淺孔松動爆破法在水電站進水口馬道開挖中的應用

柏曉星　王雁昆　張平

摘 要：松動爆破技術具有充分利用爆破能量，拋石距離小的特點。考慮到黃登水電站進水口馬道開挖實際工程情況，采用淺孔松動爆破法，提出了符合現場施工要求的爆破技術方案，加快了工程進度，消除了安全隱患，取得了一定的技術經濟效益。

關鍵詞：淺孔松動爆破；進水口馬道；黃登水電站

中圖分類號：U416.113 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）03-0119-02

1 引言

松動爆破技術是根據1956年利文斯提出的巖石爆破漏斗理論，根據巖石的性質，通過控制炸藥的性能、質量、埋深、間距等參數來嚴格控制爆破的技術[1]。松動爆破技術裝藥量只有標準拋擲爆破的一半左右，具有爆破能量利用充分，爆破后，爆破對象只裂隙發育，拋石距離較小甚至不產生拋石現象等特點。這一項技術，被廣泛的應用到各類對拋石距離有嚴格要求的工程爆破施工之中，具有顯著的經濟效益[2-3]。

2 工程概況

黃登水電站位于云南省蘭坪縣境內，采用堤壩式開發，是云南瀾滄江上游古水至苗尾河段水電梯級開發方案的第五級水電站，以發電為主。上游與托巴水電站，下游與大華橋水電站相銜接，壩址位于營盤鎮上游，地理坐標約為東經99°07′11″，北緯26°33′35″。

施工過程中由于引水壓力管道運輸方案調整，上平段壓力鋼管一直布置到進水口塔體內，將通過大壩纜機吊運到引水隧洞洞口后安裝軌道水平運輸進洞，軌道安裝高程為EL.1559.378m，為滿足引水壓力管道金屬結構吊運安裝需要，結合進水口塔后開挖體型要求，需將進水口整體壩段基礎區域內（壩縱0+348.897～壩縱0+448.897）從EL.1560.000m下挖至EL.1557.000m高程，開挖段長度約為120m，寬6m，再以混凝土回填至EL.1559.378m安裝運輸軌道。

施工工作面位于引水壓力管道進口處壩肩邊坡EL.1560m馬道，其下方EL.1545m、EL.1530m、EL.1515m及EL.1500m各有一條施工馬道。EL.1530m馬道寬度約為3m，在EL.1530m及EL.1500m馬道附近有其他標段施工隊伍施工，施工設備及人員較多，更有部分機械設備不具備撤離避炮的條件，這使得爆破施工中拋石距離控制及防護顯得尤其關鍵，下面重點闡述壩縱0+348.897～壩縱0+448.897段爆破施工控制過程。

3 爆破方案

3.1 方案分析

根據現場查勘及施工實際情況，發現引水壓力管道進口處壩肩邊坡EL.1560m爆破開挖過程中存在一些需重點考慮的因素，主要為以下幾個方面：

（1）工期較為緊張；引水壓力管道已開挖支護完成，金屬結構安裝廠也生產囤積較多上平段壓力鋼管。EL.1560.000m馬道壩縱0+348.897～壩縱0+448.897段下挖施工若不能及時完成，將影響引水壓力管道金屬結構吊運安裝進度，進而對整體工期不利。方案在保證安全的前提下，需綜合考慮進度因素。（2）安全要求較高；工作面位于引水壓力管道進口處壩肩邊坡EL.1560m馬道，其下方EL.1545m、EL.1530m、EL.1515m及EL.1500m各有一條施工馬道，EL.1530m及EL.1500m馬道上有其他標段施工隊伍施工，壩址區域內更是有密集設備及人員在進行大壩基礎防滲處理，部分重型設備不具備撤離避炮的可能性，一旦有飛石現象的產生，就很有可能危害到人員及設備安全。因此，方案在爆破參數選取的時候，需嚴格控制拋石距離，綜合考慮各種應對措施。（3）對爆破效果有一定的要求；馬道內側為壩肩邊坡開挖面，從EL.1560.000m下挖至EL.1557.000m高程，所揭露出來的邊坡面要滿足壩肩邊坡開挖的相關技術要求，方案在進行爆破設計的時候，綜合考慮了這一因素，運用了光面爆破技術。

