中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程石方爆破作業(yè)技術(shù)措施分析

王 怡（廣東水電二局股份有限公司，廣東廣州　511340）

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中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程石方爆破作業(yè)技術(shù)措施分析

王 怡
（廣東水電二局股份有限公司，廣東廣州511340）

【摘 要】中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程對于土石方開挖技術(shù)要求很高，尤其對于石方爆破技術(shù)要求方法要多種，技術(shù)要先進(jìn)，準(zhǔn)備要充分。本文結(jié)合工程實(shí)際，對石方開挖過程中所遇到的深孔梯段微差爆破技術(shù)、預(yù)裂爆破和光面爆破技術(shù)進(jìn)行了闡述，同時(shí)對爆破安全技術(shù)控制和石方爆破安全防范措施進(jìn)行了詳細(xì)說明，意在為類似工程提供參考。

【關(guān)鍵詞】水利樞紐工程；石方爆破技術(shù)；安全技術(shù)及防范措施

中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程是一座集排洪、排澇、防洪潮、灌溉及通航于一體的水利樞紐工程。樞紐工程為Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物級別為2級。該工程主要的土石方工程包括治澇區(qū)泵站、水閘、船閘，導(dǎo)流明渠，左岸泄水壩基礎(chǔ)，左岸廠房基礎(chǔ)，縱向圍堰及其壩段基礎(chǔ)，開關(guān)站土建工程以及相應(yīng)的永久邊坡錨噴等。土石方開挖總量比較大，且石方開挖地形復(fù)雜，爆破類型較多。

1 水文地質(zhì)情況

1.1 水文情況

鴉雀尾水利樞紐工程主要施工地區(qū)地下水類型主要為孔隙潛水和基巖裂隙水，局部存在承壓水。地下水化學(xué)類型多為重碳酸鈣型水或重碳酸鈣鎂型水，pH值為7.0～7.4，對鋼結(jié)構(gòu)具有弱腐蝕性?；鶐r體滲透性具有明顯的各向異性，順層向滲透性遠(yuǎn)大于切層向滲透性。但陡傾角斷層（特別是較大斷層）出露地段，巖體滲透性各向異性現(xiàn)象則不大明顯。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造主體區(qū)發(fā)育有褶皺、斷層、裂隙、層面、層理等多種地質(zhì)構(gòu)造，但在不同的地層和地貌單元，各種構(gòu)造發(fā)育不同。主壩區(qū)多為單斜巖層，產(chǎn)狀較穩(wěn)定?；A(chǔ)巖體類別為Ⅲ類。

1.3 巖體風(fēng)化

巖體從上至下大致為灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r、泥巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂巖、含泥細(xì)砂巖、細(xì)砂巖。細(xì)砂巖、含泥細(xì)砂巖巖體內(nèi)節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體風(fēng)化相對強(qiáng)烈；粉砂巖、泥質(zhì)粉砂巖、泥巖巖體內(nèi)節(jié)理裂隙不發(fā)育，巖體風(fēng)化相對較差；灰?guī)r、白云巖主要為溶蝕風(fēng)化，表部沿裂隙、層面風(fēng)化強(qiáng)烈。

2 深孔梯段微差爆破技術(shù)

一般石方爆破采用深孔梯段微差爆破技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)快速大規(guī)模開挖。其爆破參數(shù)初選如下：炮孔直徑90mm，藥卷直徑75mm，孔距2.5m，排距2.5m，孔深7.0m（或按實(shí)際地形確定），炸藥單耗0.4kg/m3，堵塞長度2m，單孔裝藥量16kg，梅花形布孔（見下圖）。通過現(xiàn)場試爆后，視實(shí)際爆破效果調(diào)整爆破參數(shù)。

深孔梯段微差爆破起爆網(wǎng)絡(luò)圖

3 預(yù)裂爆破技術(shù)

永久邊坡和主體結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)斜面開挖的炮孔應(yīng)平行于坡面。對爆破震動比較敏感的部位，均采用預(yù)裂爆破技術(shù)；對爆破震動不敏感的部位可采用光面爆破，應(yīng)視現(xiàn)場實(shí)際部位的環(huán)境而定。斜坡開挖采用液壓鉆機(jī)鉆孔，孔徑75mm，該工程現(xiàn)有的設(shè)備可鉆深15m，經(jīng)濟(jì)深度為7m，視開挖部位的實(shí)際情況確定孔深。

在邊坡開挖施工中采用預(yù)裂爆破技術(shù)，主要由QZJ-100B型潛孔鉆機(jī)成孔，孔徑為95mm，相鄰預(yù)裂孔間的間距為1.0～1.2m。鉆孔的深度要與開挖分層的高度相匹配，鉆孔不得穿越馬道時(shí)，鉆孔至馬道高程處，改用水平光面爆破技術(shù)。

