唐河水電站石方明挖爆破施工

王 建

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006)

1 概述

本標段石方明挖主要為水電站大壩基礎石方開挖、岸坡石方開挖以及左岸上壩公路石方開挖。所有開挖巖層主要為黑云斜長片麻巖和黑云角閃片巖。石方明挖總量為79 790 m3。

2 開挖施工的平面布置

從大壩下基坑臨時施工道路布置在堆石壩段中部，大壩上、下游各布置一條臨時施工道路，主要作為大壩基坑石方開挖的棄渣運輸?shù)缆泛偷孛嬉韵露咽系纳蠅蔚缆?。棄渣場臨時施工道路從大壩下游大同—靈丘公路旁邊修筑臨時施工道路至棄渣場。

3 開挖總體方案

根據各部位石方明挖的深度和具體施工特點分別采用不同的開挖方法。

大壩基坑石方開挖和岸坡石方開挖屬于敞開式槽型開挖和高邊坡開挖。由于其開挖長度、寬度、深度和工程量均較大，而巖石坡度較為平緩，為加快施工進度，石方開挖采用深孔梯段和淺孔微差控制爆破、周邊光爆和預裂爆破以及保護層一次性開挖相互結合的方法，自上而下、分層開挖。為保證開挖尺寸及邊坡穩(wěn)定以及開挖質量，保證建基面巖層的完整性，深孔梯段爆破的周邊孔按設計坡度、深度進行鉆孔，采用預裂爆破；淺孔和保護層開挖爆破時的周邊孔采用光面爆破。爆破石渣采用反鏟挖掘機裝載15 t自卸汽車運輸，將可用于壩體填筑料運至臨時存料堆放區(qū)堆放，不能用于壩體填筑料運至大壩上游業(yè)主指定的棄渣場。

本標段石方開挖深度在5 m以下的，全部采用手風鉆鉆孔，淺層爆破，周邊孔采用光面爆破；開采深度大于5 m的，采用潛孔鉆鉆孔、深孔梯段爆破的方法開挖。為保證基礎建基面基巖的完整性，在接近基礎建基面部位采用保護層開挖方法，孔底加柔性墊層。

4 爆破方案確定

爆破施工前先提出爆破試驗方案，批復后進行了爆破試驗。爆破試驗基本達到了預期效果，爆破參數(shù)均滿足設計要求，故實際爆破采用了爆破試驗的爆破參數(shù)，局部根據邊坡及巖層的情況在實際操作中稍作調整，具體方案及參數(shù)如下。

4.1 爆破材料選擇

爆破材料根據地方民爆公司提供的產品進行選擇，定貨。

炸藥采用了巖石粉狀乳化炸藥和2號巖石乳化炸藥2種，都具有防水防潮性能，保證了正常起爆，有效防止瞎炮。干孔、潮濕或有少量水的炮孔使用巖石粉狀乳化炸藥，而有水的炮孔使用2號巖石乳化炸藥，確保能在短時間內正常起爆。經過幾個月使用的實踐檢驗，該炸藥安全可靠，均能全部起爆，無瞎炮發(fā)生。

雷管選用了8號煤礦許用瞬發(fā)電雷管，用來引爆導爆管或導爆索，性能安全可靠，質量有保證。

導爆管選用了毫秒導爆管雷管，具有抗水，不受雜散電流及感應電影響，爆破網絡聯(lián)接形式多樣及實現(xiàn)炮孔間微差起爆方法靈活等優(yōu)點。選用導爆管安全穩(wěn)定，價格便宜，使用方便，經濟實惠。本標段使用的20個段，3 m、5 m、7 m和10 m導爆管。

導爆索選用了6 mm塑料導爆索，用來進行光面爆破和預裂爆破，取得了良好的爆破效果。

4.2 爆破方案

本標段大壩岸坡開挖采用了梯段深孔爆破，周邊孔采用預裂爆破；基坑淺層及保護層開挖采用淺孔爆破，周邊孔采用光面爆破。

大壩基礎開挖施工中采用了由高到低的開挖方式，先從大壩左壩肩進行岸坡開挖。采用1臺400挖掘機修路上山，將測量放出的開挖線內山體表層覆蓋層和風化巖石挖除，機械不能作業(yè)范圍由人工清除，清理完畢后，重新測量放線，放出開挖輪廓線。

供風設備為2臺24 m3空壓機，布置在山下大壩下游左側安全區(qū)域內，并進行了安全防護。風管從下游側引上山，為了保證風壓穩(wěn)定，山上增加了2個小型風包，鉆孔機具采用5臺潛孔鉆機，鉆孔設備布置完畢，即開始施工。

