淺談大壩邊坡爆破開挖施工技術(shù)

羅娣

摘要：本文結(jié)合工程實例在中型水電站大壩高邊坡開挖工程中的應用，通過持續(xù)的優(yōu)化施工方案，嚴格控制鉆孔質(zhì)量，選擇合理爆破參數(shù)，邊坡形成后，預裂面較平整，半孔率在85%以上，高邊坡保持穩(wěn)定，施工效果良好。

關(guān)鍵詞：邊坡；開挖；爆破；施工方法

1概述

1.1工程概述

本項目水電站位于四川省涼山州木里縣境內(nèi)，為金沙江左岸支流——水洛河干流、額斯～捷可河段“一庫十一級”中的一個梯級電站。該電站以發(fā)電為主，采用引水式開發(fā)。

該水電站裝機容量114MW，在河段建閘壩取水。水庫正常蓄水位1856.00m，水庫總庫容173.85萬m³，調(diào)節(jié)庫容110.89萬m³，額定水頭81m。

1.2工程地質(zhì)

閘址河谷斷面呈“V”型，右岸漫灘較發(fā)育。左、右岸壩肩均為巖質(zhì)岸坡，巖層走向與坡面大角度相交，有利于岸坡穩(wěn)定。據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，坡體中未發(fā)現(xiàn)連續(xù)的順坡向軟弱結(jié)構(gòu)面或大的斷層分布，邊坡整體穩(wěn)定。受岸坡卸荷等物理地質(zhì)作用以及各類結(jié)構(gòu)面切割和不利組合的影響，沿坡面存在局部小型楔形塊體，施工過程中部分可能出現(xiàn)失穩(wěn)。2施工布置

2.1施工道路布置

利用前期由閘址下游側(cè)過河修筑一施工便道至右岸開挖邊坡頂部，最大縱坡度30%，路寬3.5m。作為邊坡開挖和支護機械設(shè)備及材料運輸通道。

2.2風、水、電布置

2.2.1供風布置

開挖施工采用設(shè)備自帶風，由φ50高壓軟管由空壓機接出，至作業(yè)面管給鉆機供風，351液壓鉆機由20m3/min空壓機供風，局部施工部位手風鉆施工由3m3/min移動式空壓機供風。

2.2.2供電布置

開挖施工用電主要為現(xiàn)場照明和機械設(shè)備維護修理用電，在主電網(wǎng)未覆蓋之前用30KW移動式柴油發(fā)電機供電到工作面來滿足施工用電要求；主電網(wǎng)覆蓋之后直接從主電網(wǎng)接線至工作面處供電。

2.2.3供水布置

土石方開挖施工供水主要是機械設(shè)備用水，前期由河中直接抽取使用，待主電網(wǎng)及供水系統(tǒng)形成后，從工地供水主管接支管供水。

2.3分層開挖布置

根據(jù)石方開2挖深孔梯段分層高度不超過10～12m，淺孔梯段高度不超過5m，土方開挖分層高度不超過4m，左岸擋水壩及進水口開挖分為12層，右岸擋水壩段分11層。

2.4炸藥庫布置

本標炸藥庫擬布置于該電站壩址上游左側(cè)約600 m公路附近，建筑面積40m²，占地面積200m²，儲量15t。并遵守當?shù)卣⒚癖尽⒐布鞍l(fā)包人工地有關(guān)火工產(chǎn)品的規(guī)定，建立完善嚴密的保管使用制度。

3施工程序及施工方法

3.1施工程序

修建施工臨時道路→風水電布置→右岸擋水壩段邊坡開挖→坡頂截、排水溝開挖→履蓋層開挖→分層梯段開挖→分層邊坡預裂爆破施工→分層邊坡支護→施工保護層開挖

3.2施工方法

石方開挖根據(jù)不同部位開挖層厚度的不同和巖石特點，可分別采用淺孔爆破和深孔梯段爆破。對于鉆孔深度小于5.0m的開挖梯段、體積大于0.7 m3的孤石，采用手風鉆淺孔爆破；鉆孔深度大于5.0m的開挖梯段，采取中大孔徑深孔梯段微差爆破。為保證邊坡的完整性和平整度，采用預裂爆破或光面爆破形成開挖邊坡。建筑物建基面和馬道采取預留保護層的方法開挖。