預(yù)裂爆破施工流程為：下達(dá)爆破指令→測量布孔→鉆機(jī)就位（角度校正）→鉆孔→驗(yàn)孔檢查→裝藥、連網(wǎng)→進(jìn)入下一循環(huán)［1］。

a.鉆孔。鉆孔前應(yīng)由測量員按照圖紙進(jìn)行孔位放線，由技術(shù)員標(biāo)出邊坡開挖線及每個炮孔位置和鉆孔深度和角度；安排鉆機(jī)就位，就位時(shí)用水平尺對其較正，使各孔向平行且與設(shè)計(jì)邊坡值保持一致；鉆孔過程中隨時(shí)監(jiān)測鉆機(jī)的長度和角度，對其偏差及時(shí)進(jìn)行校核，確保偏差在允許的范圍內(nèi)。

b.裝藥。鉆孔驗(yàn)收合格后進(jìn)行裝藥，預(yù)裂孔選用φ32的乳化炸藥，采用不耦合間隔裝藥結(jié)構(gòu)，線裝藥密度擬采用320～360g/m，起爆網(wǎng)絡(luò)采用導(dǎo)爆索傳爆［2］。采用間隔裝藥，同時(shí)注意堵塞時(shí)不能過緊，堵塞過緊會對間隔裝藥產(chǎn)生影響。預(yù)裂爆破孔底1～2m為加強(qiáng)裝藥，近孔口堵塞段的2m處減弱裝藥。

預(yù)裂孔的裝藥量和孔深及裝藥集中度由專項(xiàng)爆破試驗(yàn)確定，預(yù)裂孔裝藥時(shí)力求有一定的分散度和不耦合度，以達(dá)到最佳的爆破效果。起爆網(wǎng)絡(luò)采用非電導(dǎo)爆系統(tǒng)。

4 光面爆破技術(shù)

隧道斷面開挖和部分邊坡開挖時(shí)，為保護(hù)圍巖，使開挖輪廓光滑平整，采用光面爆破。

光面爆破施工程序?yàn)椋簻y量放樣→下達(dá)作業(yè)書→鉆孔清孔→裝藥、網(wǎng)絡(luò)連接→起爆→通風(fēng)排險(xiǎn)→平臺清理→進(jìn)入下一道工序［3］。

a.鉆孔。斜坡面用液壓鉆機(jī)鉆φ75孔，φ32的乳化炸藥，線裝藥密度擬采用320～360g/m。

臺階水平面光爆的裝藥結(jié)構(gòu)均采用φ25的乳化炸藥不耦合裝藥。鉆孔采用手持式氣腿鉆，裝藥線密度為160～180g/m。

按照設(shè)計(jì)高程放樣，并標(biāo)明每個鉆孔的位置。同時(shí)根據(jù)指導(dǎo)書的要求，將鉆機(jī)就位，根據(jù)現(xiàn)場施工道路情況，用YT-28型手持式氣腿鉆機(jī)鉆孔。鉆機(jī)就位后，采用樣架尺對鉆孔的角度及定位進(jìn)行校準(zhǔn)，開孔后應(yīng)對中間過程的深度和角度進(jìn)行校核，確保偏差在允許范圍內(nèi)。

b.裝藥。施工現(xiàn)場實(shí)施的鉆孔及爆破方案，必須報(bào)監(jiān)理工程師審核，獲得批準(zhǔn)后方可施工。應(yīng)按巖石的級別以及試驗(yàn)結(jié)果對各參數(shù)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳的光面效果。上述爆破參數(shù)為初選值，試爆后視實(shí)際爆破效果做適當(dāng)調(diào)整。

5 緩沖區(qū)爆破技術(shù)

緩沖區(qū)石方爆破采用深孔梯段微差爆破技術(shù)，其爆破參數(shù)初選如下：炮孔直徑90mm，藥卷直徑75mm，孔距1.50m，排距1.50m，孔深7.0m（或按實(shí)際地形確定），炸藥單耗0.4kg/m3，堵塞長度2.0m，單孔裝藥量5.4kg，梅花形布孔。通過現(xiàn)場試爆后，視實(shí)際爆破效果調(diào)整爆破參數(shù)。

爆破起爆網(wǎng)絡(luò)與一般石方爆破相同，并控制單響炸藥量。

6 爆破安全技術(shù)控制

6.1 爆破空氣沖擊波的控制

施工中嚴(yán)禁采用裸露爆破，全部采用鉆孔爆破，爆破空氣的沖擊波一般較弱，不致?lián)p壞附近的各類設(shè)施，爆破警戒范圍300m，也不至傷害人員。

6.2 爆破飛石的控制

產(chǎn)生個別遠(yuǎn)程飛石的原因主要有：?孔口堵塞不良；?沿藥包最小抵抗線方向飛出；?沿原有裂縫、軟弱夾層方向飛出。針對這些原因采取如下措施：

a.認(rèn)真做好炮孔堵塞工作，在離保護(hù)物較近的爆區(qū)，用25kg重的土袋壓堵炮口。

b.炮孔布置時(shí)，明確最小抵抗線方向，應(yīng)使最小抵抗線方向避開保護(hù)物方向，而在保護(hù)層開挖區(qū)方向，如難于避免飛石的產(chǎn)生，則采用舊皮帶、舊輪胎、土袋等覆蓋防護(hù)措施［4］。