大壩左壩肩岸坡開挖采用了梯段深孔爆破，周邊孔采用預裂爆破；根據爆破經驗，選定（孔距a=2.5 m，排距b=2.0 m）作為布孔參數(shù)，依據圖紙設計鉆孔深度7～11 m，預留2 m采用手風鉆進行保護層開挖。周邊孔采用預裂爆破，孔距1.2 m，在竹片上綁扎炸藥卷，分段間隔裝藥。主炮孔和預裂孔均采用7 m或10 m延期亳秒導爆管逐排分段起爆，聯(lián)網使用導爆索聯(lián)網，采用電雷管引爆。

石方明挖深孔梯段爆破主炮孔爆破參數(shù)詳見表1。

表1 深孔梯段爆破主炮孔爆破參數(shù)明細表

周邊預裂孔的爆破參數(shù)詳見表2。

表2 周邊預裂孔爆破參數(shù)明細表

淺層及保護層開挖采用YT-28型手風鉆進行鉆孔，確定孔徑d=42 mm。淺層及保護層開挖采用淺孔爆破，周邊孔采用光面爆破。根據爆破經驗，選定（孔距a=1.2 m，排距b=1.0 m）作為布孔參數(shù)，依據圖紙設計鉆孔深度1～4 m，預留2 m采用手風鉆進行保護層開挖。周邊孔采用光面爆破，孔距1.2 m，在竹片上綁扎炸藥卷，分段間隔裝藥。主炮孔和周邊孔均采用3 m或5 m延期亳秒導爆管逐排分段起爆，聯(lián)網使用導爆索聯(lián)網，采用電雷管引爆。

手風鉆鉆孔，淺層及保護層開挖爆破參數(shù)詳見表3。

表3 淺層及保護層開挖爆破參數(shù)明細表

開挖施工過程中，分兩班作業(yè)，每班12 h，兩班連續(xù)作業(yè)；作業(yè)面分段分塊，循環(huán)作業(yè)，保證開挖和清渣都有作業(yè)面，能同時施工，互不影響。

4.3 爆破方法和程序

4.3.1 施工準備及測量放線

在石方開挖之前，先根據設計圖紙對石方開挖開口線進行精確測量放線和進行施工用風、水、電的現(xiàn)場布置。測量放線時應標出開挖開口線，并在控制點處作標志樁，其測量放線精度要符合合同文件有關技術條款和水利水電工程施工測量技術規(guī)范的規(guī)定。測量完成后，按規(guī)定向監(jiān)理工程師提交相關的測量資料。

4.3.2 鉆孔

根據測量提供的數(shù)據，按照爆破設計的孔網參數(shù)，由專門技術人員進行布孔。壩坡石方開挖深孔梯段預裂爆破布孔圖詳見圖1。

4.3.3 裝藥與堵塞

本標段中開挖區(qū)坑基部分部位有地下水位出露，主要使用2號巖石乳化炸藥。在露天按設計裝藥結構采用人工進行嚴格裝藥。裝藥前必須認真進行技術交底，分組進行，專人負責。裝藥后，采用砂或鉆孔巖粉，盡量采用鉆孔巖粉，以減少石料雜質含量，堵塞時應將頂部搗實。

4.3.4 聯(lián)網、起爆

網絡、起爆是爆破成敗的關鍵。起爆網絡必須保證全部藥包能起爆且能改善爆破效果，本標段中采用電雷管起爆，非電延期毫秒導爆管雷管孔外微差延時，孔內采用非電延期毫秒導爆管雷管起爆，以保證全部藥包完全起爆且能改善爆破效果，具體起爆網絡詳見圖2。

圖1 壩坡石方開挖爆破布孔圖

表4 個別飛石距離估算表

圖2 起爆網絡布置圖

4.3.5 石渣棄運

爆破后，采用1.2 m3反鏟挖掘機挖裝15 t自卸汽車運到大壩上游臨時堆料場（可利用石料）和業(yè)主指定的棄渣場（棄渣料），同時在臨時堆料場和棄渣場配TY220推土機進行平渣散料。開挖區(qū)內的棄渣道路利用爆破石渣臨時修筑，開挖區(qū)外的棄渣道路與土方開挖期間的棄渣道路共用。

4.4 安全距離控制

經過計算飛石安全距離確定為400 m，詳見表4。但實際上施工過程中，為了確保施工安全，安全警戒范圍擴大為1 000 m，這樣的安全距離保證了整個施工期間零傷亡，無任何安全事故發(fā)生。

5 結束語

唐河水電站大壩工程石方開挖施工中采用本施工方案，取得了預期的控制爆破效果，既保證了大壩基礎巖石開挖面的完整性，又在計劃工期內完工，取得了良好的經濟效益，也為我們在同類施工中總結了寶貴經驗。