某石料场开采规划9.docx

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某石料场开采规划9

XXX水电站首部枢纽工程

（合同编号：

xxxx）

砂石料开采规划

批准：

审核：

校核：

编制：

XXXXX

2017年9月

1.综合说明

1.1工程概况

XXX水电站首部枢纽位于XXX境内，是XX河干流乡城、得荣段“一库六级”梯级开发方案中的“龙头水库”电站，下游为XX水电站。

工程采用混合式开发，拦河大坝位于擦XXX下游约620m处，厂址位于XXX附近XXX左岸山体中。

枢纽主要建筑物由面板堆石坝、溢洪洞、放空洞、坝后生态机组、引水隧洞及地下厂房系统等组成。

XXX干流河段坝址控制集水面积3089万km2，坝址多年平均流量43.4m3/s，电站引用流量87.8m3/s，水库正常蓄水位3398m，相应库容为2.396亿m3，总库容为2.458亿m3，死水位3320m，调节库容22276万m3，具年调节能力。

主体电站装机容量为3×67MW，生态机组装机容量为1×4.4MW（低水头时段运行1×2.6MW机组），总装机容量205.4MW，多年平均年发电量8.078亿kW·h。

拦河大坝为混凝土面板堆石坝，平面大坝轴线呈直线，走向为N80°23′17″E。

水库正常蓄水位3398.00m，校核洪水位3399.16m，坝顶高程3402.00m，趾板最低建基面高程3263.00m，最大坝高139.0m，坝顶长313.16m，宽10.0m，坝顶上游侧设置L型防浪墙，墙高3.7m，墙顶高程3403.20m。

面板堆石坝坝体从上游到下游依次由上游石渣压坡盖重体、粉质粘土铺盖（粉煤灰层）、趾板、防渗面板、垫层、过渡层、大坝上游堆石体（含特别碾压区）、大坝下游堆石体、干砌石护坡和位于坝基面的反滤层等组成。

坝基河床覆盖层趾板及趾板下游1/3坝高范围内的覆盖层挖除，使趾板置于基岩上；对下游2/3坝高范围漂卵砾石保留作为坝体一部分。

面板坝上游坝坡1:

1.4；下游坝坡设上坝交通公路以及放空洞交通洞连接，坝坡在公路之上为1:

1.4，公路之下为1:

1.25，公路宽8m，高差107m，坡度采用9%；计入公路宽度后下游综合坝坡约为1:

1.56。

上游坝面为钢筋混凝土防渗面板，面板厚度0.3~0.73m。

上游坝坡高程3321.00m以下设置粉质粘土铺盖和石渣压坡盖重。

下游坝坡在2/3坝高以上采用土工格栅固坡，表面砌筑厚度1m的干砌块石。

1.2料场简介

根据招标文件，为满足本工程大坝填筑料及本标骨料场的需要，业主方提供了XXX块石料场、XXX天然砂砾石料场、土料场及渣场回采料场。

（1）XXX左岸筑坝块石料场

XXX左岸筑坝块石料场位于坝址上游XXX左岸，邓波沟口左侧，距坝址约2.1km，料场为呈圆弧状凸向XXX的缓坡台地地貌，两侧基岩大多裸露，自然坡度一般40~50°，缓坡台地顺层面微倾向XXX，自然坡度5~15°，表部覆盖层厚一般2~6m。

南西侧坡脚有宽敞的堆料区。

料场顺河长约480m，横河宽430m，以开采高程3315~3465m计，料场有用储量约1407万m³，无用层体积约56万m³。

料场岩石为三叠系上统拉纳山组下段（T311）变质砂岩夹板岩，板岩主要为砂质板岩，约占7~9%。

岩层产状N40~75°E/NW∠23~32°，岩石风化微弱，强卸荷水平深度8~16m，弱卸荷水平深度17.5~28.5m。

变质砂岩单层厚度一般0.4~0.6m，板岩厚一般0.05~0.2m，局部砂质板岩与变质砂岩呈薄层状互层，纹理发育。

除层面裂隙外，岩体中裂隙主要发育2组：

①N35~55°E/SE∠55~65°，②N50~70°W/SW∠50~60°。

根据试验结果，变质砂岩单轴湿抗压强度65.8~96.3Mpa，干密度2.67~2.73g/cm3，饱和吸水率0.21～0.34%，质量满足筑坝块石料的技术要求。

砂质板岩单轴湿抗压强度64～77MPa，量基本满足筑坝块石料的技术要求。

内侧开挖边坡走向约N57ºE，倾向NW，变质砂岩以中厚层状为主，倾角23～32º，层面走向与开挖边坡走向近一致，岩体中发育的第①组裂隙走向与开挖边坡走向近于平行或小角度相交，倾向相反，第②组裂隙与开挖边坡走向大角度相交。

