壩基開挖水平預裂爆破施工技術

吳憲　朱曉新　曲連輝

摘 要：在水電建設中，壩基開挖是極其重要的一個環節，建基面開挖質量的好壞對大壩的穩定有很大的影響，因此，在壩基開挖中要采取有效的控制手段，盡量減少對基巖面的損傷. 預裂爆破不僅在垂直、傾斜開挖壁面上得到廣泛應用；在規則的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用預裂爆破。該文針對大壩水平建基面開挖的特點和施工技術要求，并通過工程應用和實踐，總結出的一套切實可行且能保證水平建基面開挖質量的水平預裂爆破施工的方法。

關鍵詞：預裂爆破施工 水平建基面 壩基

中圖分類號：TV6 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）11（c）-0024-01

1 概述

工程施工中，對于壩肩兩側傾斜面和垂直面采用預裂爆破施工已經是常規技術，而水平建基面開挖多采用預留保護層開挖的方法，通過工程應用和實踐，總結出了一套切實可行且能保證水平建基面開挖質量的水平預裂爆破施工的方法。

2 技術特點

（1）水平建基面開挖采用水平預裂爆破輔以梯段爆破施工。水平預裂爆破輔以梯段爆破開挖與傳統的保護層分層爆破法比較，具有超欠挖少、平整度好、速度快以及勞動強度低的特點。

（2）水平預裂爆破分塊施工。為了保證水平預裂爆破施工質量，水平預裂孔深度一般不大于15 m，相應分塊寬度不大于15 m。

（3）加強施工監測，指導施工。建基面回彈監測。水平建基面開挖完成后，對于高地應力區，采用多支多點變位計和滑動測微計，監測建基面卸荷回彈和巖體變形情況。

建基面物探聲波監測。采用物探監測聲波彈性波測試法，測定開挖后建基面巖體卸荷松弛帶的范圍界限和厚度。

巖體內攝像監測。物探孔進行孔內攝像，同時驗證聲波監測的準確性和可靠性。

3 施工工藝流程

爆破設計→工作面清理→測量放樣→安裝樣架及設備→造孔施工→造孔質量檢查→裝藥、聯網→藥孔封堵→起爆→出渣清基→下一循環。

4 操作要點

（1）爆破設計。爆破設計的主要內容包括：爆破區范圍：包括起、止高程及邊界范圍樁號；爆破參數表：鉆孔的孔排距及鉆孔直徑，鉆孔方向及鉆孔角度，爆破方量，總裝藥量，主爆孔裝藥直徑、單位耗藥量及最大一段起爆藥量，預裂孔裝藥直徑、線裝藥密度及最大一段起爆藥量，爆破所需的火工材料及數量。鉆孔平面布置圖（邊界點三維坐標、孔網參數、尺寸標注）；鉆孔剖面圖（抵抗線方向剖面圖）；裝藥結構圖（主爆孔、預裂孔分類分部位繪圖）；爆破網絡圖。

（2）工作面清理。每次造孔前，須將工作面浮渣清除干凈，便于鉆孔設備就位，以保證鉆孔施工質量。工作面不平整度要求不大于80 cm，鉆孔孔口周邊50 cm范圍人工扒渣至基巖，水平建基面預裂孔部位滿足潛孔鉆機架鉆要求。

（3）施工測量。施工前，由測量人員會同監理工程師進行地形測量，繪制實測斷面，經工程審批后，作為計量依據。按設計圖紙要求放出每次開挖的輪廓及開口線、開挖坡度，并做出明顯標志。按爆破設計參數放樣，預裂孔逐孔編號放樣，放樣內容包括：孔位、孔口高程、孔斜、方位角、孔深等參數，每孔清晰標識注明，并提供準確無誤的測量資料給施工作業隊。預裂面開挖完成后，測量檢查預裂面的超欠挖值及預裂孔方向偏差，提交資料便于技術及質檢人員用作分析總結與驗收所用。

