水利工程中的巖石開(kāi)挖爆破技術(shù)研究

■謝志強(qiáng)（廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì)廣東肇慶526020）

水利工程中的巖石開(kāi)挖爆破技術(shù)研究

■謝志強(qiáng)
（廣東省地質(zhì)局第五地質(zhì)大隊(duì)廣東肇慶526020）

本文介紹了巖石爆破技術(shù)在水利工程中的應(yīng)用，希望對(duì)水利工程的實(shí)際建設(shè)發(fā)揮出指導(dǎo)借鑒性作用。

水利工程巖石開(kāi)挖爆破技術(shù)

1　壩基開(kāi)挖

水利工程中進(jìn)行常規(guī)性壩基開(kāi)挖，是指對(duì)壩基保護(hù)層以上巖體進(jìn)行開(kāi)挖，我國(guó)使用最多的是毫秒爆破技術(shù)，也是深孔臺(tái)階開(kāi)挖爆破技術(shù)。

開(kāi)挖壩基保護(hù)層：水利工程中的壩基保護(hù)層開(kāi)挖可以有效控制壩基質(zhì)量。如果現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)條件有限，可以使用類(lèi)比工程方法確定使用何種技術(shù)。使用過(guò)工程類(lèi)比確定方法得知壩基保護(hù)層厚度參考值如下表1。

其中，H是指壩基保護(hù)層厚度；D是指梯段拋空底部裝藥直徑。

水利工程巖石保護(hù)層開(kāi)挖有明確規(guī)定(三層開(kāi)挖式)：首先，炮孔穿入界面范圍1.5m內(nèi)，使用小于40mm的裝藥直徑，但要將藥量控制在300kg內(nèi)；其次，極為發(fā)育的節(jié)理裂隙與軟弱巖體，應(yīng)將炮孔控制在穿入建基面0.7內(nèi)，剩余巖體需要控制在0.5m范圍內(nèi)，炮孔和水平建基面之間夾角應(yīng)該小于60o，小于32mm的裝藥直徑，并且嚴(yán)格使用單孔起爆方式；最后，極為發(fā)育的節(jié)理裂隙與軟弱巖體，應(yīng)該留有0.2m厚度巖體用于撬挖操作，并且嚴(yán)格控制炮孔深度，其不能超過(guò)建基面。

2　巖石高邊坡的爆破開(kāi)挖技術(shù)

水利工程在建設(shè)過(guò)程中，為了有效控制巖石開(kāi)挖爆破對(duì)于高邊坡影響，采用緩沖爆破、預(yù)裂爆破、深孔梯段微差爆破和光面爆破技術(shù)。

3　對(duì)筑壩進(jìn)行定向爆破

定向的爆破筑壩按照陡峭岸坡進(jìn)行合理布藥，采用定向的松動(dòng)崩塌或者是拋擲爆落巖石到工程指定位置，從而實(shí)現(xiàn)攔阻河道效果，然后再采取人工修整，完成水利工程筑壩技術(shù)。

3.1工程適用的基本條件

（1）要求現(xiàn)場(chǎng)地形河谷狹窄，山高山厚是壩高設(shè)計(jì)兩倍及以上，岸坡陡峭(一般在40o以上范圍)；

（2）水利工程的壩體防滲大多數(shù)采用斜墻式防滲；

（3）要求施工地址屬于風(fēng)化弱、巖性均勻、構(gòu)造簡(jiǎn)單、高強(qiáng)度、低地下水位、小滲水量和薄覆蓋層等；

（4）工程中的導(dǎo)流建筑物和泄水建筑物進(jìn)出口應(yīng)該設(shè)計(jì)在堆積范圍外，另外還要保證爆破震動(dòng)預(yù)防措施的安全性。

3.2布置爆破藥包

在定向爆破建壩的藥包布置分為兩種形式，一種是單岸爆破；另一種是雙岸爆破。藥包設(shè)置在爆破漏斗下方，爆堆頂部的輪廓線(xiàn)上方，與壩頂高程線(xiàn)平行處。

