長河壩水電站壩肩明挖爆破作業(yè)程序控制

楊 多

(四川二灘國際工程咨詢有限責(zé)任公司，四川 成都 610072)

1 前 言

長河壩水電站壩址區(qū)出露巖體為套晉寧期-澄江期的侵入巖，巖性以花崗巖、閃長巖為主。壩址區(qū)右岸大壩以1 680m高程為界，以下為淺灰色、灰白色塊狀中粒黑云母花崗巖，以上為灰色石英閃長巖；左岸以淺灰色、灰白色塊狀花崗巖為主，夾少量灰色石英閃長巖和深灰色輝長巖團塊，該巖體致密性高、巖石堅硬。

長河壩水電站與構(gòu)皮灘水電站壩肩開挖都屬于近300m的高邊坡梯段開挖，有許多近似之處，也有許多不同之處，但是，壩肩明挖爆破開挖的程序控制是一致的。

構(gòu)皮灘水電站地處貴州卡斯特區(qū)域，圍巖屬脆性灰質(zhì)巖，單軸抗壓強度不小于60GPa。在壩肩開挖過程中，對爆破的控制如下：

(1)爆前。①根據(jù)設(shè)計邊坡開挖要求，進行爆破設(shè)計。②確定預(yù)裂孔、緩沖孔、主爆孔的間排距、孔徑、孔深、孔斜、線表藥密度、填裝方式、堵孔長度、聯(lián)網(wǎng)形式、啟爆方式等爆破參數(shù)的標(biāo)準。③按照批準的爆破設(shè)計，進行全程監(jiān)控。④在進行爆破設(shè)計的同時，進行安全警戒范圍的設(shè)計。⑤完成爆前安全檢查和安全警戒工作。

(2)爆中。按照微差爆破方式依序啟爆。

(3)爆后。統(tǒng)計半孔率、開挖坡面平整度、爆根殘留情況、爆塊均勻度、馬道成形情況等，進行綜合評定，為下一個梯段爆破設(shè)計參數(shù)的修正提供依據(jù)。

構(gòu)皮灘水電站壩肩開挖工序于2004年前基本結(jié)束，邊坡開挖質(zhì)量得到有效控制，減少了不必要的支護工序，節(jié)約了成本，提高了施工效率。

長河壩水電站壩肩為薄層開挖，受巖體表面風(fēng)化的影響，爆破技術(shù)難度更高，因此，進行開挖爆破作業(yè)程序控制是必要的，并且借鑒構(gòu)皮灘水電站壩肩開挖的成功經(jīng)驗也是必要的。

爆破作業(yè)是石質(zhì)坡面開挖的主要手段，在爆破開挖前，根據(jù)設(shè)計技術(shù)條款和規(guī)范要求，結(jié)合現(xiàn)場地形地質(zhì)條件，精心選擇爆破參數(shù)，認真作好爆破設(shè)計，以便于指導(dǎo)開挖施工作業(yè)。

2 爆破設(shè)計的主要技術(shù)參數(shù)

(1)確定預(yù)裂孔、緩沖孔、主爆孔的布置。

(2)設(shè)計孔徑、孔深、孔斜、爆孔間排距、使用藥卷直徑、最大段單響藥量、線裝藥密度、單位耗藥量、單孔裝藥量、堵孔長度、堵塞密實度、爆破藥量等。

(3)繪制爆孔平面布置圖。

(4)繪制爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接圖。

(5)繪制預(yù)裂孔、緩沖孔、主爆孔裝藥結(jié)構(gòu)圖。

(6)明確起爆方式。

(7)根據(jù)爆破設(shè)計的最小抵抗線，同時作爆破警戒范圍設(shè)計并繪制爆破警戒線平面布置圖。

3 爆破試驗

爆破設(shè)計參數(shù)的來源除了正確的計算而外，還來源于爆破試驗對爆破參數(shù)選擇的驗證。

(1)爆破試驗地點的選擇。原則上選擇在遠離設(shè)計坡面、建基面及建筑物場地，但是，外界及地質(zhì)條件必須符合現(xiàn)場實際。

(2)爆破試驗組次的確定。爆破試驗組次選擇與圍巖類別密切相關(guān)，對于有硬巖、中性巖及軟巖等不同巖性分布的巖體，均應(yīng)進行爆破試驗，并且進行單耗藥量的對比試驗。

(3)特殊部位的爆破試驗。主要指建基面保護層開挖、設(shè)計坡面開挖及馬道保護的爆破試驗。建基面保護層開挖分兩步進行：第一步為抽槽爆破開挖，采用垂直孔加墊層的爆破方式；第二步采用為垂直孔加水平預(yù)裂孔組合而成的爆破方式。設(shè)計坡面開挖及馬道保護的爆破試驗主要是對預(yù)裂孔和緩沖孔的爆破控制。預(yù)裂爆破質(zhì)量影響設(shè)計坡面平整度以及爆破裂隙對設(shè)計坡面的損害，在有地質(zhì)缺陷的部位將涉及坡體的安全穩(wěn)定。尤其在梯段爆破作業(yè)中，上一級坡面開挖，預(yù)裂孔、緩沖孔布置在下級馬道范圍之內(nèi)，爆破作用于馬道之上，特別是緩沖孔底部裝藥為滿孔填裝的形式，爆破能量將使馬道及下級坡面外緣受損，因此，尋求減少爆破破壞、使用墊層厚度將是爆破試驗的內(nèi)容之一。

