長河壩水電站壩肩明挖爆破作業程序控制

楊 多

(四川二灘國際工程咨詢有限責任公司，四川 成都 610072)

1 前 言

長河壩水電站壩址區出露巖體為套晉寧期-澄江期的侵入巖，巖性以花崗巖、閃長巖為主。壩址區右岸大壩以1 680m高程為界，以下為淺灰色、灰白色塊狀中粒黑云母花崗巖，以上為灰色石英閃長巖；左岸以淺灰色、灰白色塊狀花崗巖為主，夾少量灰色石英閃長巖和深灰色輝長巖團塊，該巖體致密性高、巖石堅硬。

長河壩水電站與構皮灘水電站壩肩開挖都屬于近300m的高邊坡梯段開挖，有許多近似之處，也有許多不同之處，但是，壩肩明挖爆破開挖的程序控制是一致的。

構皮灘水電站地處貴州卡斯特區域，圍巖屬脆性灰質巖，單軸抗壓強度不小于60GPa。在壩肩開挖過程中，對爆破的控制如下：

(1)爆前。①根據設計邊坡開挖要求，進行爆破設計。②確定預裂孔、緩沖孔、主爆孔的間排距、孔徑、孔深、孔斜、線表藥密度、填裝方式、堵孔長度、聯網形式、啟爆方式等爆破參數的標準。③按照批準的爆破設計，進行全程監控。④在進行爆破設計的同時，進行安全警戒范圍的設計。⑤完成爆前安全檢查和安全警戒工作。

(2)爆中。按照微差爆破方式依序啟爆。

(3)爆后。統計半孔率、開挖坡面平整度、爆根殘留情況、爆塊均勻度、馬道成形情況等，進行綜合評定，為下一個梯段爆破設計參數的修正提供依據。

構皮灘水電站壩肩開挖工序于2004年前基本結束，邊坡開挖質量得到有效控制，減少了不必要的支護工序，節約了成本，提高了施工效率。

長河壩水電站壩肩為薄層開挖，受巖體表面風化的影響，爆破技術難度更高，因此，進行開挖爆破作業程序控制是必要的，并且借鑒構皮灘水電站壩肩開挖的成功經驗也是必要的。

爆破作業是石質坡面開挖的主要手段，在爆破開挖前，根據設計技術條款和規范要求，結合現場地形地質條件，精心選擇爆破參數，認真作好爆破設計，以便于指導開挖施工作業。

2 爆破設計的主要技術參數

(1)確定預裂孔、緩沖孔、主爆孔的布置。

(2)設計孔徑、孔深、孔斜、爆孔間排距、使用藥卷直徑、最大段單響藥量、線裝藥密度、單位耗藥量、單孔裝藥量、堵孔長度、堵塞密實度、爆破藥量等。

(3)繪制爆孔平面布置圖。

(4)繪制爆破網絡聯接圖。

(5)繪制預裂孔、緩沖孔、主爆孔裝藥結構圖。

(6)明確起爆方式。

(7)根據爆破設計的最小抵抗線，同時作爆破警戒范圍設計并繪制爆破警戒線平面布置圖。

3 爆破試驗

爆破設計參數的來源除了正確的計算而外，還來源于爆破試驗對爆破參數選擇的驗證。

(1)爆破試驗地點的選擇。原則上選擇在遠離設計坡面、建基面及建筑物場地，但是，外界及地質條件必須符合現場實際。

(2)爆破試驗組次的確定。爆破試驗組次選擇與圍巖類別密切相關，對于有硬巖、中性巖及軟巖等不同巖性分布的巖體，均應進行爆破試驗，并且進行單耗藥量的對比試驗。

(3)特殊部位的爆破試驗。主要指建基面保護層開挖、設計坡面開挖及馬道保護的爆破試驗。建基面保護層開挖分兩步進行：第一步為抽槽爆破開挖，采用垂直孔加墊層的爆破方式；第二步采用為垂直孔加水平預裂孔組合而成的爆破方式。設計坡面開挖及馬道保護的爆破試驗主要是對預裂孔和緩沖孔的爆破控制。預裂爆破質量影響設計坡面平整度以及爆破裂隙對設計坡面的損害，在有地質缺陷的部位將涉及坡體的安全穩定。尤其在梯段爆破作業中，上一級坡面開挖，預裂孔、緩沖孔布置在下級馬道范圍之內，爆破作用于馬道之上，特別是緩沖孔底部裝藥為滿孔填裝的形式，爆破能量將使馬道及下級坡面外緣受損，因此，尋求減少爆破破壞、使用墊層厚度將是爆破試驗的內容之一。

