李 薇

（山西水務(wù)投資集團(tuán)有限公司，山西 太原 030002）

1 工程概況

唐河水電站大壩形式為混凝土重力壩，壩長(zhǎng)69m，壩頂寬6m，最大壩高30.4m，對(duì)地基穩(wěn)定性提出了較高要求。經(jīng)地質(zhì)勘查得知，壩址地層巖性為變質(zhì)巖及第四系松散堆積物，覆層厚度約0～9.5m，壩址基巖埋深約4.0～9.45m，其中強(qiáng)風(fēng)化層厚度2.0～3.0m，弱風(fēng)化層厚度8.0～10.0m。為保證壩體穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)對(duì)覆層及風(fēng)化層進(jìn)行全部挖除，開(kāi)挖總量約為7.9萬(wàn)m3。

2 開(kāi)挖總體方案設(shè)計(jì)

項(xiàng)目核心工程為石方開(kāi)挖，包括壩基基坑石方開(kāi)挖和岸坡石方開(kāi)挖，分別屬于槽型開(kāi)挖和邊坡開(kāi)挖[1]。這兩部分的石方開(kāi)挖長(zhǎng)度、寬度、深度均較大，且岸坡坡度較小，因此設(shè)計(jì)總體開(kāi)挖方案如下：石方開(kāi)挖采用“深孔梯段和淺孔微差控制爆破，周邊光爆、預(yù)裂爆破以及保護(hù)層一次性開(kāi)挖相結(jié)合形式”，具體如下:

為了保證開(kāi)挖尺寸、邊坡穩(wěn)定性及開(kāi)挖質(zhì)量，深孔梯段爆破的周邊孔應(yīng)采用預(yù)裂爆破，淺孔和保護(hù)層開(kāi)挖時(shí)其周邊孔采用光面爆破。

淺孔爆破鉆孔（＜5.0m）主要用于淺孔爆破及光面爆破，采用手風(fēng)鉆施工；深孔（≥5.0m）主要用于深孔梯段爆破，采用潛孔鉆施工。為保證基底完整性，在將要達(dá)到基底面前采用保護(hù)層開(kāi)挖，孔底加柔性層。

3 爆破方案

3.1 爆破材料選取

炸藥。為保證起爆正常，瞎炮率小，采用巖石粉狀乳化炸藥和2號(hào)巖石乳化炸藥。當(dāng)鉆孔內(nèi)部為干燥、潮濕或存在少量積水情況下使用巖石粉狀乳化炸藥；當(dāng)孔內(nèi)積水較多時(shí)可使用2號(hào)巖石乳化炸藥，可確保在短時(shí)間內(nèi)爆炸[2]。技術(shù)專家對(duì)這兩種型號(hào)炸藥進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，起爆率達(dá)到100%，效果良好。

雷管。雷管選用8號(hào)煤礦許用瞬發(fā)電雷管，從通電到爆炸不超過(guò)10ms，性能可靠，使用安全，不必考慮粉塵及瓦斯的影響。

導(dǎo)爆管。選用毫秒導(dǎo)爆管，具有較強(qiáng)的抗干擾性，而且該類導(dǎo)爆管聯(lián)接形式多樣，可滿足爆破網(wǎng)絡(luò)和爆破順序的要求[3]。導(dǎo)爆管選取時(shí)應(yīng)考慮使用安全、價(jià)格便宜、性能良好等的產(chǎn)品，導(dǎo)爆管按長(zhǎng)度分為3m、5m、7m、10m四個(gè)標(biāo)段。導(dǎo)爆索類型為6mm塑料導(dǎo)爆索，可用于光面爆破及預(yù)裂爆破，經(jīng)試驗(yàn)效果良好。

3.2 爆破鉆孔方案

3.2.1 岸坡開(kāi)挖鉆孔設(shè)計(jì)

主要涉及梯段深孔爆破和周邊孔預(yù)裂爆破，兩種形式炮孔具體參數(shù)詳見(jiàn)下表1和表2所示。

表1 梯段深孔爆破主炮孔參數(shù)

表2 周邊孔預(yù)裂爆破鉆孔參數(shù)

梯段深孔孔距a，2.5m；排距b，2.0m；鉆孔深度h，7～11m；周邊孔孔距a，1.2m；采用間隔裝藥形式（在竹竿上按一定距離綁扎炸藥卷）。

3.2.2 壩基開(kāi)挖鉆孔設(shè)計(jì)

淺層及保護(hù)層開(kāi)挖，屬于淺孔爆破，周邊孔采用光面爆破，均采用YT-28手風(fēng)鉆打孔，孔徑D為42mm。淺孔爆破鉆孔孔距a，1.2m；排距b，1.0m；鉆孔深度，1.0～4.0m；注意預(yù)留2.0m作為保護(hù)層單獨(dú)開(kāi)挖；周邊孔光面爆破孔距a，1.2m，同樣采用間隔裝藥形式。炮孔的具體參數(shù)見(jiàn)下表3所示。

