石山口水庫除險(xiǎn)加固工程石方爆破方案

□王 遐 □張繼勇

（羅山縣石山口水庫灌區(qū)管理局）

一、概況

石山口水庫位于羅山縣城西南33km，淮河水系竹竿河支流小潢河的上游，控制流域面積306km2，是一座以防洪、灌溉為主，結(jié)合發(fā)電、養(yǎng)殖及城市供水等綜合利用的大（2）型水庫。水庫1959年開工興建，經(jīng)過停建、續(xù)建配套、改善加固等過程。目前水庫標(biāo)準(zhǔn)為百年一遇洪水設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)水位80.60m，相應(yīng)庫容2.049億m3，可能最大洪水校核，相應(yīng)水位84.52m，最大庫容3.72億m3。

在水庫除險(xiǎn)加固工程施工中，爆破工程主要涉及輸水洞進(jìn)口段、出口段及主副壩連接路段，石方爆破近1.3萬m3。3處爆破工程均距水庫大壩較近，輸水洞的進(jìn)口段爆破工程緊鄰進(jìn)口段建筑物，出口段爆破工程毗鄰水電站廠房及電力設(shè)施，主副壩連接路與主壩相連，距移動(dòng)通訊塔僅33m。因此必須制定周全的爆破方案，實(shí)施嚴(yán)格的安全防控措施，以確保爆破施工在安全可靠的前提下有序進(jìn)行。

由地質(zhì)資料及開挖出來的坡面看，坡面上穩(wěn)定性差的巖體較多。因此，控制好爆破施工藥量，減少爆破地震對(duì)邊坡的不利影響，確保對(duì)邊坡的穩(wěn)定安全，至關(guān)重要。

二、爆破施工方案

根據(jù)石方爆破特點(diǎn)，對(duì)距離受保護(hù)的建筑物較近的山體采取控制爆破技術(shù)施工，對(duì)開挖坡面預(yù)留800mm厚保護(hù)層采用光面爆破開挖，嚴(yán)格控制爆破開挖線，杜絕超爆發(fā)生，同時(shí)確保邊坡的穩(wěn)定。

炮位的選擇：炮孔的位置、方向和深度直接影響爆破的效果，要合理選擇炮位。不宜在層理和裂縫處鑿孔，以防爆炸時(shí)氣體由裂縫泄出，降低爆破效果。炮位宜選在臨空面較多的方位，炮孔采取梅花形布置，炮眼間距和排距根據(jù)鉆孔深度和巖石等級(jí)等方面因素按實(shí)際確定。

距離受保護(hù)建筑物較近處需要控制爆破藥量，使用CVFY-12/7型活塞式空氣壓縮機(jī)帶180型潛孔鉆機(jī)具鉆孔，孔徑40mm，人工裝藥堵塞，電雷管、電起爆器引爆。

松動(dòng)爆破采用CVFY-12/7型活塞式空氣壓縮機(jī)帶HQD110型潛孔鉆機(jī)具鉆孔，孔徑90mm，人工裝藥堵塞，電雷管、電起爆器引爆。

光面爆破采用以放小炮方式控制爆破面。

爆破后的廢渣以挖掘機(jī)歸攏，裝載機(jī)裝車，用自卸汽車運(yùn)輸?shù)綏壴鼒?chǎng)，對(duì)爆破后的大石塊要經(jīng)2次爆破后再裝車。

三、爆破參數(shù)設(shè)計(jì)

根據(jù)試爆經(jīng)驗(yàn)，最大裝藥量控制按60kg控制。爆破裝置采用8號(hào)電雷管，2#巖石炸藥，電起爆器引爆。

四、爆破施工與安全防護(hù)

（一）爆破施工工藝

1.準(zhǔn)備工作

開工前對(duì)地質(zhì)資料進(jìn)行詳細(xì)核對(duì)，作出周密的規(guī)劃和設(shè)計(jì)。

測(cè)量放樣，在地面上標(biāo)出爆破邊界線。

清除施工范圍內(nèi)的植被、拆除不允許保留的地面設(shè)施；在爆破施工范圍外有一條供電線路距離爆破邊線較近，在進(jìn)行爆破作業(yè)前通知相關(guān)部門，停止該條線路供電，確保施工安全。

修長(zhǎng)施工道路，將潛孔鉆機(jī)布置在同上，空壓機(jī)置于右壩頂。

測(cè)量出爆破斷面，進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，確定每個(gè)炮眼的鉆進(jìn)深度及裝藥量。