(4)火工材料的爆破試驗。準備投入使用的炸藥、火雷管、電雷管、毫秒雷管、導爆索、導火索等火工材料，必須按規定數量進行爆破試驗，以驗證火工產品的合格率，防止在爆破過程中因此產生拒爆或其他不安全因素。

4 施工現場明挖爆破作業的控制

(1)造孔前，先進行爆破場地的清理和平整工作，并且用石灰粉等材料規劃出設計坡面外緣開挖造孔線，布置預裂孔、緩沖孔、主爆孔的造孔點。根據設計開挖坡比控制預裂孔造孔斜率，簡單的方法為：使用架管搭設鉆機孔斜控制架，使爆孔整齊劃一，同時又能提高開挖坡面質量。

(2)造孔完成后，現場檢測孔徑、孔深、孔斜，作好爆孔的原始資料記錄，對于檢查不合格的爆孔進行補孔或清孔工作，最大限度地滿足爆破設計要求。在梯段爆破作業中，對于緩沖孔使用石渣回填或空氣墊層保護，在檢孔之后裝藥之前進行。

(3)嚴格按照爆破設計控制單孔裝藥量?，F場施工員、質檢員及專職安全員必須堅守崗位，全程控制裝藥，防止野蠻裝藥，特別要防止銨磺等粉劑炸藥的撒漏。對于預裂孔，要嚴格控制線裝藥密度，做到均勻布藥，這是對開挖坡面平整度、孔間起伏差及防止坡面產生爆破裂隙的控制因素。

(4)堵孔長度和堵塞密實度是影響爆破效率的兩大因素，如果堵孔長度不夠或填塞密實度不符合爆破設計要求，爆破產生的巨大能量將會在瞬時從孔口薄弱部位外泄，對爆體不能達到爆破的目標，既浪費了火工材料，又影響開挖質量，導致增加成本，延誤工期。

(5)爆破網絡的連接及起爆順序的安排也影響爆破效率?？刂祁A裂孔、緩沖孔、主爆孔最大單段藥量有利于保護設計坡面，尤其是對于薄層巖體的開挖，預裂孔的最大單段藥量應小于50kg。段與段之間的微差應大于或等于200ms，使層間擁有足夠的臨空面，增加爆破效應。

(6)爆后效果分析是提高循環爆破水平、合理修正爆破參數的依據。通過對半孔率的統計、孔間起伏差與坡面平整度的測量、爆塊大小及均勻度的觀察、殘留爆根及爆根著力的測試，經綜合分析研究，提出爆破方案及爆破參數的修改意見，從而進一步優化爆破設計。同時，作好現場爆后資料的收集、記錄，為同類花崗巖爆破參數的選擇參考。

5 特殊爆破的處理

原則上應免除在建筑物安全距離以內進行爆破作業，有特殊需要時，可首先對建筑物進行安全防護。針對現場實際情況制定爆破規劃及爆破設計，盡量化整為零，分次切割，將用藥量控制在許可范圍之內，減小單孔裝藥量及用藥總量，采用靜態爆破或松動爆破的方式，以及采用打單層或雙層減震孔、土袋覆蓋，鉛絲網加蓋、鋼筋網作表層加蓋等方法，將爆破影響降到最小程度。

6 結束語

爆破作業是石質坡體開挖的必要手段，因此要控制好爆破作業這個關鍵工序，就必須根據工程的現場地形、地質情況，合理地確定爆破參數，制定爆破控制程序，規范爆破作業，才能保證開挖質量，減少超欠挖，減小爆破對坡面的損傷，減少支護工程量，增加坡體的自穩能力，使工程開挖更加經濟、安全、高效。