石（重量大于300kg）的利用率。