（4）安裝樣架。為了保證開挖質量，造孔鉆機必須安裝樣架導向，樣架牢固固定于基巖上，使鉆孔造孔過程中不致變形移位。

（5）造孔施工。鉆孔人員嚴格按測量放樣的孔位、傾角、鉆孔方位及提供的鉆孔深度施工，要求主爆孔孔位水平誤差小于±10 cm，孔深誤差小于±20 cm；預裂孔孔位水平誤差小于±3 cm，孔深誤差小于±10 cm，鉆孔角度偏差不超過允許誤差范圍。對于預裂孔造孔，鉆機定位后，用吊線錘確定鉆孔方位角，用高精度量角器測量鉆桿角度，開孔1 m深度范圍內，采用低風壓、慢進尺行進，并在鉆進0.2 m、0.5 m時，校準角度，調整鉆桿方向再固定鉆具。鉆進1 m后，加大風壓，正常鉆進。每鉆完一孔后，用高風壓吹凈孔內積渣及巖粉，卸下鉆桿，量測實際孔深并記錄，作好孔口封閉保護，并在孔口插孔呈標識，以便于裝藥時找孔。

（6）造孔質量檢查。每爆區鉆孔施工完成后，經初檢、復檢、終檢三級檢查合格后，由項目部質檢人員會同監理工程師進行驗收，發現不合格及時處理。

（7）裝藥、聯網。主爆破孔裝藥：先由技術員按鉆孔深度計算每孔裝藥量，并將炸藥分放在炮孔旁邊；炮工裝藥前，先檢查炮孔深度，再按設計要求裝藥。預裂孔裝藥：先由技術員按線裝藥密度，計算藥卷綁扎間隔距離，然后按要求用竹片綁扎藥卷。綁扎好的藥卷裝入預裂孔之前，先檢查預裂孔深度，做好孔深和裝藥記錄。封堵：裝藥完成后，進行孔口封堵。預裂孔堵塞先用編織袋封堵至預裂藥卷頂部，然后采用粘孔或炮灰泥相對密實封堵至孔口；主爆孔堵塞則由藥卷頂部密實封堵至孔口。網絡聯接。網絡聯接前，非施工人員必須離開工作面，網絡聯接技術員、質檢員全過程旁站監督、檢查及驗收；雷管分發由炮工專門操作，必須同時握住雷管和導爆管進行分發，以免雷管和導爆管斷裂；必須導爆管與傳爆雷管采用反向聯接，導爆索與雷管采用順向聯接；聯接部位采用黑膠布全包裹綁扎。

（8）起爆與出渣。裝藥聯網后，進行檢查驗收，由監理工程師簽發準爆證后再實施起爆。起爆前，按規定進行人員撤離、警戒。每一爆區爆破完成后，組織挖運設備進行出渣，然后轉入下一循環爆破施工。

5 材料與設備

主要材料為炸藥、導爆索、導爆管、毫秒雷管等火工材料。主要設備為潛孔鉆、液壓鉆、手風鉆、高精度羅盤儀、全站儀，另外需配置推挖運等通用土石方施工機械。現場不設空壓站時，還要配置相應數量的移動式空壓機。

6 施工質量與安全

（1）施工質量控制。測量人員根據爆破設計布孔圖對預裂孔進行放點，控制預裂孔間距。利用測斜儀、羅盤進行傾角的控制，采用方位控制點、孔位、三角吊架及線錘等進行方位的控制。預裂鉆孔過程中，安排有經驗、技術好的鉆工，采用性能好的鉆孔施鉆。鉆孔過程中，勤測勤糾，根據巖粉出露情況，及時調整旋轉速度和鉆進速度。安排專職質檢人員或技術人員進行盯鉆及成孔的質量檢查、記錄、調整。

（2）施工安全控制。開挖過程中，對火工材料的保管、運輸、使用，以及炮孔裝藥、聯網、封堵、起爆、驗炮、警戒等工序嚴格按照《爆破安全操作規程》進行。開挖嚴格按照由上至下的順序分段進行，每個梯段開挖后，對坡面松動巖石處理合格后，再進行下一梯段施工。各作業設備嚴格按照相應的操作規程執行，特種設備操作人員持證上崗。

7 結語

該文通過工程應用和實踐，總結出了一套切實可行且能保證水平建基面開挖質量的水平預裂爆破施工的方法。

參考文獻

[1] 蔣建林，張耀威.高碾壓混凝土雙曲薄拱壩壩基開挖預裂爆破技術[J].水利水電技術，2007（7）：66-68.

[2] 白萬偉，魏虎.水平預裂爆破在三峽工程壩基開挖中的應用[J].爆破，2001（7）：27-28.endprint