2.爆破方法

為了保障水庫主壩及附近通信設(shè)施安全，爆破方法采用控制爆破，以減輕爆破產(chǎn)生的地震波對(duì)附近設(shè)施的侵害。

3.爆破順序

爆破開挖自上而下進(jìn)行，規(guī)劃好爆破作業(yè)面，使爆破和挖運(yùn)平行流水作業(yè)，做到互不干擾，以保證安全。

（二）爆破檢測(cè)

1.在鉆孔爆破施工前，按有關(guān)要求進(jìn)行爆破檢測(cè)。

2.檢測(cè)內(nèi)容；爆破材料性能；爆破參數(shù)；爆破破壞范圍；地震波影響檢測(cè)：采用宏觀調(diào)查和現(xiàn)場(chǎng)觀察的方法來評(píng)估爆破對(duì)附近重要建筑物的影響。

3.對(duì)爆破后產(chǎn)生的水中沖擊波和飛石等效應(yīng)進(jìn)行觀測(cè)，以保證其在施工過程中的防護(hù)安全。

（三）安全防護(hù)措施

1.炸藥、雷管存放地點(diǎn)應(yīng)設(shè)在遠(yuǎn)離居民點(diǎn)、重要建筑物、交通干線和爆破工地等地方。

2.爆破前對(duì)警戒范圍、警戒點(diǎn)的設(shè)置作周密安排，做好安民告示，并在各路口設(shè)立?？垂?，爆破期間禁止人員進(jìn)入。

3.爆破施工前后，由專人作警報(bào)器，使用統(tǒng)一音響信號(hào)作為警戒。

4.爆破指揮人員在確認(rèn)周圍的安全警戒工作完成后，方可發(fā)出起爆命令，接到起爆命令后起爆人員方可進(jìn)行起爆。

5.起爆完畢后，爆破人員首先進(jìn)行爆破現(xiàn)場(chǎng)檢查，確定所有的炮孔全部準(zhǔn)確起爆后，方可發(fā)出解除信號(hào)，撤離警戒人員。

6.如發(fā)現(xiàn)瞎炮，應(yīng)立即切斷電源，先灌水使雷管和炸藥失效，再由人工移出，在瞎炮處理后，方可解除警戒，進(jìn)行石方裝運(yùn)。

7.爆破后組織人員在爆區(qū)內(nèi)詳細(xì)檢查，清理危石和不穩(wěn)定區(qū)的巖塊、巖堆，同時(shí)抓緊對(duì)爆堆的測(cè)量，計(jì)算爆破的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及爆破效果。

8.主副壩附近有通信設(shè)施，為了保障安全，在進(jìn)行爆破施工前，對(duì)擬爆山體坡面覆蓋鋼絲網(wǎng)，并壓粘土麻袋予以保護(hù)，必要時(shí)加裝鋼絲防擴(kuò)網(wǎng)，避免飛石濺落到附近建筑物。

五、爆破安全技術(shù)

為確保爆破的安全，應(yīng)做好以下幾方面的工作。

（一）爆破震動(dòng)控制

1.爆破震動(dòng)的計(jì)算

質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度傳播規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)公式如下

V為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度，cm/s；W為爆破裝藥量，本爆破為齊發(fā)爆破，取總裝藥量，kg；D為爆破區(qū)藥量分布的幾何中心到觀測(cè)點(diǎn)或建筑物、防護(hù)目標(biāo)的距離，m；K、a為與場(chǎng)地地質(zhì)條件、巖體特性、爆破條件以及爆破區(qū)與觀測(cè)點(diǎn)或建筑物、防護(hù)目標(biāo)相對(duì)位置等有關(guān)的常數(shù)，由爆破檢測(cè)確定。根據(jù)《爆破安全規(guī)程》的相關(guān)規(guī)定，按試爆經(jīng)驗(yàn)，取定參數(shù)K＝155，a＝1.70。

由《爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)表》，移動(dòng)信號(hào)塔附近爆破按照安全允許振動(dòng)速度V0＝2.5cm/s控制，移動(dòng)信號(hào)塔距離爆破最近炮孔33m，鉆孔深度4m，計(jì)算單次起爆最大藥量為24.69kg。

