淺談大壩邊坡爆破開(kāi)挖施工技術(shù)

羅娣

摘要：本文結(jié)合工程實(shí)例在中型水電站大壩高邊坡開(kāi)挖工程中的應(yīng)用，通過(guò)持續(xù)的優(yōu)化施工方案，嚴(yán)格控制鉆孔質(zhì)量，選擇合理爆破參數(shù)，邊坡形成后，預(yù)裂面較平整，半孔率在85%以上，高邊坡保持穩(wěn)定，施工效果良好。

關(guān)鍵詞：邊坡；開(kāi)挖；爆破；施工方法

1概述

1.1工程概述

本項(xiàng)目水電站位于四川省涼山州木里縣境內(nèi)，為金沙江左岸支流——水洛河干流、額斯～捷可河段“一庫(kù)十一級(jí)”中的一個(gè)梯級(jí)電站。該電站以發(fā)電為主，采用引水式開(kāi)發(fā)。

該水電站裝機(jī)容量114MW，在河段建閘壩取水。水庫(kù)正常蓄水位1856.00m，水庫(kù)總庫(kù)容173.85萬(wàn)m³，調(diào)節(jié)庫(kù)容110.89萬(wàn)m³，額定水頭81m。

1.2工程地質(zhì)

閘址河谷斷面呈“V”型，右岸漫灘較發(fā)育。左、右岸壩肩均為巖質(zhì)岸坡，巖層走向與坡面大角度相交，有利于岸坡穩(wěn)定。據(jù)地表地質(zhì)調(diào)查，坡體中未發(fā)現(xiàn)連續(xù)的順坡向軟弱結(jié)構(gòu)面或大的斷層分布，邊坡整體穩(wěn)定。受岸坡卸荷等物理地質(zhì)作用以及各類結(jié)構(gòu)面切割和不利組合的影響，沿坡面存在局部小型楔形塊體，施工過(guò)程中部分可能出現(xiàn)失穩(wěn)。2施工布置

2.1施工道路布置

利用前期由閘址下游側(cè)過(guò)河修筑一施工便道至右岸開(kāi)挖邊坡頂部，最大縱坡度30%，路寬3.5m。作為邊坡開(kāi)挖和支護(hù)機(jī)械設(shè)備及材料運(yùn)輸通道。

2.2風(fēng)、水、電布置

2.2.1供風(fēng)布置

開(kāi)挖施工采用設(shè)備自帶風(fēng)，由φ50高壓軟管由空壓機(jī)接出，至作業(yè)面管給鉆機(jī)供風(fēng)，351液壓鉆機(jī)由20m3/min空壓機(jī)供風(fēng)，局部施工部位手風(fēng)鉆施工由3m3/min移動(dòng)式空壓機(jī)供風(fēng)。

2.2.2供電布置

開(kāi)挖施工用電主要為現(xiàn)場(chǎng)照明和機(jī)械設(shè)備維護(hù)修理用電，在主電網(wǎng)未覆蓋之前用30KW移動(dòng)式柴油發(fā)電機(jī)供電到工作面來(lái)滿足施工用電要求；主電網(wǎng)覆蓋之后直接從主電網(wǎng)接線至工作面處供電。

2.2.3供水布置

土石方開(kāi)挖施工供水主要是機(jī)械設(shè)備用水，前期由河中直接抽取使用，待主電網(wǎng)及供水系統(tǒng)形成后，從工地供水主管接支管供水。

2.3分層開(kāi)挖布置

根據(jù)石方開(kāi)2挖深孔梯段分層高度不超過(guò)10～12m，淺孔梯段高度不超過(guò)5m，土方開(kāi)挖分層高度不超過(guò)4m，左岸擋水壩及進(jìn)水口開(kāi)挖分為12層，右岸擋水壩段分11層。

2.4炸藥庫(kù)布置

本標(biāo)炸藥庫(kù)擬布置于該電站壩址上游左側(cè)約600 m公路附近，建筑面積40m²，占地面積200m²，儲(chǔ)量15t。并遵守當(dāng)?shù)卣?、民爆公司、公安及發(fā)包人工地有關(guān)火工產(chǎn)品的規(guī)定，建立完善嚴(yán)密的保管使用制度。

3施工程序及施工方法

3.1施工程序

修建施工臨時(shí)道路→風(fēng)水電布置→右岸擋水壩段邊坡開(kāi)挖→坡頂截、排水溝開(kāi)挖→履蓋層開(kāi)挖→分層梯段開(kāi)挖→分層邊坡預(yù)裂爆破施工→分層邊坡支護(hù)→施工保護(hù)層開(kāi)挖

