水布垭面板堆石坝填筑料开采爆破试验
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炸药类型
孔径
料
量(m3)
(m) (m) (m)
(m)
(kg/m3) (m)
(m)
(mm)
7
公山包 ⅢA
4100
22
4.9 2.5 3.5 12.6
0.88
3
0.6 混装车乳化 115
9
公山包 ⅢA
2620
22
3.8 3.3 3.3
11
0.85
3
0.6 混装车乳化 115
14
公山包 ⅢA
6700
45
3.5 3.4
从筛分资料的回归分析来看，Ros－Ram 分布曲线是与爆破料的实际筛分曲线相适应的，相关系 数达到 0.9898～0.9983。Kuz－Ram 关于特征粒径和均匀系数的预测模型与实际情况相差较大，没有 明显的相关性。
试验由长江勘测规划设计研究院、葛洲坝集团清江施工局、武警水电一总队、清江水布垭建设
公司、华咨公司水布垭监理中心、水利水电爆破咨询服务部组成的试验组进行。从 2002 年 9 月开始，
至 2003 年 3 月现场试验工作完成，共进行了ⅢA、ⅢB、ⅢD 料爆破试验 17 次，总计爆破方量 85,332m3。
0.54
3.5 0.8
散装铵梯
140
8
桥沟
ⅢB
14010
37
5.2 4.2 4.5 17.7
0.57 3.49 0.8
散装铵梯
140
10
溢洪道 ⅢB
3500
15
5
3.5 3.5 14.1
0.55
3.8 0.8 混装车乳化 115
16
溢洪道 ⅢB
1960
21
4
3.5
3
6.7
0.52
3
0.6 混装车乳化 105
电雷管起爆网络价格便宜，操作简便，但起爆规模不能太大；普通导爆管起爆网络安全性好， 操作方便，起爆规模不受网络本身的限制；高精度导爆管＋起爆弹起爆网络是一种新型的起爆网络， 其延期误差可控制在 1ms，其网路接线原理简洁，特别适合于大规模、孔数多的爆破施工。
采用的钻孔设备钻孔直径 90～150mm。从钻爆效率来看，在料场采用较大的钻孔直径 140～150mm 是合适的。对溢洪道及庙包的建筑物开挖区域，采用 90～115mm 可以减少振动破坏。
开采爆破的单位耗药量是爆破的最重要的参数，从试验可以看出单耗的大小对爆破料的特征粒 径、均匀系数影响最大，同时也对超径石的产生、爆破安全有重要的影响。以下的单耗标准分析认 为是可以基本上满足设计的包络线要求。公山包料场（混装车乳化炸药）ⅢA 料 0.90kg/m3、ⅢB 料 0.65kg/m3；桥沟料场（散装铵梯油炸药）ⅢA 料 0.78kg/m3、ⅢB 料 0.60kg/m3；溢洪道（混装车乳 化炸药）ⅢB 料 0.60kg/m3；庙包（散装铵梯油炸药）ⅢD 料 0.46kg/m3。
炮孔堵塞一般采用黄泥和钻孔渣料封堵，试验中还进行了一次（7 号试验）速凝混凝土封堵试 验。试验采用的堵塞长度为 2.0～4.4m，一般为药卷直径的 25 倍。为了减少超径石，应在安全的条 件下尽量减少堵塞长度。堵塞长度大于 2m 的部分可采用小直径的破碎药包延长，以增加表层的破碎。
2.6. Ros-Ram 分布、Kuz-Ram 模型和块度预测
1. 概述
1.1. 工程概况
清江水布垭水利枢纽位于清江中游河段巴东县境内，下距隔河岩水利枢纽 92km，上距恩施市
117km，为清江干流三个梯级开发的龙头电站。枢纽正常蓄水位 400m，总库容 45.80 亿 m3，电站装
机容量为 1600MW。水布垭水利枢纽主要建筑物为混凝土面板堆石坝、溢洪道、地下式电站厂房、放
9.5
2
130
17
7.65
1
110
16
6.88
Cc
1.3 1.24 1.96 1.05 1.11
1.11 0.84 1.96 2.19
1 0.88 1.04 1.18
1.15
P5(%)
6.1 6.46 9.95 5.67 2.51
3.63 4.25 6.95 13.64 1.67 6.35 4.6 3.99
茅口组和栖霞组硬岩
2.18
19.6 800 4～15 ＜5
ⅢC
次堆石区
470.58
栖霞组混合料
2.15
20.7 800
≤5
ⅢD 下游堆石区
172.66
栖霞组硬岩
2.10
22.5 1600
＜5
ⅠA
粉细砂
4.97
粉细砂
ⅠB
压重区
56.99
开挖料
护坡块石