表3 壩基開(kāi)挖鉆孔參數(shù)設(shè)計(jì)

4 爆破施工

4.1 測(cè)量放線和鉆孔

開(kāi)挖順序?yàn)椤坝筛叩降停劝镀潞髩位保猛诰驒C(jī)將山體表層土和風(fēng)化巖石挖除。然后由測(cè)繪技術(shù)人員對(duì)開(kāi)挖范圍、控制點(diǎn)位置等進(jìn)行測(cè)量放線，監(jiān)理工程師應(yīng)對(duì)提交的測(cè)量資料進(jìn)行嚴(yán)格審查。

工程采用兩臺(tái)24m3空壓機(jī)作為鉆機(jī)動(dòng)力，為保證風(fēng)壓穩(wěn)定，增加數(shù)個(gè)小型風(fēng)包作為緩沖。鉆機(jī)包括5臺(tái)潛孔鉆機(jī)和8臺(tái)YT-28手風(fēng)鉆。鉆孔位置、孔徑、深度和角度是技術(shù)人員的監(jiān)督重點(diǎn)，需要嚴(yán)格把控。

4.2 裝藥和堵孔

在岸坡開(kāi)挖時(shí)，鉆孔內(nèi)無(wú)積水，所以采用巖石粉狀乳化炸藥，而壩基開(kāi)挖部分地段有地下水出露，因此需使用2號(hào)巖石乳化炸藥[4]。岸坡開(kāi)挖的主炮孔和預(yù)裂孔采用7m或10m導(dǎo)爆管分段起爆；壩基開(kāi)挖的主炮孔和周邊孔采用3m或5m導(dǎo)爆管分段起爆，兩者均由導(dǎo)爆索聯(lián)網(wǎng)，采用電雷管引爆。裝藥結(jié)束后利用砂或巖粉（最好是鉆孔巖粉）進(jìn)行堵塞鉆孔，應(yīng)保證頂部振搗密實(shí)。

4.3 聯(lián)線和爆破

聯(lián)線方式和起爆順序是爆破工程效果的關(guān)鍵所在，起爆網(wǎng)絡(luò)不僅應(yīng)能保證全部炸藥順利爆炸，而且還要確保爆破效果符合設(shè)計(jì)要求，超挖和欠挖量控制在一定范圍。項(xiàng)目采用瞬發(fā)電雷管和毫秒導(dǎo)爆管，可很好地保證爆炸率和控制起爆順序，具體爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)線見(jiàn)下圖1所示。

利用經(jīng)驗(yàn)公式（1）估算出飛石距離R[5]，確定其值為400m，為保證絕對(duì)安全，本項(xiàng)目將警戒范圍增至800m。

式中：n——計(jì)算藥包作用指數(shù)，取值1.5；

W——最大藥包的最小抵抗線，取值2.2；

K——安全系數(shù)，取值2.0。

圖1 起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)圖

5 結(jié)語(yǔ)

石方開(kāi)挖是水電站大壩建設(shè)的基礎(chǔ)，根據(jù)工程設(shè)計(jì)了深孔梯段和淺孔微差控制爆破、光面爆坡、預(yù)裂爆破等多種形式，最大限度地保證了爆破效果。唐河水電站壩基開(kāi)挖取得了預(yù)期效果，超挖和欠挖率均不超過(guò)3%，超過(guò)60%的破碎巖石可直接應(yīng)用于壩基填筑工程，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，其成功經(jīng)驗(yàn)值得借鑒和推廣。

［參 考 文 獻(xiàn)］

［1］姚寶永，田政.豐滿水電站重建工程壩基開(kāi)挖爆破振動(dòng)控制技術(shù)［J］.水利水電技術(shù)，2016，47（6）:37-40.

［2］洪維元.深孔梯段孔間微差爆破技術(shù)的試驗(yàn)研究［J］.人民長(zhǎng)江，2012，（7）:22-29.

［3］田會(huì)禮，田運(yùn)生，于亞倫.露天采場(chǎng)孔間微差爆破技術(shù)的試驗(yàn)研究［J］.礦業(yè)研究與開(kāi)發(fā)，2005，25（6）:67-68.

［4］蔣建林，張耀威.高碾壓混凝土雙曲薄拱壩壩基開(kāi)挖預(yù)裂爆破技術(shù)［J］.水利水電技術(shù)，2007，38，（7）:66-68.

［5］祝文化，李建雄.臨近城鎮(zhèn)的水電站壩基開(kāi)挖爆破震動(dòng)效應(yīng)控制［J］.西部探礦工程，2007，19（12）:14-16.