6.3 爆破地震的控制

為防止或減弱爆破震害，主要采用預(yù)裂縫減震、控制單響裝藥量以減小爆破振動速度，有條件的部位都應(yīng)進(jìn)行預(yù)裂爆破（見表1）。

表1　混凝土結(jié)構(gòu)質(zhì)點(diǎn)振速控制值

最大單響爆破藥量按下式估算：

式中ν——受保護(hù)建筑物允許的振動速度，cm/s，按國家標(biāo)準(zhǔn)取值，毛石結(jié)構(gòu)物為1cm/s，一般磚結(jié)構(gòu)為2cm/s；

Q——最大一段單響裝藥量，kg；

R——爆區(qū)至受保護(hù)建筑物之間的距離（m）；

K——與介質(zhì)和爆破條件等因素有關(guān)的系數(shù)，對于巖石介質(zhì)K = 300～700，應(yīng)通過現(xiàn)場試爆測定；

α——衰減系數(shù)，介于1～2之間，通過爆破試驗(yàn)測定。

通過現(xiàn)場試爆測定K、α值，即可根據(jù)受保護(hù)建筑物的特性甚至爆區(qū)的距離，確定最大單響裝藥量Q值。

7 石方爆破安全防范措施

a.一般性要求。爆破作業(yè)須嚴(yán)格遵守《爆破安全規(guī)程》、統(tǒng)一指揮，并優(yōu)化爆破設(shè)計(jì)，減少施工中的飛石、采用爆破振動監(jiān)測和采取必要的主動防護(hù)措施。

b.對于附近的空壓站、變壓器等設(shè)施采取被動防護(hù)為輔，主要在這些設(shè)施的迎炮面搭設(shè)高排架（采用腳手架鋼管及竹排搭設(shè)6.0m高的排架），并在高排架前沿采用編織袋裝黏土筑一道1m高的防沖擊柔性堤，以確保設(shè)備的安全。

c.安全防護(hù)距離。根據(jù)爆破規(guī)范及其他工程成功的爆破防護(hù)經(jīng)驗(yàn)，以及對該工程安全防護(hù)距離計(jì)算。爆破時(shí)，人員及設(shè)備安全避炮距離和防護(hù)措施見表2。

表2　爆破安全距離及防護(hù)措施

d.其他措施。石方爆破設(shè)計(jì)時(shí)嚴(yán)格控制單孔裝藥量，孔口采取壓蓋等措施，嚴(yán)控爆破噪音及爆破震動。

根據(jù)實(shí)際情況精心進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)和試驗(yàn)，采用增加堵塞長度、降低裝藥單耗和調(diào)整爆破方向等辦法控制飛石。同時(shí)對爆區(qū)周邊的建筑物采用圍擋防護(hù)措施以降低飛石傷害。

優(yōu)化爆破各類參數(shù)以確保炮孔堵塞質(zhì)量良好，必要時(shí)采取覆蓋灑水、選擇有利風(fēng)向起爆等措施盡量減小粉塵及有毒氣體的危害。

8 結(jié) 語

水利工程的規(guī)模日益增大，中山市阜沙鎮(zhèn)鴉雀尾水利樞紐工程中永久邊坡、主體工程、隧洞工程對開挖技術(shù)的多樣性、先進(jìn)性及安全性的要求也越來越高，運(yùn)用多種爆破開挖方式，結(jié)合深孔梯段微差爆破、預(yù)裂爆破、光面爆破等技術(shù)，并輔之安全有效的防護(hù)措施，使項(xiàng)目在技術(shù)上達(dá)到先進(jìn)水平，經(jīng)濟(jì)上創(chuàng)造更高效益。

參考文獻(xiàn)

［1］李華茂，車奇星，劉曉珍.復(fù)式和間隔式裝藥結(jié)構(gòu)在石方爆破中的聯(lián)合應(yīng)用［J］.河南水利與南水北調(diào)，2001（6）.

［2］張勇.布爾津山口水利樞紐工程發(fā)電廠房基礎(chǔ)開挖施工技術(shù)［J］.水利科技與經(jīng)濟(jì)，2014（8）：128-130.

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［4］繆晟.攔河壩工程基礎(chǔ)開挖爆破工藝及參數(shù)選擇［J］.中國水能及電氣化，2015（9）：59-62

Analysis on rock blasting operation technical measures in Yaquewei Water Control Project in Zhongshan Fusha

WANG Yi
（Guangdong No.2 Bureau Hydropower Engineering Co.，Ltd.，Guangzhou 511340，China）

Abstract：Yaquewei Water Control Project in Zhongshan Fusha has high requirements on earth rock excavation technology.Especially for rock blasting technology，the method should be advanced，and the preparation should be sufficient.In the paper，the project practice is combined for describing deep hole millisecond blasting technology，pre-splitting blasting and smooth blasting technology in the rock excavation process.Meanwhile，blasting safety technical control and rock blasting safety precautions are described in detail aiming at providing reference for similar projects.

Key words：water control project；rock blasting technology；safety technology and precautions

DOI：10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.03.006

中圖分類號：TV542

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1673-8241（2016）03-0027-04