塔貝拉水電站進水口深基坑爆破開挖技術措施

(中國水利水電第七工程局有限公司國際工程公司，成都，610213)

1 工程概況

塔貝拉水電站位于巴基斯坦首都伊斯蘭堡西北約60km，印度河干流上，大壩是斜心墻土石壩，最大壩高143m，壩頂長2743m，壩體體積1.21億m3。塔貝拉水利樞紐(Tarbela Project)是巴基斯坦開發印度河干流的一座綜合利用水利樞紐工程，也是巴基斯坦東水西調的主要水源工程?，F有新進水口由原3#、4#引水隧洞進行改造，合同內容包括基坑土石方開挖及邊坡支護、豎井開挖支護和襯砌、封堵門和二道封堵門的安裝、新建豎井與現有平洞連接段的開挖、混凝土拆除和新混凝土襯砌、新建取水塔等施工任務。由于進水口位于庫區，必須修建混凝土圍堰，圍堰頂部設計高程為461.5m，大面開挖底部高程為415.0m，基坑深達46.5m。圍堰形成后基坑施工面積從上到下約為6000m2～9500m2，邊坡一側從上到下開挖中部共設置4級馬道，每級馬道高15m。本工程進水口巖石多為輝綠巖，非常堅硬，整個基坑開挖采用爆破手段，產生的石料由自卸車運載出基坑，暫存于堆料場。

2 施工難點

(1)本工程為塔貝拉四期擴建工程，老廠房、開關站和檢修閘門井處于運行狀態，不允許爆破產生的飛石侵襲原有結構，同時也不能產生超標震動。因此，必須采用定向爆破并控制一次最大起爆炸藥量，對爆破參數控制要求較高；

(2)邊坡及豎井永久結構部位要求欠挖不得大于5cm，同時超挖量也不能得到業主的合理支付，進一步增加了爆破技術難度。

3 開挖爆破方案

根據山體地質條件以及以往施工經驗，決定采用分層分區分塊式爆破開挖，即先進行永久結構外的大面開挖，最后進行結構部位開挖。由于沒有爆破臨空面，每層首次開挖前需進行掏槽爆破，形成臨空面后再進行大面開挖，在接近永久結構部位采用控制爆破，對形成的局部欠挖視情況采用手風鉆進行單孔微爆破或者使用液壓破碎錘進行處理。為加快施工進度，下基坑道路必須隨著開挖進度及時調整，形成道路為開挖施工面服務，而不得形成道路占壓開挖面的情況。開挖過程中如發現不穩定巖層則進行臨時加強支護，保證基坑施工安全。針對永久結構邊坡，開挖到位后立即進行掛網錨噴支護，實行開挖一層支護一層的思路。未支護到位的邊坡附近不得進行爆破，防止垮塌造成施工損失。

4 爆破技術措施

4.1 打孔

大面開挖首先采用T-35液壓鉆機進行掏槽打孔，待爆破取得臨空面后開始大面鉆孔。每次爆破都需要提前進行地質勘探以及測量放線，然后按照需求單耗進行爆破設計，待監理工程師批準后按照爆破設計進行打孔。結構物以外的富余山體采用T-35液壓鉆機進行主爆孔鉆孔，梅花形布置，通常每次梯段爆破打孔為6m深，臨空面較好的情況下最大打孔深度可達到9m～12m。在永久邊坡結構外圍設計兩排緩沖孔，緩沖孔的深度和主爆孔相同，但間排距略小于主爆孔。結構山體邊線上按照測量放線定位打一排預裂孔，孔間距按50cm設計，深度大于主爆孔50cm。所有的孔打完后在爆破之前必須用塑料口袋進行封孔，同時清理孔口周邊，防止物料滑落堵塞孔洞。

4.2 裝藥

本工程爆破主要采用乳化條狀炸藥和硝銨炸藥，并用雷管連接導爆索進行引爆，因硝銨炸藥容易受潮，如遇下雨天氣則盡量使用乳化炸藥進行爆破。裝藥前需重新測量孔洞深度，如遇部分堵塞則根據實際深度進行計算并相應地減少炸藥量，在裝藥過程中遇到斷層或者軟基巖地帶同樣要對相應孔位炸藥量進行減少。主爆孔和緩沖孔按照設計裝藥量進行裝填，孔口堵塞應大于1.5m(緩沖孔不起主要爆破作用，裝藥量一般不大于主爆孔的80%)，預裂孔裝藥采用竹片間歇式綁扎，并用導爆索連接(預裂孔裝填只能使用乳化條狀炸藥)，孔口堵塞應在80cm左右。裝藥堵塞完成后應清理孔口異物，防止爆破時產生飛石，特殊部位爆破時應使用沙袋壓孔。

4.3 爆破

為防止起爆震動過大，爆破采用毫秒分段式起爆，起爆順序應是先響預裂孔然后響主爆孔最后起爆緩沖孔，一次起爆孔數應根據單段設計最大裝藥量控制，嚴禁超段位連線。在預計爆破時間前25min開始連接導爆索和雷管，同時拉響警報，安全警戒人員開始清理爆破影響范圍內人員及設備設施，在相應的關鍵路口進行封路，不允許任何人員和車輛進入爆破警戒區。在拉響警報前不得進行雷管連接，防止意外發生。在連接雷管前必須清理所有人員，只允許炮工停留在爆破區。一切就緒后，各方位警戒人員報告安全情況，確保萬無一失后管理人員通知炮工點燃雷管引線。

4.4 安全檢查

爆破完成15min后炮工進入爆破區進行安全檢查，如發現有未燃爆的區域，則繼續連線進行二次爆破，爆破程序與首次相同。如檢查后發現一切正常并沒有安全隱患則通知警報人員關閉警報，同時撤除安全警戒區。有時爆破完成后可能形成危石區域，則對相應區域立即安排設備進行清理，不得讓危石過夜。

4.5 開挖出料

爆破完成后的工作面應立即組織設備進行開挖出料，一般采用反鏟挖裝，自卸車運輸出基坑的方式。物料挖裝完成后繼續清理工作面，以進行下一循環的造孔和爆破開挖。

5 結語

(1)目前，國內國外土石方開挖施工主要依靠爆破手段進行，面對不同的地質結構，必須要有不同的爆破設計。尤其針對水電站錯綜復雜的地質結構，更應該在每次爆破前進行必要的地質勘探和測量放線，同一部位開挖也和爆破單耗相同，但爆破設計絕對有差別，爆破孔位間排距以及裝藥量都要根據實際情況隨時更新；

(2)對于新開工的項目，在開挖前必須進行試爆破，一方面可以根據試爆破的結果推斷工作面爆破設計的各類參數；另一方面可以檢查炸藥的烈性。只有掌握多方面參數才能安全有效地進行爆破設計和開挖施工；

(3)每次爆破完成后，相應的技術管理人員應該檢查工作面爆裂情況，收集各類爆破參數，做好總結記錄，以便于之后取得更安全更合理更高效的爆破質量。