岩体强卸荷水平深度8～16m，弱卸荷水平深度17.5～28.5m，卸荷带内裂隙多松弛，张开。

施工开挖边坡总体稳定，受节理不利组合影响，局部存在出现掉块和小规模滑塌等，应采取必要的工程处理措施。

（2）XXX天然砂砾石料场

XXX天然砂砾石料场：

XXX天然砂砾石料场位于坝址上游约1.4km。

料场顺河长约300m，平均宽约95m，产地面积约2.8万m2。

地面高程3249.7～3293.4m，枯水期高出河水面5.5～6.0m。

料场剥离量约6.67万m3，有用层储量约14.2万m3，其中水上储量6.757万m3，净砾石储量11.0万m3，净砂储量4.5万m3。

主要提供砂石骨料场骨料料源。

（3）土料场

根据招投标文件土料场位于上坝址左岸（3#桥附近台地上），距坝址约0.9km。

料场地势较平缓，面积约2.5万m2，无用层平均厚约2m，无用层储量约5万m3，有用层厚约7m，有用储量约17.5万m3。

（4）渣场回采料场

渣场回采料场：

渣场回采包含1#渣场回采及2#渣场回采，其中1#渣场主要堆存坝肩开挖料及坝轴线上游洞室洞挖料，2#渣场主要堆存坝轴线下游洞室洞挖料。

1.3编制依据和原则

1.3.1编制依据

（1）根据《四川省XXXXXX水电站首部枢纽首部枢纽工程施工标施工招投标文件》合同编号：

XXX、合同及澄清通知；

（2）工程现场实际情况；

（3）已下发的施工图纸；

（4）与本标工程施工相关的现行规范及规定；

（5）我公司已承建类似工程的成功施工经验。

1.3.2编制原则

（1）全面响应合同文件要求，在工期上满足控制性进度要求，在施工布置上充分利用业主指定的施工场地；

（2）充分利用我公司现有的机械设备，配备满足施工强度要求的土石方开挖、混凝土浇筑的设备，并考虑设备的备用和有一定的富裕量；

（3）选择较为先进的施工方案与工艺，满足混凝土施工内部与外观质量要求；

（4）配备满足现场施工的测量、试验仪器，建立相应规模的现场试验室，配备相应资质的试验人员，以满足现场试验与质量控制要求。

2.料场开采方案

2.1石料厂开采规划

2.1.1砂石料需求量

2.1.1.1砂石骨料

根据招标文件，本标砂石厂原料采用XXX天然砂砾石料场及XXX左岸筑坝块石料场提供。

根据合同清单，本标工程各级配浇筑混凝土约18.9万m³，喷混凝土4.1万m³，砂浆0.66万m³，共需砂石骨料约26万m³。

另须提供其他标段砂石骨料2万m³，大坝垫层料、特殊垫层料9.4万m³，合计需砂石骨料37.4万m³。

考虑20%生产损耗系数，共需砂石原料44.88万m³。

其中XXX天然砂砾石料场有用层储量约14.2万m3，净砾石储量11.0万m3，净砂储量4.5万m3。

其余砂石原料由XXX左岸筑坝块石料场提供。

2.1.1.2大坝填筑料

根据招标文件，大坝填筑料主要分为上游铺盖区、盖重区、垫层区、特殊垫层区、过渡料区、上游堆石区、下游堆石区、坝顶堆石区、下游砌石区等，料源情况见表2.1-1。

表2.1-1大坝坝体填筑料料源规划情况统计表

序号

项目

单位

工程量

最大粒径要求（cm）

原料规划

备注

1

粉质粘土铺盖

m3

86255

土料场

2

土石回填

m3

1800

渣场回采

3

粉煤灰（火山灰微粉）（火山灰微粉）填筑

m3

8980

外购

4

堆石料3B填筑

m3

2212760

80

XXX块石料场

5

堆石料3C1填筑

m3

317230

80

XXX块石料场

6

堆石料3C2填筑

m3

668510

60

1#渣场坝区开采及洞渣料回采

7

过渡料填筑

m3

150024

30

洞渣回采

8

垫层料填筑

m3

90657

10

砂石厂加工

9

特殊垫层料填筑

m3

3784

4

砂石厂加工

10

反滤料填筑

m3

88950

30

洞渣轧制、回采

11

上游压坡盖重料填筑

m3

117550

12

路基碎石垫层填筑

m3

1095

15

XXX块石料场，砂石厂加工

2.1.2XXX左岸筑坝块石料场开采

2.1.2.1石料场开采工程量

（1）实际需求开采量

依据土石方调配平衡及料源规划，XXX左岸筑坝块石料场主要提供大坝坝体垫层料、特殊垫层料、上游堆石区、下游堆石区（C1）填筑料体，另需提供砂石骨料场骨料料源。

表2.1-2XXX左岸筑坝块石料场实际需求工程量

序号

开挖项目

实际开挖量/万m3

备注

1

无用层开挖

29.9

2

堆石料3B填筑

221.28

3

堆石料3C1填筑

31.72

4

砂石骨料料源

34.87

合计

317.77

（2）料场储量

根据招标文件，料场有用储量约1407万m3，无用层体积约56万m3。

（3）料场规划

根据招标文件，料场终采高程确定为EL.3320m，料场总开采量411.84万m³，其中有用料381.94万m³，无用料29.9万m³，料场月开采强度27.6万m³。

料场EL.3400m以上边坡坡比1:

0.75，EL.3400m以下边坡坡比1:

