淺孔松動爆破法在水電站進水口馬道開挖中的應用

柏曉星　王雁昆　張平

摘 要：松動爆破技術(shù)具有充分利用爆破能量，拋石距離小的特點?？紤]到黃登水電站進水口馬道開挖實際工程情況，采用淺孔松動爆破法，提出了符合現(xiàn)場施工要求的爆破技術(shù)方案，加快了工程進度，消除了安全隱患，取得了一定的技術(shù)經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：淺孔松動爆破；進水口馬道；黃登水電站

中圖分類號：U416.113 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）03-0119-02

1 引言

松動爆破技術(shù)是根據(jù)1956年利文斯提出的巖石爆破漏斗理論，根據(jù)巖石的性質(zhì)，通過控制炸藥的性能、質(zhì)量、埋深、間距等參數(shù)來嚴格控制爆破的技術(shù)[1]。松動爆破技術(shù)裝藥量只有標準拋擲爆破的一半左右，具有爆破能量利用充分，爆破后，爆破對象只裂隙發(fā)育，拋石距離較小甚至不產(chǎn)生拋石現(xiàn)象等特點。這一項技術(shù)，被廣泛的應用到各類對拋石距離有嚴格要求的工程爆破施工之中，具有顯著的經(jīng)濟效益[2-3]。

2 工程概況

黃登水電站位于云南省蘭坪縣境內(nèi)，采用堤壩式開發(fā)，是云南瀾滄江上游古水至苗尾河段水電梯級開發(fā)方案的第五級水電站，以發(fā)電為主。上游與托巴水電站，下游與大華橋水電站相銜接，壩址位于營盤鎮(zhèn)上游，地理坐標約為東經(jīng)99°07′11″，北緯26°33′35″。

施工過程中由于引水壓力管道運輸方案調(diào)整，上平段壓力鋼管一直布置到進水口塔體內(nèi)，將通過大壩纜機吊運到引水隧洞洞口后安裝軌道水平運輸進洞，軌道安裝高程為EL.1559.378m，為滿足引水壓力管道金屬結(jié)構(gòu)吊運安裝需要，結(jié)合進水口塔后開挖體型要求，需將進水口整體壩段基礎(chǔ)區(qū)域內(nèi)（壩縱0+348.897～壩縱0+448.897）從EL.1560.000m下挖至EL.1557.000m高程，開挖段長度約為120m，寬6m，再以混凝土回填至EL.1559.378m安裝運輸軌道。

施工工作面位于引水壓力管道進口處壩肩邊坡EL.1560m馬道，其下方EL.1545m、EL.1530m、EL.1515m及EL.1500m各有一條施工馬道。EL.1530m馬道寬度約為3m，在EL.1530m及EL.1500m馬道附近有其他標段施工隊伍施工，施工設(shè)備及人員較多，更有部分機械設(shè)備不具備撤離避炮的條件，這使得爆破施工中拋石距離控制及防護顯得尤其關(guān)鍵，下面重點闡述壩縱0+348.897～壩縱0+448.897段爆破施工控制過程。

3 爆破方案

3.1 方案分析

根據(jù)現(xiàn)場查勘及施工實際情況，發(fā)現(xiàn)引水壓力管道進口處壩肩邊坡EL.1560m爆破開挖過程中存在一些需重點考慮的因素，主要為以下幾個方面：

（1）工期較為緊張；引水壓力管道已開挖支護完成，金屬結(jié)構(gòu)安裝廠也生產(chǎn)囤積較多上平段壓力鋼管。EL.1560.000m馬道壩縱0+348.897～壩縱0+448.897段下挖施工若不能及時完成，將影響引水壓力管道金屬結(jié)構(gòu)吊運安裝進度，進而對整體工期不利。方案在保證安全的前提下，需綜合考慮進度因素。（2）安全要求較高；工作面位于引水壓力管道進口處壩肩邊坡EL.1560m馬道，其下方EL.1545m、EL.1530m、EL.1515m及EL.1500m各有一條施工馬道，EL.1530m及EL.1500m馬道上有其他標段施工隊伍施工，壩址區(qū)域內(nèi)更是有密集設(shè)備及人員在進行大壩基礎(chǔ)防滲處理，部分重型設(shè)備不具備撤離避炮的可能性，一旦有飛石現(xiàn)象的產(chǎn)生，就很有可能危害到人員及設(shè)備安全。因此，方案在爆破參數(shù)選取的時候，需嚴格控制拋石距離，綜合考慮各種應對措施。（3）對爆破效果有一定的要求；馬道內(nèi)側(cè)為壩肩邊坡開挖面，從EL.1560.000m下挖至EL.1557.000m高程，所揭露出來的邊坡面要滿足壩肩邊坡開挖的相關(guān)技術(shù)要求，方案在進行爆破設(shè)計的時候，綜合考慮了這一因素，運用了光面爆破技術(shù)。

