洪屏抽水蓄能電站高邊坡開挖爆破技術

周 良，潘月梁，王 飛

(1.中國葛洲壩集團三峽建設工程有限公司，湖北宜昌443000；2.江西洪屏抽水蓄能有限公司，江西靖安330603)

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洪屏抽水蓄能電站高邊坡開挖爆破技術

周 良1，潘月梁2，王 飛1

(1.中國葛洲壩集團三峽建設工程有限公司，湖北宜昌443000；2.江西洪屏抽水蓄能有限公司，江西靖安330603)

洪屏抽水蓄能電站開挖邊坡高達160 m，受地形限制，施工道路布置困難，控制開挖爆破質量尤為重要。根據該電站下水庫大壩開挖爆破施工的特點和要求，制定并實施了一系列安全、質量的控制措施，既保證了開挖高邊坡的穩定，又保證了開挖坡面的質量。介紹了爆破作業的主要工序及質量控制措施，可為類似工程提供參考。

高邊坡；開挖；爆破；洪屏抽水蓄能電站

0 引 言

洪屏抽水蓄能電站下水庫壩址區兩岸山體雄厚，谷坡陡峻。壩址基巖為單一的震旦系下統硐門組變質含礫中粗砂巖，巖石新鮮，致密堅硬，中厚層狀，巖層產狀呈舒緩波狀，傾角緩，壩線地段巖層傾向上游，傾角中緩。壩址區覆蓋層分布少，多見弱～強風化巖裸露，壩線左岸高程185 m以下為第四系崩坡積的碎塊石夾粘性土，厚0.5～7.3m，高程185m以上及右岸均為基巖裸露。大壩壩肩開挖邊坡坡比均為1∶0.5和1∶0.3。大壩開挖區域谷坡陡峻，地形復雜，施工難度大，技術要求高，開挖高程111～271 m，開挖邊坡高達160 m，土石方開挖約為46萬 m3。

1 開挖爆破施工特點

(1) 施工組織難度大。現場施工道路受地形限制，布置難度大，開挖工程量較大，工期緊迫，且工程區地質條件復雜，卸荷風化強烈，層間錯動帶發育。

(2) 爆破振動控制標準高。大壩壩肩至壩基開挖高度達160 m，高邊坡開挖爆破振動控制要求高[1]。保證開挖邊坡的穩定和安全是開挖爆破質量控制的重點。

(3) 爆破安全控制標準高。原旅游公路橫穿大壩爆破開挖區域，爆破飛石控制要求高。減少飛石是爆破安全控制中的難點。

(4) 開挖邊坡預裂質量要求高。開挖輪廓線必須符合設計斷面尺寸要求，不允許存在欠挖，其平整度不超過10 cm。

2 爆破作業主要工序及質量控制措施

2.1 施工流程

爆破作業工序施工流程見圖1。

圖1 爆破作業施工流程

2.2 爆破設計

鉆爆作業施工前，根據開挖分區和施工順序布置，結合現場實際情況進行爆破設計。依據爆破試驗結果及上一層開挖爆破所揭露的地質情況，并結合現場巖石構造及對單響藥量、總裝藥量、爆破振速等參數的要求進行爆破設計。設計內容主要包括鉆孔平面布置、網絡連接、裝藥結構等。

2.2.1 爆破參數

大壩壩肩、壩基開挖采用預裂爆破+梯段爆破方式進行。梯段高度15 m，預裂孔徑90 mm，預裂孔間距0.8 m，線裝藥密度360 g/m。預裂孔采用φ32乳化炸藥卷串狀間隔裝藥，起爆網絡采用非電導爆系統、導爆索傳爆和電力起爆方式。梯段爆破主爆孔孔徑φ90，采用寬孔距、小排距梅花形布孔，孔排距4 m×3 m，裝巖石乳化炸藥，毫秒雷管分段微差起爆。主爆孔柱狀連續不偶合裝藥[2]，巖石乳化炸藥單耗按0.5 kg/m3設置[3- 4]。預裂炮孔先于相鄰梯段炮孔起爆的時間大于75 ms。爆破邊坡坡比為1∶0.3、1∶0.5，爆破設計按坡比1∶0.3進行說明。

