塔貝拉水電站進(jìn)水口深基坑爆破開挖技術(shù)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(fā)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(diào)的主要水源工程?，F(xiàn)有新進(jìn)水口由原3#、4#引水隧洞進(jìn)行改造，合同內(nèi)容包括基坑土石方開挖及邊坡支護(hù)、豎井開挖支護(hù)和襯砌、封堵門和二道封堵門的安裝、新建豎井與現(xiàn)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(wù)。由于進(jìn)水口位于庫區(qū)，必須修建混凝土圍堰，圍堰頂部設(shè)計(jì)高程為461.5m，大面開挖底部高程為415.0m，基坑深達(dá)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(cè)從上到下開挖中部共設(shè)置4級馬道，每級馬道高15m。本工程進(jìn)水口巖石多為輝綠巖，非常堅(jiān)硬，整個基坑開挖采用爆破手段，產(chǎn)生的石料由自卸車運(yùn)載出基坑，暫存于堆料場。

2 施工難點(diǎn)

(1)本工程為塔貝拉四期擴(kuò)建工程，老廠房、開關(guān)站和檢修閘門井處于運(yùn)行狀態(tài)，不允許爆破產(chǎn)生的飛石侵襲原有結(jié)構(gòu)，同時也不能產(chǎn)生超標(biāo)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(shù)控制要求較高；

(2)邊坡及豎井永久結(jié)構(gòu)部位要求欠挖不得大于5cm，同時超挖量也不能得到業(yè)主的合理支付，進(jìn)一步增加了爆破技術(shù)難度。

3 開挖爆破方案

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

4 爆破技術(shù)措施

4.1 打孔

大面開挖首先采用T-35液壓鉆機(jī)進(jìn)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(jìn)行地質(zhì)勘探以及測量放線，然后按照需求單耗進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，待監(jiān)理工程師批準(zhǔn)后按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行打孔。結(jié)構(gòu)物以外的富余山體采用T-35液壓鉆機(jī)進(jìn)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(dá)到9m～12m。在永久邊坡結(jié)構(gòu)外圍設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)山體邊線上按照測量放線定位打一排預(yù)裂孔，孔間距按50cm設(shè)計(jì)，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(jìn)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(dǎo)爆索進(jìn)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(jìn)行爆破。裝藥前需重新測量孔洞深度，如遇部分堵塞則根據(jù)實(shí)際深度進(jìn)行計(jì)算并相應(yīng)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(yīng)孔位炸藥量進(jìn)行減少。主爆孔和緩沖孔按照設(shè)計(jì)裝藥量進(jìn)行裝填，孔口堵塞應(yīng)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(yù)裂孔裝藥采用竹片間歇式綁扎，并用導(dǎo)爆索連接(預(yù)裂孔裝填只能使用乳化條狀炸藥)，孔口堵塞應(yīng)在80cm左右。裝藥堵塞完成后應(yīng)清理孔口異物，防止爆破時產(chǎn)生飛石，特殊部位爆破時應(yīng)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(yīng)是先響預(yù)裂孔然后響主爆孔最后起爆緩沖孔，一次起爆孔數(shù)應(yīng)根據(jù)單段設(shè)計(jì)最大裝藥量控制，嚴(yán)禁超段位連線。在預(yù)計(jì)爆破時間前25min開始連接導(dǎo)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(nèi)人員及設(shè)備設(shè)施，在相應(yīng)的關(guān)鍵路口進(jìn)行封路，不允許任何人員和車輛進(jìn)入爆破警戒區(qū)。在拉響警報前不得進(jìn)行雷管連接，防止意外發(fā)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(qū)。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(diǎn)燃雷管引線。

4.4 安全檢查

爆破完成15min后炮工進(jìn)入爆破區(qū)進(jìn)行安全檢查，如發(fā)現(xiàn)有未燃爆的區(qū)域，則繼續(xù)連線進(jìn)行二次爆破，爆破程序與首次相同。如檢查后發(fā)現(xiàn)一切正常并沒有安全隱患則通知警報人員關(guān)閉警報，同時撤除安全警戒區(qū)。有時爆破完成后可能形成危石區(qū)域，則對相應(yīng)區(qū)域立即安排設(shè)備進(jìn)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(yīng)立即組織設(shè)備進(jìn)行開挖出料，一般采用反鏟挖裝，自卸車運(yùn)輸出基坑的方式。物料挖裝完成后繼續(xù)清理工作面，以進(jìn)行下一循環(huán)的造孔和爆破開挖。

5 結(jié)語

(1)目前，國內(nèi)國外土石方開挖施工主要依靠爆破手段進(jìn)行，面對不同的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，必須要有不同的爆破設(shè)計(jì)。尤其針對水電站錯綜復(fù)雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，更應(yīng)該在每次爆破前進(jìn)行必要的地質(zhì)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(shè)計(jì)絕對有差別，爆破孔位間排距以及裝藥量都要根據(jù)實(shí)際情況隨時更新；

(2)對于新開工的項(xiàng)目，在開挖前必須進(jìn)行試爆破，一方面可以根據(jù)試爆破的結(jié)果推斷工作面爆破設(shè)計(jì)的各類參數(shù)；另一方面可以檢查炸藥的烈性。只有掌握多方面參數(shù)才能安全有效地進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)和開挖施工；

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