石山口水库除险加固工程石方爆破方案

□王 遐 □张继勇

（罗山县石山口水库灌区管理局）

一、概况

石山口水库位于罗山县城西南33km，淮河水系竹竿河支流小潢河的上游，控制流域面积306km2，是一座以防洪、灌溉为主，结合发电、养殖及城市供水等综合利用的大（2）型水库。水库1959年开工兴建，经过停建、续建配套、改善加固等过程。目前水库标准为百年一遇洪水设计，设计水位80.60m，相应库容2.049亿m3，可能最大洪水校核，相应水位84.52m，最大库容3.72亿m3。

在水库除险加固工程施工中，爆破工程主要涉及输水洞进口段、出口段及主副坝连接路段，石方爆破近1.3万m3。3处爆破工程均距水库大坝较近，输水洞的进口段爆破工程紧邻进口段建筑物，出口段爆破工程毗邻水电站厂房及电力设施，主副坝连接路与主坝相连，距移动通讯塔仅33m。因此必须制定周全的爆破方案，实施严格的安全防控措施，以确保爆破施工在安全可靠的前提下有序进行。

由地质资料及开挖出来的坡面看，坡面上稳定性差的岩体较多。因此，控制好爆破施工药量，减少爆破地震对边坡的不利影响，确保对边坡的稳定安全，至关重要。

二、爆破施工方案

根据石方爆破特点，对距离受保护的建筑物较近的山体采取控制爆破技术施工，对开挖坡面预留800mm厚保护层采用光面爆破开挖，严格控制爆破开挖线，杜绝超爆发生，同时确保边坡的稳定。

炮位的选择：炮孔的位置、方向和深度直接影响爆破的效果，要合理选择炮位。不宜在层理和裂缝处凿孔，以防爆炸时气体由裂缝泄出，降低爆破效果。炮位宜选在临空面较多的方位，炮孔采取梅花形布置，炮眼间距和排距根据钻孔深度和岩石等级等方面因素按实际确定。