3.2施工方法

石方開(kāi)挖根據(jù)不同部位開(kāi)挖層厚度的不同和巖石特點(diǎn)，可分別采用淺孔爆破和深孔梯段爆破。對(duì)于鉆孔深度小于5.0m的開(kāi)挖梯段、體積大于0.7 m3的孤石，采用手風(fēng)鉆淺孔爆破；鉆孔深度大于5.0m的開(kāi)挖梯段，采取中大孔徑深孔梯段微差爆破。為保證邊坡的完整性和平整度，采用預(yù)裂爆破或光面爆破形成開(kāi)挖邊坡。建筑物建基面和馬道采取預(yù)留保護(hù)層的方法開(kāi)挖。

石方開(kāi)挖采取從上至下分梯段鉆爆的方式開(kāi)挖。左右岸壩肩開(kāi)挖均由下游側(cè)公路修一條上坡頂高程的履帶式設(shè)備道路，路寬3.5m，縱坡度30%，作為施工人員、設(shè)備和材料上下的通道。

邊坡預(yù)裂爆破采用351型風(fēng)動(dòng)液壓鉆鉆孔，孔徑100m；邊腳斜坡地段淺孔梯段爆破及保護(hù)層開(kāi)挖采用YT-28手風(fēng)鉆造孔，孔徑42m；深孔梯段爆破采用351型風(fēng)動(dòng)液壓鉆鉆孔，孔徑70～100mm。馬道和建基面預(yù)留保護(hù)層采用小炮分層爆破的方法開(kāi)挖。施工時(shí)預(yù)留保護(hù)層厚度初定為3m，根據(jù)爆破情況進(jìn)行調(diào)整，梯段爆破時(shí)，主爆破鉆孔不深入到保護(hù)層內(nèi)。第一層炮孔鉆至距建基面1.5m，手風(fēng)鉆鉆孔，孔深1.5m，孔徑42m，孔排距15×1.0m，藥包直徑32mm，分段梯段爆破。第二層對(duì)于節(jié)理裂隙極發(fā)育和軟弱巖體炮孔深度0.8m，其他巖體炮孔深1.0m?？讖骄鶠?2mm，手風(fēng)鉆鉆孔，藥卷直徑32mm，孔排距1×1m，塑料導(dǎo)爆管毫秒雷管起爆。第三層孔深0.5m，手風(fēng)鉆鉆孔，孔徑為42mm，孔排距0.8×0.5m，藥卷直徑32m，塑料導(dǎo)爆管毫秒雷管起爆。節(jié)理裂隙極發(fā)育和軟弱巖體，最下層30cm人工撬挖，起爆均進(jìn)行孔間微差起爆。

4邊坡開(kāi)挖爆破方法

4.1爆破方案

（1）爆破方式：石方明挖采用梯段爆破，邊坡采用預(yù)裂爆破，地質(zhì)缺陷槽挖采用光面爆破，大塊石采用手風(fēng)鉆解炮。

（2）火工材料的選用：炸藥選用2#巖石銨梯炸藥和乳化炸藥，雷管選用毫秒延時(shí)的非電雷管系列，傳爆專用導(dǎo)爆管及導(dǎo)爆索。

（3）起爆網(wǎng)絡(luò)：起爆網(wǎng)絡(luò)為非電起爆網(wǎng)絡(luò)。

4.2爆破參數(shù)

4.2.1爆破設(shè)計(jì)流程

梯段爆破設(shè)計(jì)，按圖4.2-1爆破設(shè)計(jì)程序框圖進(jìn)行。

梯段爆破設(shè)計(jì)，根據(jù)開(kāi)挖高度、設(shè)計(jì)輪廓、鉆孔機(jī)具、挖掘機(jī)械的性能和施工進(jìn)度確定。實(shí)施梯段爆破時(shí)，其鉆孔與裝藥排數(shù)，根據(jù)梯段高度、臨空面條件、地質(zhì)條件、巖石性質(zhì)、鉆孔直徑、施工強(qiáng)度要求等因素設(shè)計(jì)。

4.2.2梯段爆破參數(shù)

深孔梯段爆破主爆孔采用采用連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，人工裝藥。梯段爆破設(shè)計(jì)參數(shù)、孔內(nèi)裝藥結(jié)構(gòu)，見(jiàn)表4.2-2。

4.2.3預(yù)裂爆破參數(shù)

預(yù)裂爆破采用不耦合空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)，導(dǎo)爆索引爆。一個(gè)坡面分多級(jí)預(yù)裂鉆孔時(shí)，每級(jí)之間預(yù)留50cm寬的鉆孔平臺(tái)，上一級(jí)鉆孔時(shí)超20cm，下一級(jí)預(yù)裂開(kāi)口欠30cm，滿足超欠挖技術(shù)要求。endprint

（1）緩沖孔：緩沖孔是為了減少主爆炮孔爆破對(duì)后側(cè)邊坡的影響，在主爆孔（梯段爆破）與邊坡開(kāi)挖爆破孔（主要為預(yù)裂孔）之間增加1～2排緩沖爆破孔，其爆破規(guī)模比主爆孔爆破規(guī)模要小。