3.3爆破技術(shù)方式

常見(jiàn)爆破技術(shù)方式有微差爆破、齊發(fā)爆破、小抵抗爆破、小抵抗線(xiàn)寬孔距爆破、微差擠壓爆破、微差順序爆破等技術(shù)，常用深孔臺(tái)階爆破技術(shù)。

4　巖塞爆破技術(shù)

4.1布置巖塞和處理爆落石碴

布置巖塞過(guò)程中，需要嚴(yán)格控制巖塞厚度，其直徑一般是1—1.5倍左右，如果底部直徑過(guò)厚，會(huì)影響爆通效果，如果底部直徑太薄，會(huì)影響爆破安全性，因此巖塞應(yīng)按照下圖1進(jìn)行布置。

圖1　巖塞布置圖

其中，(a)設(shè)為集坑集碴，(b)設(shè)為緩沖坑泄碴；1為巖塞，2為集碴坑，3為緩沖坑，4為閘門(mén)井，5為引水隧洞，6為操作室。

4.2計(jì)算裝藥量，裝藥和起爆

爆破技術(shù)中的裝藥量計(jì)算過(guò)程中，巖塞爆破屬于水下爆破的一種，所以需要充分考慮靜水壓力作用后，進(jìn)而對(duì)裝藥量進(jìn)行計(jì)算，一般情況下，要比常規(guī)下拋擲的爆破藥量增多1/5—1/3左右，用公式表示為：Qs=(1.2～1.3)kW3(0.4+0.6m3)

其中，Qs為巖塞爆破裝藥量，n為爆破指數(shù)，常取1—1.5。

對(duì)于爆破裝藥環(huán)節(jié)，需要采取洞室和鉆孔結(jié)合爆破方案，在巖塞中心局限偏上位置設(shè)置集中藥包，并且在外圈設(shè)置大型爆破鉆孔。這種集優(yōu)型方案，不但克服兩者缺陷，還適用于任意形式的斷面巖塞爆破技術(shù)。

在排列起爆順序時(shí)，需要按照周邊預(yù)裂孔一中間集中藥包一擴(kuò)大藥包順序執(zhí)行，采用并聯(lián)一串聯(lián)一并聯(lián)起爆網(wǎng)絡(luò)復(fù)合式。

5　面板堆石壩開(kāi)采填筑石料

對(duì)于面板堆石壩開(kāi)采填筑石料工作，應(yīng)該建立在在常規(guī)性開(kāi)挖爆破出渣塊度基礎(chǔ)要求外進(jìn)行，還需要滿(mǎn)足開(kāi)挖石料良好顆粒級(jí)配結(jié)構(gòu)。

6　拆除爆破圍堰與巖坎

圍堰拆除性爆破采用的是巖渣處理方式，具體分為留渣(也稱(chēng)聚渣)和泄渣爆破兩種技術(shù)。巖坎好圍堰爆破技術(shù)施工根據(jù)非臨水面、頂面和圍堰內(nèi)部等實(shí)現(xiàn)鉆爆作業(yè)。

7　結(jié)束語(yǔ)

水利工程是一項(xiàng)復(fù)雜和系統(tǒng)化工程，爆破技術(shù)是重要施工技術(shù)之一。爆破技術(shù)利用了炸藥炸除巖石，或者是破壞建筑物的一種作業(yè)手段。在工程建設(shè)過(guò)程中，地形環(huán)境的復(fù)雜，使得應(yīng)用爆破技術(shù)更具有現(xiàn)實(shí)意義，其可以提高工程進(jìn)度，提高施工安全性和質(zhì)量。不同水利工程特殊性，爆破技術(shù)也會(huì)存在差異，要求也會(huì)有所不同。所以，在施工中應(yīng)使用不同爆破技術(shù)和方法，打好工程運(yùn)行基礎(chǔ)是非常必要的。

[1]戴會(huì)超，等.特大型水利水電工程若干巖石力學(xué)問(wèn)題談?wù)揫D].第三屆全國(guó)巖土與工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文集.2009.

[2]張習(xí)平，等.黃登水電站導(dǎo)流隧洞開(kāi)挖精細(xì)爆破技術(shù)[A].中國(guó)爆破新技術(shù)，2012，6(29).

TD12[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-390-1