13.45
合计
1525.95
1.2. 地质条件
爆破试验共在 4 个区域内进行，包括右岸公山包料场、左岸桥沟料场、溢洪道泄槽段和右坝肩
爆破试验参数见表－2。试验料筛分共进行了 14 场，筛分 38 组，总筛分量 661,273kg。筛分成果见
1
表－3。爆破试验料进行了 5 场碾压试验，其中ⅢA 料 1 场、ⅢB 料 2 场、ⅢD 料 2 场。
表－2
爆破试验参数简要统计表
序号
位置
填筑 爆破方 孔数 孔距 排距 前排 梯段高 单耗
堵长 超钻
0.45 2.27 0.6 Φ80mm乳化 100
12
庙包
ⅢD
2400
15
4.2 3.3 3.5 11.4
0.45
3.1 0.6
散装铵梯
105
13
庙包
ⅢD
4440
16
5.1 4.2
5
12.1
0.49
3
0.8
散装铵梯
140
3
桥沟
ⅢA
2650
68
2.5 1.6 2.5
9.3
0.82
2.2 0.5 Φ70mm乳化
17
溢洪道 ⅢB
5832
41
4
3
2.5 10.8
0.58
2.5 0.6 混装车乳化 105
表－3
序号
位置
7
公山包
9
公山包
14
公山包
2
公山包
5
公山包
4
庙包
12
庙包
13
庙包
3
桥沟
11
桥沟
15
桥沟
1
桥沟
6
桥沟
8
桥沟
10
溢洪道
16
溢洪道
17
溢洪道
填筑料
ⅢA ⅢA ⅢA ⅢB ⅢB ⅢD ⅢD ⅢD ⅢA ⅢA ⅢA ⅢB ⅢB ⅢB ⅢB ⅢB ⅢB
为 3.5～4.2 条/m2。岩块强度变化在 27.5～163MPa，平均强度为 83.1MPa。溢洪道泄槽段开挖区内
岩体节理裂隙较其他试验区发育，岩体切割快度较小。右坝肩庙包开挖区岩体完整，呈青至青灰色。
1.3. 试验概况
高面板堆石坝建设成功的关键是控制堆石填筑坝体的变形，也就是控制填筑密实度和岩体强度。
90
11
桥沟
ⅢA
2500
35
3
2.5 2.5
9.4
0.59
2.3 0.6
散装铵梯
90
15
桥沟
ⅢA
4200
30
3.4
3
3.2 13.9
0.73
2
0.6
散装铵梯
105
1
桥沟
ⅢB
3200
44
3
2.5 2.1 10.1
0.45 2.53 0.5 Φ70mm乳化
90
6
桥沟
ⅢB
6449
17
5.2 4.2 4.5 17.3
161.2
n
备注
0.86 0.82 0.76 0.73 0.82
典型 典型
0.69 0.89 0.78 0.76 0.97 0.79 0.78 0.85
典型 典型 典型
0.86 典型
2
2. 爆破试验成果及分析
2.1. 炸药和起爆器材、钻孔设备
爆破试验采用了多种类型和规格的炸药作为主爆炸药进行。Φ70mm、Φ80mm 柱状 2 号岩石乳化 炸药：炮孔利用率较低，不能耦合装药。现场混装乳化炸药（炸药爆速为 4000m/s）：安全性好， 抗水性好，耦合装药炮孔利用率高。4 号岩石粉状铵梯油炸药：爆破威力较大，人工装药方便快捷， 耦合装药炮孔利用率高，爆破效果较好。但是其防水性能差，不能在雨天和水孔中装药。
空隧洞、渗控工程以及施工导流洞。
混凝土面板堆石坝坝顶高程 409.0m，坝轴线长 660.0m，最大坝高 237.0m，是世界同类型坝的
最高坝。坝体填筑量为 1525.95 万 m3，各分区填筑料技术要求见表－1。
表－1
坝体填筑工程量及技术要求表
分区
名称
工程量 （万 m3）
填料来源
干密度 孔隙率 （g/cm3） （%）
dmax (mm)
级配要求
＜5mm (%)
<1mm (%)
ⅡAA
小区料
2.4
茅口组灰岩人工轧制
40 35～60 5～10
ⅡA
垫层区
38.13
茅口组灰岩人工轧制
2.25
17.0
80 30～45 4～7
ⅢA
过渡区
67.55
洞挖硬岩料、茅口组灰岩料
2.20
18.8 300 20～30 ＜5
ⅢB
主堆石区
699.22
2.2. 爆破方式、规模
爆破试验全部采用毫秒微差爆破，包括排间和孔间两种方式。起爆顺序采用了“V”型起爆、斜 排起爆、直线起爆方式。还试验了前排压渣和不压渣的爆破方式。“V”型起爆、斜排起爆、直线起 爆方式均可以成功起爆，爆堆集中，差别不大。压渣爆破由于限制了岩体的抛掷和碰撞破碎，产生 较多的表面大块，而内部因炸药能量被限制而产生较多的破碎。