3.2 方案選定

根據(jù)現(xiàn)場實際情況，開挖為明挖爆破，考慮大壩基礎(chǔ)開挖邊坡及大壩基坑有其他標段隊伍施工，為防止爆破飛石及大量開挖料沿邊坡滾落入大壩基坑和EL.1545m、EL.1530m、EL.1515m及EL.1500m馬道，擬采用小孔距淺孔松動爆破法進行開挖施工。決定先對1#與4#引水壓力管道上平段進口區(qū)域采用液壓三臂臺車造孔，人工造孔及裝配液壓沖擊錘的反鏟配合的方式，進行松動爆破下挖至EL.1557m高程，形成寬6m、高3m、長5m槽型區(qū)域，分兩個工作面相向開挖，在馬道外側(cè)預留1.0m保護層，保護層采用反鏟安裝液壓沖擊錘進行破碎開挖，詳見圖1所示。

按照引水隧洞上平段壓力鋼管安裝專題會議安排，2015年1月中旬要對壓力鋼管金屬結(jié)構(gòu)實施吊運安裝，因此剩余區(qū)域采用日進尺為13.2m的垂直松動爆破法，將有利于工程整體進度安排。

4 爆破參數(shù)

垂直松動爆破法以1#、4#引水壓力管道口松動爆破下挖形成的寬6m、高3m、長5m槽型區(qū)域作為臨空面，自EL.1560m馬道內(nèi)側(cè)往外5m范圍內(nèi)垂直于馬道建基面造孔，孔深3m，爆破時，在爆破區(qū)段上覆砂袋、炮被、竹條板進行多層主動防護，詳見圖2所示。

按照垂直松動爆破法的設(shè)計要求、結(jié)合尾水出口邊坡梯段爆破的經(jīng)驗及施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件，選取炸藥單耗k=0.32kg/m3，最小抵抗線w=0.8m，孔距a=1.0m，排距b=0.8m。在EL.1560m馬道內(nèi)側(cè)采用密集造孔，保證下挖形成的邊坡面符合質(zhì)量要求，詳見表1所示。

嚴格控制單孔裝藥量，單孔裝藥量Qi=0.8kg，僅為普通爆破的40%～50%，采用間隔裝藥的方式，堵塞長度加長為1.0m，裝藥長度L裝=2.0m，除孔底裝藥ф32x200mm藥卷一卷減小夾制作用外，剩余1.8m采用間隔裝藥，以達到使炸藥做功均勻，減少二次解炮和減小質(zhì)點振速，保證邊坡穩(wěn)定的目的，爆破裝藥結(jié)構(gòu)詳見圖3所示。

每次爆破控制進尺為6.6m，兩個工作面相向開挖，日進尺為13.2m。

5 爆破結(jié)果

原計劃2014年12月15日開始進行EL.1560m馬道下挖施工，至2015年1月10日之前引水上平段進口馬道松動爆破、液壓沖擊錘破碎開挖、出渣及支護完成，為混凝土回填施工，軌道安裝提供工作面。實現(xiàn)場施工時，因爆破參數(shù)選取合理，未出現(xiàn)二次解炮的情況發(fā)生，飛石距離較小，基本沒有對周圍的設(shè)備及臨建設(shè)施造成任何影響，再加上參建四方對該處馬道開挖進度比較關(guān)注，設(shè)備投入充分，實際在2015年1月5日前該區(qū)段就已開挖支護完成，滿足了引水壓力管道運輸軌道安裝的進度要求。

6 結(jié)語

實踐證明，小孔距淺孔松動爆破法在控制爆破飛石距離及對爆破質(zhì)點振速有較高要求的施工區(qū)域應用比較廣泛，通過以上的應用實踐得出以下結(jié)論：

（1）松動爆破法控制飛石距離和控制質(zhì)點振速都是通過控制單孔用藥量來實現(xiàn)的。（2）在爆破參數(shù)的選取方面，不只需要參照以往爆破的經(jīng)驗，還應該根據(jù)現(xiàn)場巖石風化情況，爆破孔布置情況等因素綜合考慮，在施工過程中應多作總結(jié)，好的爆破參數(shù)對施工進度是非常有利的。（3）小孔距松動爆破法能解決周邊環(huán)境較復雜地段的開挖問題，但因為每排炮施工強度較標準拋擲爆破的大，造孔較多，設(shè)備及人員也需相應增加，因此施工成本較高。

參考文獻

[1]周志強，易建政，王波，等.控制爆破技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展建議[J].礦業(yè)研究與開發(fā)，2010，（3）：103-108.

[2]劉鵬，李發(fā)林.微弱松動爆破在地質(zhì)災害治理中的應用[J].西部探礦工程，2006，（1）：171-172.

[3]徐書雷.路塹硐室松動爆破及其對邊坡穩(wěn)定性的影響[D].西安科技大學，2003.endprint