3.2 方案選定

根據現場實際情況，開挖為明挖爆破，考慮大壩基礎開挖邊坡及大壩基坑有其他標段隊伍施工，為防止爆破飛石及大量開挖料沿邊坡滾落入大壩基坑和EL.1545m、EL.1530m、EL.1515m及EL.1500m馬道，擬采用小孔距淺孔松動爆破法進行開挖施工。決定先對1#與4#引水壓力管道上平段進口區域采用液壓三臂臺車造孔，人工造孔及裝配液壓沖擊錘的反鏟配合的方式，進行松動爆破下挖至EL.1557m高程，形成寬6m、高3m、長5m槽型區域，分兩個工作面相向開挖，在馬道外側預留1.0m保護層，保護層采用反鏟安裝液壓沖擊錘進行破碎開挖，詳見圖1所示。

按照引水隧洞上平段壓力鋼管安裝專題會議安排，2015年1月中旬要對壓力鋼管金屬結構實施吊運安裝，因此剩余區域采用日進尺為13.2m的垂直松動爆破法，將有利于工程整體進度安排。

4 爆破參數

垂直松動爆破法以1#、4#引水壓力管道口松動爆破下挖形成的寬6m、高3m、長5m槽型區域作為臨空面，自EL.1560m馬道內側往外5m范圍內垂直于馬道建基面造孔，孔深3m，爆破時，在爆破區段上覆砂袋、炮被、竹條板進行多層主動防護，詳見圖2所示。

按照垂直松動爆破法的設計要求、結合尾水出口邊坡梯段爆破的經驗及施工現場的地質條件，選取炸藥單耗k=0.32kg/m3，最小抵抗線w=0.8m，孔距a=1.0m，排距b=0.8m。在EL.1560m馬道內側采用密集造孔，保證下挖形成的邊坡面符合質量要求，詳見表1所示。

嚴格控制單孔裝藥量，單孔裝藥量Qi=0.8kg，僅為普通爆破的40%～50%，采用間隔裝藥的方式，堵塞長度加長為1.0m，裝藥長度L裝=2.0m，除孔底裝藥ф32x200mm藥卷一卷減小夾制作用外，剩余1.8m采用間隔裝藥，以達到使炸藥做功均勻，減少二次解炮和減小質點振速，保證邊坡穩定的目的，爆破裝藥結構詳見圖3所示。

每次爆破控制進尺為6.6m，兩個工作面相向開挖，日進尺為13.2m。

5 爆破結果

原計劃2014年12月15日開始進行EL.1560m馬道下挖施工，至2015年1月10日之前引水上平段進口馬道松動爆破、液壓沖擊錘破碎開挖、出渣及支護完成，為混凝土回填施工，軌道安裝提供工作面。實現場施工時，因爆破參數選取合理，未出現二次解炮的情況發生，飛石距離較小，基本沒有對周圍的設備及臨建設施造成任何影響，再加上參建四方對該處馬道開挖進度比較關注，設備投入充分，實際在2015年1月5日前該區段就已開挖支護完成，滿足了引水壓力管道運輸軌道安裝的進度要求。

6 結語

實踐證明，小孔距淺孔松動爆破法在控制爆破飛石距離及對爆破質點振速有較高要求的施工區域應用比較廣泛，通過以上的應用實踐得出以下結論：

（1）松動爆破法控制飛石距離和控制質點振速都是通過控制單孔用藥量來實現的。（2）在爆破參數的選取方面，不只需要參照以往爆破的經驗，還應該根據現場巖石風化情況，爆破孔布置情況等因素綜合考慮，在施工過程中應多作總結，好的爆破參數對施工進度是非常有利的。（3）小孔距松動爆破法能解決周邊環境較復雜地段的開挖問題，但因為每排炮施工強度較標準拋擲爆破的大，造孔較多，設備及人員也需相應增加，因此施工成本較高。

參考文獻

[1]周志強，易建政，王波，等.控制爆破技術研究現狀及發展建議[J].礦業研究與開發，2010，（3）：103-108.

[2]劉鵬，李發林.微弱松動爆破在地質災害治理中的應用[J].西部探礦工程，2006，（1）：171-172.

[3]徐書雷.路塹硐室松動爆破及其對邊坡穩定性的影響[D].西安科技大學，2003.endprint