0.5。

料场采用20m高度进行分层，EL.3420m以下边坡采用3m宽马道，EL.3420m及以上边坡采用6m宽马道，覆盖层设置10米宽马道。

分马道开挖工程量祥见表7.3-4。

表2.1-3XXX左岸筑坝块石料场储量计算表

开采范围

（m）

平均面积

（万m2）

层高

（m）

总储量

剥离料储量

有用料净储量

总储量

（万m3）

累计储量

（万m3）

剥离料储量（万m3）

累计剥离料（万m3）

有用料储量（万m3）

累计有用料储量

（万m3）

3320~3340

5.67

20

113.36

113.36

6.52

6.52

106.84

106.84

3340~3360

4.85

20

96.96

210.32

5.99

12.51

90.97

197.81

3360~3380

3.99

20

79.88

290.19

5.3

17.80

74.58

272.39

3380~3400

2.91

20

58.3

348.49

4.59

22.40

53.71

326.09

3400~3420

1.88

20

37.66

386.15

3.71

26.10

33.95

360.05

3420~3440

0.98

20

19.63

405.78

2.7

28.80

16.93

376.98

3440~3460

0.3

20

6.06

411.84

1.11

29.90

4.95

381.94

2.1.2.2料场开采强度及开采设备配置

（1）料场开采强渡

根据总进度计划，XXX左岸筑坝块石料场提供大坝填筑料高峰月为2018年5月，需提供填筑料25.1万m³，考虑1.2的备料系数，料场开采高峰强度30.12万m³。

（2）料场开采设备

1）钻爆设备

根据《水利水电工程施工组织设计守则》，L=Q/q′，其中L为岩石开挖量为Q时需要的钻孔总进尺，Q为开挖强度，q′为每米钻孔爆破石方量，查表得q′=13.5。

每月按照25天，每天2.5个台班计算，故Q=301200÷25÷2=6024m3/班。

故L=6024÷13.5=446m/班。

施工中采用ROCD9履带式液压钻机进行爆孔造孔，在变质砂岩中，ROCD9钻孔生产率约为117m/班，故需ROCD9履带式液压钻机4台。

考虑高原地区1.4设备保障系数，需要ROCD9履带式液压钻机5台。

根据施工经验，ROCD9履带式液压钻机单台月强度约7万m3，反算5台ROCD9履带式液压钻机生产能力为35万m³，同样满足开挖月高峰强度要求。

2）运输设备

块石场开采设备主要采用25t自卸汽车，载重约16m³，车速按20km/h考虑，工作条件系数取0.8。

20t自卸汽车运输生产率

=20.4m³/h，式中：

P—汽车运输能力，m³/h； 

V—每工作循环载运量，15m³；

—时间利用系数，按0.85计算；

T—工作循环时间，约为40min。

开采强度按照700m³/h，施工中配置33台25t自卸汽车（3台备用）进行块石料场运输。

3）开采设备

块石料开采主要考虑3.0m3、1.6m3挖掘机进行，实用生产率计算公式为

。

式中：

P——生产率，m3/h； 

q——铲斗容量，m3；  

T——工作循环时间，s；   

Kch——铲斗装满系数；  

Ke——土壤可松系数；

Kt——时间利用系数    

Kz——校正系数。