爆破設計審批由總工程師把關，審批通過后才能報送監理中心進行最后批準，按照批復后的爆破設計及批復意見組織施工。

2.2.2 方案設計

爆破鉆孔平面布置見圖2。網絡連接見圖3。裝藥結構見圖4。

圖2 爆破鉆孔平面布置(單位：cm)

圖3 爆破網絡連接

圖4 裝藥結構(單位：cm)

2.3 造孔

2.3.1 找平清面

為便于鉆機上鉆，也為能有效根據實測高程開挖出建筑物設計體型，在準備進行鉆孔作業的區域，對大面進行平整和清理，使該部位平整且露出巖石面。清面利用反鏟配合人工進行，清理時，距預裂孔邊線2 m范圍內，大面平整度控制在20 cm，表面虛渣清理干凈；其他部位大面平整度控制在50 cm。由現場施工人員、技術人員對上鉆平臺進行驗收。

2.3.2 放點、布孔

測量放點由技術員和測量人員嚴格按照爆破設計共同進行。孔位點與方向點的誤差必須在要求的誤差范圍內。預裂孔和方向點應每孔放出，方向點應放在距預裂孔≥2.0 m的鉆機前方位置，以保證鉆機方位控制的精度及后續復核。

施工員根據測量放樣、爆破設計參數布置其他的主爆孔和緩沖孔。根據爆破設計規定的間、排距用皮尺或卷尺測放，不得采用逐孔推移加密的方法，防止累積誤差。孔位用紅油漆明顯標識，對每個孔位進行編號，并保護好。

對大型鉆孔機械無法到達的施工部位，采用YQ- 100B 鉆機進行預裂孔及其他爆破孔的鉆孔施工；其他施工機械可進入部位采用351鉆機進行造孔。為采用性能好的高風壓鉆機進行預裂孔鉆孔施工，在技術上提出每鉆進15 m深的預裂爆破孔，其孔底坡面允許超挖5 cm[5]。

2.3.4 鉆孔檢查

(1)傾角控制。預裂孔鉆孔的傾角和方位在現場通過反復調試確定，達到設計傾角方位時方可開鉆。鉆孔傾角采用羅盤控制，控制方法為：把羅盤的一側邊緊靠鉆桿的上緣或下緣的正中，把指針調整到規定角度，調整鉆桿使羅盤水平儀氣泡居中，此時鉆桿傾角即為鉆孔的設計傾角。為減少羅盤本身的誤差，再次將羅盤的另一側靠緊鉆桿的上緣或下緣的正中，把鉆桿調整到規定角度，使羅盤水平儀氣泡居中，取2次角度的平均值即為鉆孔傾角。YQ- 100B支架鉆機采用鋼管腳手架搭設樣架固定，確保了支架鉆機的穩定，避免在鉆孔過程中出現偏差[6]。

(2)鉆進深度控制。根據開挖現場實際地形及設計圖紙要求后，確定每次預裂爆破深度及梯段爆破高度，并根據爆破要求確定鉆孔深度。主爆孔和緩沖孔應盡量有一定的超深，以防止石渣等掉入后造成深度欠深。造孔完成后，由現場技術員及時對孔深用量測工具進行檢查，孔深不夠的及時處理，至合格為止。各平臺預裂孔嚴禁超深，在最后驗孔時，對超鉆的孔進行回填，使孔深滿足要求。

(3)炮孔檢查驗收。每一孔造完以后，當班施工員應及時督促清除孔內的石渣及巖粉，并對孔深、孔傾角、方位角進行檢查。合格后，用編織袋進行堵塞保護，對不合格的應立即返工處理。先造好的孔與最后造好的孔有2～3天的時差，在每一爆破區域鉆孔完成后裝藥前，當班技術員必須會同質檢人員進行終檢驗收。對有塌孔現象的炮孔，采用高壓風插入孔底吹出巖石小碎塊或巖粉，對堵孔進行再次掃孔清理，達到造孔質量要求后，方可進行爆破作業申請工作。