距离受保护建筑物较近处需要控制爆破药量，使用CVFY-12/7型活塞式空气压缩机带180型潜孔钻机具钻孔，孔径40mm，人工装药堵塞，电雷管、电起爆器引爆。

松动爆破采用CVFY-12/7型活塞式空气压缩机带HQD110型潜孔钻机具钻孔，孔径90mm，人工装药堵塞，电雷管、电起爆器引爆。

光面爆破采用以放小炮方式控制爆破面。

爆破后的废渣以挖掘机归拢，装载机装车，用自卸汽车运输到弃渣场，对爆破后的大石块要经2次爆破后再装车。

三、爆破参数设计

根据试爆经验，最大装药量控制按60kg控制。爆破装置采用8号电雷管，2#岩石炸药，电起爆器引爆。

四、爆破施工与安全防护

（一）爆破施工工艺

1.准备工作

开工前对地质资料进行详细核对，作出周密的规划和设计。

测量放样，在地面上标出爆破边界线。

清除施工范围内的植被、拆除不允许保留的地面设施；在爆破施工范围外有一条供电线路距离爆破边线较近，在进行爆破作业前通知相关部门，停止该条线路供电，确保施工安全。

修长施工道路，将潜孔钻机布置在同上，空压机置于右坝顶。

测量出爆破断面，进行爆破设计，确定每个炮眼的钻进深度及装药量。

2.爆破方法

为了保障水库主坝及附近通信设施安全，爆破方法采用控制爆破，以减轻爆破产生的地震波对附近设施的侵害。

3.爆破顺序

爆破开挖自上而下进行，规划好爆破作业面，使爆破和挖运平行流水作业，做到互不干扰，以保证安全。

（二）爆破检测

1.在钻孔爆破施工前，按有关要求进行爆破检测。

2.检测内容；爆破材料性能；爆破参数；爆破破坏范围；地震波影响检测：采用宏观调查和现场观察的方法来评估爆破对附近重要建筑物的影响。

3.对爆破后产生的水中冲击波和飞石等效应进行观测，以保证其在施工过程中的防护安全。

（三）安全防护措施

1.炸药、雷管存放地点应设在远离居民点、重要建筑物、交通干线和爆破工地等地方。

2.爆破前对警戒范围、警戒点的设置作周密安排，做好安民告示，并在各路口设立专看管，爆破期间禁止人员进入。

3.爆破施工前后，由专人作警报器，使用统一音响信号作为警戒。

4.爆破指挥人员在确认周围的安全警戒工作完成后，方可发出起爆命令，接到起爆命令后起爆人员方可进行起爆。

5.起爆完毕后，爆破人员首先进行爆破现场检查，确定所有的炮孔全部准确起爆后，方可发出解除信号，撤离警戒人员。

6.如发现瞎炮，应立即切断电源，先灌水使雷管和炸药失效，再由人工移出，在瞎炮处理后，方可解除警戒，进行石方装运。

7.爆破后组织人员在爆区内详细检查，清理危石和不稳定区的岩块、岩堆，同时抓紧对爆堆的测量，计算爆破的经济指标及爆破效果。

8.主副坝附近有通信设施，为了保障安全，在进行爆破施工前，对拟爆山体坡面覆盖钢丝网，并压粘土麻袋予以保护，必要时加装钢丝防扩网，避免飞石溅落到附近建筑物。

五、爆破安全技术

为确保爆破的安全，应做好以下几方面的工作。

（一）爆破震动控制

1.爆破震动的计算

质点振动速度传播规律的经验公式如下

V为质点振动速度，cm/s；W为爆破装药量，本爆破为齐发爆破，取总装药量，kg；D为爆破区药量分布的几何中心到观测点或建筑物、防护目标的距离，m；K、a为与场地地质条件、岩体特性、爆破条件以及爆破区与观测点或建筑物、防护目标相对位置等有关的常数，由爆破检测确定。根据《爆破安全规程》的相关规定，按试爆经验，取定参数K＝155，a＝1.70。

由《爆破振动安全允许标准表》，移动信号塔附近爆破按照安全允许振动速度V0＝2.5cm/s控制，移动信号塔距离爆破最近炮孔33m，钻孔深度4m，计算单次起爆最大药量为24.69kg。

由《爆破振动安全允许标准表》，连接路与主坝、副坝相连接段安全允许振动速度套用水工隧道按V0＝15cm/s控制。

副坝端起点炮孔距南副坝头10m，孔深1.5m，计算单次起爆最大装药量W＝16.22kg；

主坝端起点炮孔距离主坝头9m，计算单次起爆控制药量为11.83kg；

爆破控制药量60kg对应炮孔距离主、副坝头为15.47m。

爆破控制药量60kg对应炮孔距离移动通讯塔为44.37m。

（二）爆破飞石控制

爆破飞石是爆破的主要危害之一，控制飞石的主要技术是控制单孔装药量和安全防护。

1.爆破飞石距离的控制

根据相关实测资料，爆破飞石的初速度一般为V0＝3.5m/s，在小抵抗线条件下，飞石初速度可达V0＝10～20m/s以上，以一定的初射角抛出S＝sin2θV02/g，当初射角θ＝45°时，水平距离最大，即S＝10～40m，而爆破点距移动通讯塔最近33m，为此要加强防护，避免飞石对附近建筑物及其设施的损害。

2.控制飞石的安全措施

从设计方法上，应严格掌握单孔装药量，药包的最小抵抗线不可过小，孔深孔距、药包的分布均应进行计算，爆炸能量主要用于破碎岩体上，而无更多的能量产生飞石。

按设计方案要标布孔，分布应均匀，防止孔偏、孔斜，超浅超深，提高堵孔质量，使药包在岩体中心爆炸。

加强安全防护，按单孔药量、炮孔分布，合理的进行安全防护。

在做好上述工作的基础上，还应加强安全警戒，其范围应比计算结果略大一些，以免意外情况发生。

（三）严格控制最大装药量，采用先进的爆破技术，对于石质坚硬、整体性较好的岩石进行爆破时，可用宽距离爆破技术，通过增大孔距、减小排距来充分利用炸药能量，在单孔爆破面积和单位耗药量不变的情况下，可以改善破碎质量。

（四）为了确保边坡的稳定和平整度，除坚持采用光面爆破技术外，根据实际情况，适当增大堑坡保护层。在石质较差地段，进行深孔爆破时，要减小梯段高度，实行微差爆破，尽量减少爆破药量和分段药量，以免扰动山体。

（五）严格按照爆破安全规定进行施工，做好爆破安全保卫工作。从开始装药起，即设置安全警戒，防止非作业人员进入现场。网路连接后，工作人员逐步撤离，警戒员、防护人员在指定地点就位，实行区段临时封闭，防止人、车等进入施爆区。

（六）各类爆破施工人员要持证上岗，对爆破作业人员严格执行“安全技术考核标准”。火工材料的购买、运输、现场保管和使用严格实行《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》。

（七）加强施工现场安全管理，在施工现场设置安全标志。遇到大风、雷电等恶劣天气均不得进行爆破。

六、碎碴清理

爆破后的石碴采用挖掘机挖装，自卸汽车运输至压渗平台下游的弃碴场，对于爆破后对大粒径石块拟采用风钻打浅眼，进行爆破分解，并配合机械作业进行解小后装车运输。

运输石碴的施工车辆行驶会引起尘土飞扬，使附近的总悬浮颗粒物超过环境空气质量标准。在运输碴料时，运碴车辆装车高度不得超过车厢挡板调度，并在车厢上覆盖帆布，车辆行驶速度一般≤20km/h，以减少施工扬尘。

将石碴运输到指定的弃碴区后，用推土机推平，并做出一定排水坡度，防止水土流失。