石方開挖采取從上至下分梯段鉆爆的方式開挖。左右岸壩肩開挖均由下游側(cè)公路修一條上坡頂高程的履帶式設(shè)備道路，路寬3.5m，縱坡度30%，作為施工人員、設(shè)備和材料上下的通道。

邊坡預裂爆破采用351型風動液壓鉆鉆孔，孔徑100m；邊腳斜坡地段淺孔梯段爆破及保護層開挖采用YT-28手風鉆造孔，孔徑42m；深孔梯段爆破采用351型風動液壓鉆鉆孔，孔徑70～100mm。馬道和建基面預留保護層采用小炮分層爆破的方法開挖。施工時預留保護層厚度初定為3m，根據(jù)爆破情況進行調(diào)整，梯段爆破時，主爆破鉆孔不深入到保護層內(nèi)。第一層炮孔鉆至距建基面1.5m，手風鉆鉆孔，孔深1.5m，孔徑42m，孔排距15×1.0m，藥包直徑32mm，分段梯段爆破。第二層對于節(jié)理裂隙極發(fā)育和軟弱巖體炮孔深度0.8m，其他巖體炮孔深1.0m。孔徑均為42mm，手風鉆鉆孔，藥卷直徑32mm，孔排距1×1m，塑料導爆管毫秒雷管起爆。第三層孔深0.5m，手風鉆鉆孔，孔徑為42mm，孔排距0.8×0.5m，藥卷直徑32m，塑料導爆管毫秒雷管起爆。節(jié)理裂隙極發(fā)育和軟弱巖體，最下層30cm人工撬挖，起爆均進行孔間微差起爆。

4邊坡開挖爆破方法

4.1爆破方案

（1）爆破方式：石方明挖采用梯段爆破，邊坡采用預裂爆破，地質(zhì)缺陷槽挖采用光面爆破，大塊石采用手風鉆解炮。

（2）火工材料的選用：炸藥選用2#巖石銨梯炸藥和乳化炸藥，雷管選用毫秒延時的非電雷管系列，傳爆專用導爆管及導爆索。

（3）起爆網(wǎng)絡(luò)：起爆網(wǎng)絡(luò)為非電起爆網(wǎng)絡(luò)。

4.2爆破參數(shù)

4.2.1爆破設(shè)計流程

梯段爆破設(shè)計，按圖4.2-1爆破設(shè)計程序框圖進行。

梯段爆破設(shè)計，根據(jù)開挖高度、設(shè)計輪廓、鉆孔機具、挖掘機械的性能和施工進度確定。實施梯段爆破時，其鉆孔與裝藥排數(shù)，根據(jù)梯段高度、臨空面條件、地質(zhì)條件、巖石性質(zhì)、鉆孔直徑、施工強度要求等因素設(shè)計。

4.2.2梯段爆破參數(shù)

深孔梯段爆破主爆孔采用采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，人工裝藥。梯段爆破設(shè)計參數(shù)、孔內(nèi)裝藥結(jié)構(gòu)，見表4.2-2。

4.2.3預裂爆破參數(shù)

預裂爆破采用不耦合空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，導爆索引爆。一個坡面分多級預裂鉆孔時，每級之間預留50cm寬的鉆孔平臺，上一級鉆孔時超20cm，下一級預裂開口欠30cm，滿足超欠挖技術(shù)要求。endprint

（1）緩沖孔：緩沖孔是為了減少主爆炮孔爆破對后側(cè)邊坡的影響，在主爆孔（梯段爆破）與邊坡開挖爆破孔（主要為預裂孔）之間增加1～2排緩沖爆破孔，其爆破規(guī)模比主爆孔爆破規(guī)模要小。

