金哨水庫(kù)大壩基礎(chǔ)開(kāi)挖施工技術(shù)

王國(guó)輝，孫蘭蘭

（中國(guó)水電建設(shè)集團(tuán)遼寧工程局有限公司,遼寧 沈陽(yáng) 110179）

1 概述

金哨水庫(kù)大壩水利樞紐位于渾江干流上基巖全部為輝綠巖，主要為Ⅱ、Ⅲ類(lèi)巖石體，以三類(lèi)巖體為主。上部覆蓋層依次為強(qiáng)風(fēng)化巖，風(fēng)化巖，弱風(fēng)化巖。輝綠巖巖質(zhì)堅(jiān)硬，裂縫發(fā)育完整性較差，但裂隙閉合，其抗壓強(qiáng)度為160～180 MPa，其巖石特性概括起來(lái)為硬、脆、碎。

根據(jù)巖體的抗壓強(qiáng)度，按理論采用單耗0.57 kg/m3進(jìn)行了爆破試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：爆堆正常，爆渣較碎，大塊率為3%左右。

巖體的破壞是由爆轟波及爆轟產(chǎn)物引起的，而巖石為抗壓不抗拉的物體（抗壓強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于抗拉強(qiáng)度），瞬間對(duì)巖石施加一定能量就可使其破壞，一般來(lái)講，炸藥量是與巖石的硬度相匹配的，也就是說(shuō)：巖石越硬其消耗的炸藥就越多，而經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)于輝綠巖則不然，這是由于其硬、脆、碎及其節(jié)理發(fā)育的性質(zhì)所決定的，爆轟能量以波的形式在介質(zhì)里傳導(dǎo)，由于單質(zhì)的輝綠巖較均一，能量削減的會(huì)很少。同時(shí)由于其節(jié)理較發(fā)育，橫波與縱波會(huì)在節(jié)理處相互疊加，致使巖體破壞。

基于此因，將常規(guī)的0.57 kg/m3，降低為0.21 kg/m3，進(jìn)行了爆破試驗(yàn)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：爆破后的效果與未降低單耗前相比變化不大，爆破效果良好。

如此一來(lái)，既降低了人工材料費(fèi)和造孔機(jī)械費(fèi)，又使工期大大提前，同時(shí)減少了保護(hù)層開(kāi)挖出渣難及施工干擾問(wèn)題。

2 施工方法

采用自上而下，自左而右分段進(jìn)行，先進(jìn)行覆蓋層開(kāi)挖，再進(jìn)行巖石開(kāi)挖。覆蓋層開(kāi)挖由PC400挖掘機(jī)按設(shè)計(jì)邊坡施工，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)坡比削坡，并使用D85推土機(jī)集料，挖掘機(jī)裝車(chē)，用自卸汽車(chē)運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)。巖石開(kāi)挖采用梯段爆破，巖石坡面采用預(yù)裂爆破，主爆區(qū)采用深孔梯段微差擠壓爆破，建基面采用保護(hù)層開(kāi)挖及預(yù)裂爆破相結(jié)合。保護(hù)層分三次開(kāi)挖，第一次挖1.5 m，第二次挖1.0 m，第三次留有0.2～0.3 m的人工橇挖層，在施工過(guò)程中根據(jù)爆破結(jié)果修正爆破參數(shù)，嚴(yán)格控制瞬間起爆藥量，減少對(duì)邊坡和保護(hù)層的振動(dòng)破壞，并嚴(yán)格控制邊坡及基巖面的平整度。為保證鉆孔速度和作業(yè)效率，選用CM351液壓鉆機(jī)2臺(tái)，KQL—100B潛孔鉆 以及YT26手風(fēng)鉆10臺(tái)，以適應(yīng)不同的鉆孔作業(yè)需要。

施工中，采用工業(yè)巖石硝銨炸藥，非電導(dǎo)爆雷管復(fù)式連接起爆，梅花布孔，爆破參數(shù)見(jiàn)表1。

3 施工改進(jìn)措施

3.1 建基面的開(kāi)挖

金哨水庫(kù)大壩只能按照由上至下的開(kāi)挖順序進(jìn)行開(kāi)挖作業(yè)，從底部出渣。

表1 爆破參數(shù)表

根據(jù)該工程輝綠巖巖質(zhì)硬、脆、碎的特點(diǎn)，采用了垂直預(yù)裂的爆破方法，進(jìn)行臺(tái)階建基面的開(kāi)挖，爆破參數(shù)見(jiàn)表2。

3.2 小孔徑預(yù)裂爆破裝藥技巧

在左岸壩基巖石開(kāi)挖中，除基坑的建基面采用保護(hù)層開(kāi)挖外，其它建基面均采用預(yù)裂爆破的方法開(kāi)挖。為增加小孔徑預(yù)裂爆破的不耦合系數(shù)，裝藥時(shí)采取了一些技巧：把直徑為25 mm、長(zhǎng)20 cm、重100 g的藥卷，分成兩段。每一段用手捏細(xì)成長(zhǎng)度為15 cm，藥卷每隔10 cm綁扎一個(gè)，這樣既保證了線裝藥密度，又增加了不耦合系數(shù)，事實(shí)證明：開(kāi)挖后的坡面殘孔率在80%以上，平整度好。無(wú)爆破裂隙。

表2 爆破參數(shù)