2.4 裝藥、網絡連接及檢查

接到爆破申請單和鉆孔布置圖后，才能鉆孔、裝藥，并嚴格按照爆破設計、爆破操作規程和操作工藝執行。裝藥前，現場技術人員向爆破作業人員進行技術交底，并對裝藥聯網的全過程進行控制，全面檢查整個網絡連接。裝藥網絡連接全部完成后，技術人員和爆破作業人員共同對網絡進行最后一次檢查，無誤后方可進行爆破。

3 爆破安全控制

(1)為減少爆破對巖體振動，避免大量爆破飛石，爆破采用分段毫秒爆破法進行，盡量減少單響爆破藥量，取得了較好的爆破效果。

(2)為杜絕爆破事故，做到現場爆破“零”傷亡，爆破前1 h，通知爆破區域所有無關人員撤離現場。爆破前0.5 h人工巡查現場，落實撤離情況，保證全部無關人員撤離。爆破前15 min，利用高音喇叭分時段3次播放爆破警報，撤離所有施工人員，以保證爆破安全。

(3)由于原有旅游公路橫穿大壩壩肩爆破區域，社會車輛需經過爆破區域至洪屏工區。爆破前，在離爆破區域300 m范圍上、下游設置警戒，嚴禁社會車輛進入。同時，爆破前10 min，利用值班車再次巡查爆破區域，避免社會車輛滯留爆破區域，造成安全隱患。在值班車確認爆破區域無社會車輛并到達安全區域后，方可爆破。

(4)爆破完成20 min后，爆破員進入現場檢查是否存在啞炮等情況。待爆破員明確現場安全后，施工設備、人員方可進入爆破區域進行清渣。

4 結 語

洪屏抽水蓄能電站下庫大壩在開挖爆破過程中，嚴格按照設計文件、規范要求、爆破設計進行施工，并結合該工程下水庫高邊坡爆破的特點，采取了一系列行之有效的爆破質量控制措施，邊坡預裂及梯段爆破效果良好，得到建設單位的一致好評，實現爆破“零”傷亡，可對類似抽水蓄能電站高邊坡開挖爆破施工提供參考。

[1]喬介平， 殷本林. 錦屏一級水電站大壩左岸高邊坡安全開挖技術[J]. 四川水力發電， 2013， 32(1)： 29- 35．

[2]黃丹勇. 錦屏一級水電站大壩右岸高邊坡預裂爆破施工[J]. 四川水力發電， 2009， 28(1)： 92- 94.

[3]呂華. 錦屏一級水電站大壩右岸工程控制爆破施工[J]. 四川水利， 2013， 34(5)： 89- 92．

[4]施召云， 翟萬全， 武曉杰. 溪洛渡水電站左岸進出水口高邊坡開挖施工技術[J]. 四川水力發電， 2007， 26(1)： 27- 31．

[5]劉海軍， 孫金龍， 朱仕斌. 溪洛渡水電站左岸進水口高邊坡預裂爆破施工與質量控制[J]. 四川水力發電， 2007， 26(1)： 15- 17.

[6]袁永清. 高邊坡預裂爆破施工安全質量控制[J]. 人民長江， 2003， 34(3)： 21- 22．

(責任編輯 楊 健)

Blasting Technology of High Slope Excavation in Hongping Pumped-storage Power Station

ZHOU Liang1, PAN Yueliang2, WANG Fei1

(1. Gezhouba Group Three Gorges Construction Project Co., Ltd., Yichang 443000, Hubei, China;2. Jiangxi Hongping Pumped Storage Co., Ltd., Jing’an 330603, Jiangxi, China)

The height of slop excavation in Hongping Pumped-storage Power Station is 160 m. As the restriction of terrain, the construction road layout is difficult, so the control on excavation blasting quality will be very important. According to the characteristics of excavation blasting in the dam of lower reservoir, corresponding blasting safety and quality standards are formulated and implemented, that not only ensures the stability of excavated high slop, but also the quality of slope excavation. The main processes and quality control measures of blasting are introduced herein．

high slope; excavation; blasting; Hongping Pumped-storage Power Station

2016- 06- 07

周良(1986—)，男，湖北荊州人，工程師，主要從事水利水電工程施工技術管理工作．

TV542(256)

A

0559- 9342(2016)08- 0062- 03