表2.1-4装载设备生产率

设备名称

铲斗容量（m3）

循环时间T（s）

装满系数Kch

可松系数Ke

时间利用Kt

校正系数Kz

小时生产率P（m3/h）

3.0m3液压反铲

3.0

40

0.8

0.85

0.8

0.9

132

1.6m3液压反铲

1.6

40

0.8

0.85

0.8

0.9

70

开采强度按照700m³/h，施工中配置4台3.2m3液压反铲、3台1.6m3液压反铲进行块石料场开采。

（3）料场防护设备

根据招标文件，料场防护主要为坡顶截水沟及边坡锚喷支护。

施工过程中，考虑10米一层进行料场开挖，其中喷混凝土每层平均强度355m³/层，锚杆支护强度896根/层。

施工中配置4把YT-28手风钻及1台TK500喷浆机满足料场支护强度，考虑高原损耗及设备储备，配置6把YT-28手风钻及2台TK500进行料场支护。

2.1.2.3施工布置

（1）施工场地布置

业主方为本合同工程共提供了4块施工场地，其中大坝上游3块，下游1块，可用于布置本标的生产生活设施和施工辅助企业。

另外提供了两个渣场，大坝上游和下游各1个。

石料场开采营地布置在1#生产区；开采的覆盖层及无用料分区域弃置在1#渣场（1区）。

详附件1：

平面布置图。

（2）施工道路布置

XXX块石料场施工道路主要采用1#道路引入，新建3条施工道路进行料场开挖：

LC-1#公路：

自1#施工道路引入，沿原始边坡爬升至料场3420高程。

道路全长910m，道路宽度8~10m，道路平均纵坡8%。

LC-2#公路：

自LC-1#施工道路引入，沿原始边坡爬升至料场3380高程。

道路全长240m，道路宽度5~6m，道路平均纵坡5%。

LC-3#公路：

自1#施工道路引入，沿砂石场至石料场3340高程。

道路全长450m，道路宽度8~10m，道路平均纵坡4%。

（3）施工供风布置

料场内梯段爆破采用露天D9液压钻机进行造孔，边坡支护、超径石二次爆破、台阶水平光爆施工采用集中供风站供风。

其中边坡支护配置4把YT-28手风钻及1台TK500喷浆，超径石二次爆破配置2～3把YT-28手风钻，台阶水平光爆采用2～3台YT-28手风钻。

料场配置8台YT-28气腿式手风钻（耗风量2.6～3.5m³/min×台）同时施工，耗风量取18m³/min。

支护1台TK500砼喷射机，耗风量为7～8m³/min。

故钻孔施工用风需求量大于支护施工，用风计算按YT-28气腿式手风钻造孔进行计算。

洞内用风量计算如下：

∑Q=∑N×q×K₁×K₂×K₃×K4

式中∑Q—同时工作的钻孔等机具总耗风量，m³/min；

N—同时工作的同类型钻孔等机具数量；

q—每台钻孔等机具的耗风量，取3m³/min；

K₁—同时工作折减系数，取1；

K₂—机具损耗系数，钻孔机具取1.1；

K₃—管路损耗系数，取1.10

K₃—高原损耗系数，取1.20

料场用风量∑Q=36m³/min。

料场供风采用柴油空压机供风，根据计算的用风量，共需3台12m³/min的柴油空压机。

（4）施工供电布置

料场开挖施工用电主要为抽水及照明用电，供电采用2#生产区4#变电站引入。

（5）施工供水布置

石料场施工用水主要为边坡支护和施工道路养护用水，在料场开采范围内机动布置5m3移动式钢制水箱为边坡支护供水，由洒水车向钢制水箱供水。

施工道路养护直接采用洒水车洒水养护。

（6）截排水布置