(4)火工材料的爆破試驗。準備投入使用的炸藥、火雷管、電雷管、毫秒雷管、導(dǎo)爆索、導(dǎo)火索等火工材料，必須按規(guī)定數(shù)量進行爆破試驗，以驗證火工產(chǎn)品的合格率，防止在爆破過程中因此產(chǎn)生拒爆或其他不安全因素。

4 施工現(xiàn)場明挖爆破作業(yè)的控制

(1)造孔前，先進行爆破場地的清理和平整工作，并且用石灰粉等材料規(guī)劃出設(shè)計坡面外緣開挖造孔線，布置預(yù)裂孔、緩沖孔、主爆孔的造孔點。根據(jù)設(shè)計開挖坡比控制預(yù)裂孔造孔斜率，簡單的方法為：使用架管搭設(shè)鉆機孔斜控制架，使爆孔整齊劃一，同時又能提高開挖坡面質(zhì)量。

(2)造孔完成后，現(xiàn)場檢測孔徑、孔深、孔斜，作好爆孔的原始資料記錄，對于檢查不合格的爆孔進行補孔或清孔工作，最大限度地滿足爆破設(shè)計要求。在梯段爆破作業(yè)中，對于緩沖孔使用石渣回填或空氣墊層保護，在檢孔之后裝藥之前進行。

(3)嚴格按照爆破設(shè)計控制單孔裝藥量?，F(xiàn)場施工員、質(zhì)檢員及專職安全員必須堅守崗位，全程控制裝藥，防止野蠻裝藥，特別要防止銨磺等粉劑炸藥的撒漏。對于預(yù)裂孔，要嚴格控制線裝藥密度，做到均勻布藥，這是對開挖坡面平整度、孔間起伏差及防止坡面產(chǎn)生爆破裂隙的控制因素。

(4)堵孔長度和堵塞密實度是影響爆破效率的兩大因素，如果堵孔長度不夠或填塞密實度不符合爆破設(shè)計要求，爆破產(chǎn)生的巨大能量將會在瞬時從孔口薄弱部位外泄，對爆體不能達到爆破的目標(biāo)，既浪費了火工材料，又影響開挖質(zhì)量，導(dǎo)致增加成本，延誤工期。

(5)爆破網(wǎng)絡(luò)的連接及起爆順序的安排也影響爆破效率?？刂祁A(yù)裂孔、緩沖孔、主爆孔最大單段藥量有利于保護設(shè)計坡面，尤其是對于薄層巖體的開挖，預(yù)裂孔的最大單段藥量應(yīng)小于50kg。段與段之間的微差應(yīng)大于或等于200ms，使層間擁有足夠的臨空面，增加爆破效應(yīng)。

(6)爆后效果分析是提高循環(huán)爆破水平、合理修正爆破參數(shù)的依據(jù)。通過對半孔率的統(tǒng)計、孔間起伏差與坡面平整度的測量、爆塊大小及均勻度的觀察、殘留爆根及爆根著力的測試，經(jīng)綜合分析研究，提出爆破方案及爆破參數(shù)的修改意見，從而進一步優(yōu)化爆破設(shè)計。同時，作好現(xiàn)場爆后資料的收集、記錄，為同類花崗巖爆破參數(shù)的選擇參考。

5 特殊爆破的處理

原則上應(yīng)免除在建筑物安全距離以內(nèi)進行爆破作業(yè)，有特殊需要時，可首先對建筑物進行安全防護。針對現(xiàn)場實際情況制定爆破規(guī)劃及爆破設(shè)計，盡量化整為零，分次切割，將用藥量控制在許可范圍之內(nèi)，減小單孔裝藥量及用藥總量，采用靜態(tài)爆破或松動爆破的方式，以及采用打單層或雙層減震孔、土袋覆蓋，鉛絲網(wǎng)加蓋、鋼筋網(wǎng)作表層加蓋等方法，將爆破影響降到最小程度。

6 結(jié)束語

爆破作業(yè)是石質(zhì)坡體開挖的必要手段，因此要控制好爆破作業(yè)這個關(guān)鍵工序，就必須根據(jù)工程的現(xiàn)場地形、地質(zhì)情況，合理地確定爆破參數(shù)，制定爆破控制程序，規(guī)范爆破作業(yè)，才能保證開挖質(zhì)量，減少超欠挖，減小爆破對坡面的損傷，減少支護工程量，增加坡體的自穩(wěn)能力，使工程開挖更加經(jīng)濟、安全、高效。