梯段>5m的深孔爆破，設(shè)1排緩沖爆破孔，其孔徑為φ90mm、孔距為1.5～2.0m、排距1.2～1.5m，其它均與梯段爆破參數(shù)相同。爆破參數(shù)將在施工現(xiàn)場，根據(jù)地質(zhì)情況和爆破試驗成果及時修正。

（2）高邊坡爆破布孔形式：巖石邊坡開挖爆破布孔，從邊坡輪廓至開挖區(qū)，依次為邊坡預裂爆破孔、緩沖爆破孔、主爆孔。布孔形式、起爆網(wǎng)絡(luò)和起爆順序見圖4.2-3。

（3）預裂爆破參數(shù)，見表4.2-3。

4.3鉆孔

①淺孔梯段爆破開挖采用351型風動液壓鉆或手風鉆鉆孔，鉆孔直徑φ42～φ90mm；

②深孔梯段爆破采用351型風動液壓鉆鉆孔，鉆孔直徑φ90～φ100mm；

③對于小斷面的爆破開挖，如地質(zhì)缺陷槽挖、建基面保護層分層開挖和大粒徑塊石解炮，用YT-28手風鉆鉆孔，鉆孔直徑φ42 m。

④邊坡預裂鉆孔采用351型風動液壓鉆，鉆孔直徑為φ100m。地質(zhì)缺陷槽挖光面爆破鉆孔采用YT-28型手風鉆，鉆孔直徑為φ42mm；

⑤以上各種鉆機、鉆具鉆孔均要滿足爆破設(shè)計要求的孔徑、傾角和鉆深精度要求。

4.4裝藥及堵塞

①預裂爆破和光面爆破按照爆破設(shè)計要求的裝藥結(jié)構(gòu)和施工程序進行孔內(nèi)裝藥；

②深孔梯段爆破，按梯段爆破設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)，裝藥量進行裝藥；

③炮孔裝藥時使用木棍或竹桿裝藥，禁止使用石塊和易爆材料堵塞炮孔。

4.5聯(lián)網(wǎng)、警戒、起爆

聯(lián)網(wǎng)由有經(jīng)驗的炮工進行操作，聯(lián)網(wǎng)完成后由隊長進行復檢，合格后方可進行下道工序。為避免瞎炮和盲炮，爆破網(wǎng)絡(luò)采用復式網(wǎng)絡(luò)。

爆破區(qū)周圍設(shè)置300m范圍的爆破警戒區(qū)，交通道口設(shè)立警示牌。爆破區(qū)鉆孔時掛紅旗，放炮前改成掛白旗。放炮前發(fā)出警告信號，向危險區(qū)邊界派出警戒人員，將無關(guān)人員立即撤出危險區(qū)外；具備起爆條件時用發(fā)出起爆信號，準許起爆員起爆。

石方爆破，采用非電導爆毫秒雷管網(wǎng)絡(luò)連接，根據(jù)最大一次起爆計算，進行孔外或孔內(nèi)分段。非電導爆管起爆器起爆。

4.6爆后檢查及解除警戒

露天爆破解炮響后5分鐘，大炮響后15分鐘，等爆破煙塵消散，才可進入爆區(qū)檢查，檢查內(nèi)容包括有無盲炮，爆堆是否穩(wěn)定，有無懸石、危石，經(jīng)檢查無上述情況后才可拉解除警報。如發(fā)現(xiàn)有盲炮，立即報告，派有經(jīng)驗的爆破員立即處理，未處理前爆破警戒區(qū)繼續(xù)警戒，經(jīng)檢查確認安全后，方準發(fā)出解除警戒信號。

5結(jié)束語

本項目水電站邊坡施工已經(jīng)結(jié)束。在邊坡開挖施工中所采用施工方法、爆破開挖技術(shù)是非常成功的。高邊坡開挖工程中，通過嚴格控制鉆孔質(zhì)量，合理選擇爆破參數(shù)，采用孔內(nèi)填充巖粉等介質(zhì)來減小孔壁的壓力，達到爆破時開挖邊坡減振的目的，同時邊坡形成后，預裂面較平整，半孔率在85%以上，高邊坡保持穩(wěn)定，可為以后同類工程借鑒、參考。endprint