梯段>5m的深孔爆破，設(shè)1排緩沖爆破孔，其孔徑為φ90mm、孔距為1.5～2.0m、排距1.2～1.5m，其它均與梯段爆破參數(shù)相同。爆破參數(shù)將在施工現(xiàn)場(chǎng)，根據(jù)地質(zhì)情況和爆破試驗(yàn)成果及時(shí)修正。

（2）高邊坡爆破布孔形式：巖石邊坡開(kāi)挖爆破布孔，從邊坡輪廓至開(kāi)挖區(qū)，依次為邊坡預(yù)裂爆破孔、緩沖爆破孔、主爆孔。布孔形式、起爆網(wǎng)絡(luò)和起爆順序見(jiàn)圖4.2-3。

（3）預(yù)裂爆破參數(shù)，見(jiàn)表4.2-3。

4.3鉆孔

①淺孔梯段爆破開(kāi)挖采用351型風(fēng)動(dòng)液壓鉆或手風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔直徑φ42～φ90mm；

②深孔梯段爆破采用351型風(fēng)動(dòng)液壓鉆鉆孔，鉆孔直徑φ90～φ100mm；

③對(duì)于小斷面的爆破開(kāi)挖，如地質(zhì)缺陷槽挖、建基面保護(hù)層分層開(kāi)挖和大粒徑塊石解炮，用YT-28手風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔直徑φ42 m。

④邊坡預(yù)裂鉆孔采用351型風(fēng)動(dòng)液壓鉆，鉆孔直徑為φ100m。地質(zhì)缺陷槽挖光面爆破鉆孔采用YT-28型手風(fēng)鉆，鉆孔直徑為φ42mm；

⑤以上各種鉆機(jī)、鉆具鉆孔均要滿足爆破設(shè)計(jì)要求的孔徑、傾角和鉆深精度要求。

4.4裝藥及堵塞

①預(yù)裂爆破和光面爆破按照爆破設(shè)計(jì)要求的裝藥結(jié)構(gòu)和施工程序進(jìn)行孔內(nèi)裝藥；

②深孔梯段爆破，按梯段爆破設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)，裝藥量進(jìn)行裝藥；

③炮孔裝藥時(shí)使用木棍或竹桿裝藥，禁止使用石塊和易爆材料堵塞炮孔。

4.5聯(lián)網(wǎng)、警戒、起爆

聯(lián)網(wǎng)由有經(jīng)驗(yàn)的炮工進(jìn)行操作，聯(lián)網(wǎng)完成后由隊(duì)長(zhǎng)進(jìn)行復(fù)檢，合格后方可進(jìn)行下道工序。為避免瞎炮和盲炮，爆破網(wǎng)絡(luò)采用復(fù)式網(wǎng)絡(luò)。

爆破區(qū)周?chē)O(shè)置300m范圍的爆破警戒區(qū)，交通道口設(shè)立警示牌。爆破區(qū)鉆孔時(shí)掛紅旗，放炮前改成掛白旗。放炮前發(fā)出警告信號(hào)，向危險(xiǎn)區(qū)邊界派出警戒人員，將無(wú)關(guān)人員立即撤出危險(xiǎn)區(qū)外；具備起爆條件時(shí)用發(fā)出起爆信號(hào)，準(zhǔn)許起爆員起爆。

石方爆破，采用非電導(dǎo)爆毫秒雷管網(wǎng)絡(luò)連接，根據(jù)最大一次起爆計(jì)算，進(jìn)行孔外或孔內(nèi)分段。非電導(dǎo)爆管起爆器起爆。

4.6爆后檢查及解除警戒

露天爆破解炮響后5分鐘，大炮響后15分鐘，等爆破煙塵消散，才可進(jìn)入爆區(qū)檢查，檢查內(nèi)容包括有無(wú)盲炮，爆堆是否穩(wěn)定，有無(wú)懸石、危石，經(jīng)檢查無(wú)上述情況后才可拉解除警報(bào)。如發(fā)現(xiàn)有盲炮，立即報(bào)告，派有經(jīng)驗(yàn)的爆破員立即處理，未處理前爆破警戒區(qū)繼續(xù)警戒，經(jīng)檢查確認(rèn)安全后，方準(zhǔn)發(fā)出解除警戒信號(hào)。

5結(jié)束語(yǔ)

本項(xiàng)目水電站邊坡施工已經(jīng)結(jié)束。在邊坡開(kāi)挖施工中所采用施工方法、爆破開(kāi)挖技術(shù)是非常成功的。高邊坡開(kāi)挖工程中，通過(guò)嚴(yán)格控制鉆孔質(zhì)量，合理選擇爆破參數(shù)，采用孔內(nèi)填充巖粉等介質(zhì)來(lái)減小孔壁的壓力，達(dá)到爆破時(shí)開(kāi)挖邊坡減振的目的，同時(shí)邊坡形成后，預(yù)裂面較平整，半孔率在85%以上，高邊坡保持穩(wěn)定，可為以后同類工程借鑒、參考。endprint