由《爆破振動(dòng)安全允許標(biāo)準(zhǔn)表》，連接路與主壩、副壩相連接段安全允許振動(dòng)速度套用水工隧道按V0＝15cm/s控制。

副壩端起點(diǎn)炮孔距南副壩頭10m，孔深1.5m，計(jì)算單次起爆最大裝藥量W＝16.22kg；

主壩端起點(diǎn)炮孔距離主壩頭9m，計(jì)算單次起爆控制藥量為11.83kg；

爆破控制藥量60kg對(duì)應(yīng)炮孔距離主、副壩頭為15.47m。

爆破控制藥量60kg對(duì)應(yīng)炮孔距離移動(dòng)通訊塔為44.37m。

（二）爆破飛石控制

爆破飛石是爆破的主要危害之一，控制飛石的主要技術(shù)是控制單孔裝藥量和安全防護(hù)。

1.爆破飛石距離的控制

根據(jù)相關(guān)實(shí)測(cè)資料，爆破飛石的初速度一般為V0＝3.5m/s，在小抵抗線條件下，飛石初速度可達(dá)V0＝10～20m/s以上，以一定的初射角拋出S＝sin2θV02/g，當(dāng)初射角θ＝45°時(shí)，水平距離最大，即S＝10～40m，而爆破點(diǎn)距移動(dòng)通訊塔最近33m，為此要加強(qiáng)防護(hù)，避免飛石對(duì)附近建筑物及其設(shè)施的損害。

2.控制飛石的安全措施

從設(shè)計(jì)方法上，應(yīng)嚴(yán)格掌握單孔裝藥量，藥包的最小抵抗線不可過小，孔深孔距、藥包的分布均應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，爆炸能量主要用于破碎巖體上，而無更多的能量產(chǎn)生飛石。

按設(shè)計(jì)方案要標(biāo)布孔，分布應(yīng)均勻，防止孔偏、孔斜，超淺超深，提高堵孔質(zhì)量，使藥包在巖體中心爆炸。

加強(qiáng)安全防護(hù)，按單孔藥量、炮孔分布，合理的進(jìn)行安全防護(hù)。

在做好上述工作的基礎(chǔ)上，還應(yīng)加強(qiáng)安全警戒，其范圍應(yīng)比計(jì)算結(jié)果略大一些，以免意外情況發(fā)生。

（三）嚴(yán)格控制最大裝藥量，采用先進(jìn)的爆破技術(shù)，對(duì)于石質(zhì)堅(jiān)硬、整體性較好的巖石進(jìn)行爆破時(shí)，可用寬距離爆破技術(shù)，通過增大孔距、減小排距來充分利用炸藥能量，在單孔爆破面積和單位耗藥量不變的情況下，可以改善破碎質(zhì)量。

（四）為了確保邊坡的穩(wěn)定和平整度，除堅(jiān)持采用光面爆破技術(shù)外，根據(jù)實(shí)際情況，適當(dāng)增大塹坡保護(hù)層。在石質(zhì)較差地段，進(jìn)行深孔爆破時(shí)，要減小梯段高度，實(shí)行微差爆破，盡量減少爆破藥量和分段藥量，以免擾動(dòng)山體。

（五）嚴(yán)格按照爆破安全規(guī)定進(jìn)行施工，做好爆破安全保衛(wèi)工作。從開始裝藥起，即設(shè)置安全警戒，防止非作業(yè)人員進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)。網(wǎng)路連接后，工作人員逐步撤離，警戒員、防護(hù)人員在指定地點(diǎn)就位，實(shí)行區(qū)段臨時(shí)封閉，防止人、車等進(jìn)入施爆區(qū)。

（六）各類爆破施工人員要持證上崗，對(duì)爆破作業(yè)人員嚴(yán)格執(zhí)行“安全技術(shù)考核標(biāo)準(zhǔn)”?；鸸げ牧系馁徺I、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)保管和使用嚴(yán)格實(shí)行《中華人民共和國民用爆炸物品管理?xiàng)l例》。

（七）加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)安全管理，在施工現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置安全標(biāo)志。遇到大風(fēng)、雷電等惡劣天氣均不得進(jìn)行爆破。

六、碎碴清理

爆破后的石碴采用挖掘機(jī)挖裝，自卸汽車運(yùn)輸至壓滲平臺(tái)下游的棄碴場(chǎng)，對(duì)于爆破后對(duì)大粒徑石塊擬采用風(fēng)鉆打淺眼，進(jìn)行爆破分解，并配合機(jī)械作業(yè)進(jìn)行解小后裝車運(yùn)輸。

運(yùn)輸石碴的施工車輛行駛會(huì)引起塵土飛揚(yáng)，使附近的總懸浮顆粒物超過環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。在運(yùn)輸碴料時(shí)，運(yùn)碴車輛裝車高度不得超過車廂擋板調(diào)度，并在車廂上覆蓋帆布，車輛行駛速度一般≤20km/h，以減少施工揚(yáng)塵。

將石碴運(yùn)輸?shù)街付ǖ臈壊陞^(qū)后，用推土機(jī)推平，并做出一定排水坡度，防止水土流失。