料场顶部开采前在开采区外离开采边线3～5m处布置永久性截水沟，截水沟为梯形断面，底宽1446mm，深1000mm，；沿施工道路迎水侧布置排水沟，沟底宽40cm，沟深50cm。

开采作业面保持向外倾斜的坡势，以利作业面自流排水。

雨季期间，地表水通过截排水沟及作业面自流引出作业区外。

在作业区，临时开挖一些小排水沟，保证开采旱地作业。

2.1.2.4料场开采布置

XXX料场开采高程在3315m～3460m，采区长约为240m～480m，最大开采宽度约190m。

按“分区、分块，自上而下”的原则开采，每个工作面按40～50m×25.0～30.0m（长×宽），每个作业面的开采钻爆采用1～2台ROCD9履带式液压钻机进行爆孔造孔，台阶水平光爆采用2～3台手持式汽腿钻机。

每个作业面布置1台3m3液压反铲或1～2台1.6m3反铲挖装，25t自卸汽车运输。

采场各台阶同步下降，每层次开采厚度按10m分层施工，一次爆破开采的规模可控制在1.0～1.5万m3，为了保证开采石料粒经的均匀性，更好地满足大坝填筑石料的粒经级配曲线，在开采施工中，采用先进的ROCD9履带式液压钻机进行爆孔造孔，采取小孔距，大排距的钻孔方式，并采用人工配合机械装药和采用非电毫秒雷管网络的方式进行全耦合连续装药，深孔微差挤压爆破，既降低作业人员的劳动强度和生产成本，又可提高工作效率和机械化作业程度，且可大幅度地减少二次解炮率和加快开采施工进度。

2.1.2.5料场开采施工

（1）施工准备及场地清理

1）测量放样

安排具有一级资质的测量人员，由经验丰富的测量工程师担任队长，负责本标段的测量放样任务。

采用GPS进行放样，现场放样采用放样单进行放样交底，计算机校核测量网点，对现场测控网加密。

边坡钻爆前，均需进行边线检查，合格后方进行下一台阶施工。

2）场地清理

开挖区边线放样后，采用人工配合挖掘机对开挖范围内的无用料、植物、杂草、灌木、弃料、有害物等进行全面清理，清理范围按照设计要求进行确定，并按监理人指定的方法进行处理。

①施工准备：

设备进场后，先人工施工开挖区外截水沟和开挖区内排水沟，再人工配合反铲或推土机分段清理表层植被，再形成主干道至各层开采的施工便道，准备工作完成后开始石料的开采。

②植被清理：

料场的树木、灌木及杂草等植被清理采用人工砍伐清理。

有用的树木按照发包人或工程师指示的地点进行堆放，无用的灌木及杂草等植被清理出来后，按照监理人的指令集中堆放焚烧，焚烧场地周围必须形成隔离带，并配置专用灭火设备，焚烧过程中派专人守护。

（2）覆盖层剥离

料场覆盖层包括土方、堆积体和风化岩体、孤石等。

首先将开采范围的轮廓线由测量定位，在上开口轮廓线以上清出2m宽范围内的覆盖层形成平台，并将2m以外山坡上的危石清除。

由上而下采用人工配合1.6m3反铲和手风钻爆破进行表土和覆盖层剥离，直接用25t自卸汽车运输，料场覆盖层直接运输至1#渣场堆存。

如在施工过程中料场占用耕地，待采石场开挖至终采平台后，再将可用于耕植的土料运回到料场，回填摊铺或还田复耕。

因地形影响暂无法剥离的局部地方，待逐层开挖到相应分层时，首先将其完全剥离至可用层，再进行可用层开采。

土方边坡开挖接近设计坡面时，按设计边坡预留0.2～0.3m厚度的削坡余量，再人工修整，至设计要求的坡度和平整度。

雨天施工时，施工台阶略向外倾斜，以利排水。

在开挖施工过程中，根据施工需要，经常检测边坡设计控制点、线和高程，以指导施工，并在边坡地质条件较差部位设置变形观测点，定时观测边坡变形情况，如出现异常，立即向监理人和发包人报告并采取应急处理措施。

（3）无用料剥离

开采施工中遵守“先剥离，后开采”的开采程序。

开采层中遇到断层破碎带，根据其出露情况，平行开挖作业面的可先将其破碎带钻爆挖除后再开采有用料，垂直作业面的将作业面分为两个作业面，先开采有用料，再挖除破碎带，以保证有用料充分利用，并控制好料源质量。

料场无用料运输至1#弃渣场。

边坡预裂及梯段爆破采用ROCD9履带式潜孔钻机，台阶水平光爆采用2～3台YT-28手风钻。

剥离料以3m3液压反铲为主挖装，辅以1.6m3反铲；地质缺陷的清理开挖主要以1.6m3反铲为主挖装，25t自卸汽车运输，3m³装载机辅助。

（4）有用料开采

1）施工程序

料场开挖自上而下以10m为一梯段高度进行开采（局部岩层较薄部位视岩层厚度适当调整）。

工作面场地平整后以10m作为爆破梯段台阶与场内临时道路接合。

石料钻爆开采施工程序为：

施工准备→修筑施工便道→风、水、电安装→覆盖层剥离→测量放样→工作面清理→台阶钻爆→石料挖运。

靠近边坡、马道钻爆施工程序：

测量放样→工作面清理→边坡预裂钻爆→台阶梯段钻爆→马道水平光爆→石料挖运。

料场总体施工程序见图2.1-5。

2）深孔梯段钻爆

石料开采前，根据大坝石料级配的技术要求，进行相应规模的爆破试验，试验内容包括钻孔布置、装药结构、炸药单耗、石料粒径级配曲线等，并根据试验结果提交可行性报告。

爆破试验见表2.1.6。

表2.1.6石料开采爆破试验参数表

试验

科目

钻机

名称

孔径mm

孔距/m

孔深/m

超深/m

炸药品种

单耗/kg.m3

装药结构

堆石料

ROCD9

105

3.1～3.2

11

1

铵油炸药、2#岩石炸药

0.56

全耦合

预裂爆破钻爆

ROCD9

76

0.75

9.5

预留0.5m

32mm乳化炸药

415～527g/m

不耦合间隔线装药

爆破后进行取样筛分，得出的石料级配包络曲线在有偏离时，在此基础上调整爆破参数，做进一步的爆破试验，直至找出合理的、满足爆破石料级配曲线要求的爆破参数。

3）预裂爆破施工

石料场开挖边坡最大高度140余米，在边坡开挖施工中采用预裂爆破技术，选用ROCD9履带式潜孔钻机造孔，孔径φ76mm，预裂孔间距0.75m。

钻孔深度距马道高程预留0.5m保护层控制。

3.0m宽的梯段马道采取水平光面爆破。

边坡及水平光面爆破选用φ32mm的乳化炸药，采用不耦合空气间隔装药结构，线装药密度根据爆破试验确定。

预裂爆破起爆网络采用非电导爆系统，导爆索传爆，预裂爆破采用一个单独的起爆网络，在梯段爆破前实施。

4）石料挖装与运输

料场的石料主要采用3.0m3液压反铲和1.6m3反铲挖装，再辅配以少量3m3装载机清理、装渣。

石料运输采用25t自卸汽车。

根据上坝填筑的时段和强度，调整挖装及运输设备。

不合格的超径石料用3m3挖掘机选挑出来搁置一旁，待用手风钻钻孔采用浅孔爆破方法解小后再运至大坝后坡块石护坡施工部位。

5）开采质量控制措施

①严格按发包人及监理人批准的爆破设计（经爆破试验确认）进行钻爆作业，以满足上坝料的要求。

②挖装设备操作人员配发坝料装车明白卡，保障坝料挖装质量符合设计指标要求。

③有用料和弃料分开装运，运输车辆相对固定并编号，做上明显的标志，料场出口设坝料质量