长河坝水电站坝肩明挖爆破作业程序控制

杨 多

(四川二滩国际工程咨询有限责任公司，四川 成都 610072)

1 前 言

长河坝水电站坝址区出露岩体为套晋宁期-澄江期的侵入岩，岩性以花岗岩、闪长岩为主。坝址区右岸大坝以1 680m高程为界，以下为浅灰色、灰白色块状中粒黑云母花岗岩，以上为灰色石英闪长岩；左岸以浅灰色、灰白色块状花岗岩为主，夹少量灰色石英闪长岩和深灰色辉长岩团块，该岩体致密性高、岩石坚硬。

长河坝水电站与构皮滩水电站坝肩开挖都属于近300m的高边坡梯段开挖，有许多近似之处，也有许多不同之处，但是，坝肩明挖爆破开挖的程序控制是一致的。

构皮滩水电站地处贵州卡斯特区域，围岩属脆性灰质岩，单轴抗压强度不小于60GPa。在坝肩开挖过程中，对爆破的控制如下：

(1)爆前。①根据设计边坡开挖要求，进行爆破设计。②确定预裂孔、缓冲孔、主爆孔的间排距、孔径、孔深、孔斜、线表药密度、填装方式、堵孔长度、联网形式、启爆方式等爆破参数的标准。③按照批准的爆破设计，进行全程监控。④在进行爆破设计的同时，进行安全警戒范围的设计。⑤完成爆前安全检查和安全警戒工作。

(2)爆中。按照微差爆破方式依序启爆。

(3)爆后。统计半孔率、开挖坡面平整度、爆根残留情况、爆块均匀度、马道成形情况等，进行综合评定，为下一个梯段爆破设计参数的修正提供依据。

构皮滩水电站坝肩开挖工序于2004年前基本结束，边坡开挖质量得到有效控制，减少了不必要的支护工序，节约了成本，提高了施工效率。

长河坝水电站坝肩为薄层开挖，受岩体表面风化的影响，爆破技术难度更高，因此，进行开挖爆破作业程序控制是必要的，并且借鉴构皮滩水电站坝肩开挖的成功经验也是必要的。

爆破作业是石质坡面开挖的主要手段，在爆破开挖前，根据设计技术条款和规范要求，结合现场地形地质条件，精心选择爆破参数，认真作好爆破设计，以便于指导开挖施工作业。

2 爆破设计的主要技术参数

(1)确定预裂孔、缓冲孔、主爆孔的布置。

(2)设计孔径、孔深、孔斜、爆孔间排距、使用药卷直径、最大段单响药量、线装药密度、单位耗药量、单孔装药量、堵孔长度、堵塞密实度、爆破药量等。

(3)绘制爆孔平面布置图。

(4)绘制爆破网络联接图。

(5)绘制预裂孔、缓冲孔、主爆孔装药结构图。

(6)明确起爆方式。

(7)根据爆破设计的最小抵抗线，同时作爆破警戒范围设计并绘制爆破警戒线平面布置图。

3 爆破试验

爆破设计参数的来源除了正确的计算而外，还来源于爆破试验对爆破参数选择的验证。

(1)爆破试验地点的选择。原则上选择在远离设计坡面、建基面及建筑物场地，但是，外界及地质条件必须符合现场实际。

(2)爆破试验组次的确定。爆破试验组次选择与围岩类别密切相关，对于有硬岩、中性岩及软岩等不同岩性分布的岩体，均应进行爆破试验，并且进行单耗药量的对比试验。

(3)特殊部位的爆破试验。主要指建基面保护层开挖、设计坡面开挖及马道保护的爆破试验。建基面保护层开挖分两步进行：第一步为抽槽爆破开挖，采用垂直孔加垫层的爆破方式；第二步采用为垂直孔加水平预裂孔组合而成的爆破方式。设计坡面开挖及马道保护的爆破试验主要是对预裂孔和缓冲孔的爆破控制。预裂爆破质量影响设计坡面平整度以及爆破裂隙对设计坡面的损害，在有地质缺陷的部位将涉及坡体的安全稳定。尤其在梯段爆破作业中，上一级坡面开挖，预裂孔、缓冲孔布置在下级马道范围之内，爆破作用于马道之上，特别是缓冲孔底部装药为满孔填装的形式，爆破能量将使马道及下级坡面外缘受损，因此，寻求减少爆破破坏、使用垫层厚度将是爆破试验的内容之一。

(4)火工材料的爆破试验。准备投入使用的炸药、火雷管、电雷管、毫秒雷管、导爆索、导火索等火工材料，必须按规定数量进行爆破试验，以验证火工产品的合格率，防止在爆破过程中因此产生拒爆或其他不安全因素。

4 施工现场明挖爆破作业的控制

(1)造孔前，先进行爆破场地的清理和平整工作，并且用石灰粉等材料规划出设计坡面外缘开挖造孔线，布置预裂孔、缓冲孔、主爆孔的造孔点。根据设计开挖坡比控制预裂孔造孔斜率，简单的方法为：使用架管搭设钻机孔斜控制架，使爆孔整齐划一，同时又能提高开挖坡面质量。

(2)造孔完成后，现场检测孔径、孔深、孔斜，作好爆孔的原始资料记录，对于检查不合格的爆孔进行补孔或清孔工作，最大限度地满足爆破设计要求。在梯段爆破作业中，对于缓冲孔使用石渣回填或空气垫层保护，在检孔之后装药之前进行。

(3)严格按照爆破设计控制单孔装药量。现场施工员、质检员及专职安全员必须坚守岗位，全程控制装药，防止野蛮装药，特别要防止铵磺等粉剂炸药的撒漏。对于预裂孔，要严格控制线装药密度，做到均匀布药，这是对开挖坡面平整度、孔间起伏差及防止坡面产生爆破裂隙的控制因素。

(4)堵孔长度和堵塞密实度是影响爆破效率的两大因素，如果堵孔长度不够或填塞密实度不符合爆破设计要求，爆破产生的巨大能量将会在瞬时从孔口薄弱部位外泄，对爆体不能达到爆破的目标，既浪费了火工材料，又影响开挖质量，导致增加成本，延误工期。

(5)爆破网络的连接及起爆顺序的安排也影响爆破效率。控制预裂孔、缓冲孔、主爆孔最大单段药量有利于保护设计坡面，尤其是对于薄层岩体的开挖，预裂孔的最大单段药量应小于50kg。段与段之间的微差应大于或等于200ms，使层间拥有足够的临空面，增加爆破效应。

(6)爆后效果分析是提高循环爆破水平、合理修正爆破参数的依据。通过对半孔率的统计、孔间起伏差与坡面平整度的测量、爆块大小及均匀度的观察、残留爆根及爆根着力的测试，经综合分析研究，提出爆破方案及爆破参数的修改意见，从而进一步优化爆破设计。同时，作好现场爆后资料的收集、记录，为同类花岗岩爆破参数的选择参考。

5 特殊爆破的处理

原则上应免除在建筑物安全距离以内进行爆破作业，有特殊需要时，可首先对建筑物进行安全防护。针对现场实际情况制定爆破规划及爆破设计，尽量化整为零，分次切割，将用药量控制在许可范围之内，减小单孔装药量及用药总量，采用静态爆破或松动爆破的方式，以及采用打单层或双层减震孔、土袋覆盖，铅丝网加盖、钢筋网作表层加盖等方法，将爆破影响降到最小程度。

6 结束语

爆破作业是石质坡体开挖的必要手段，因此要控制好爆破作业这个关键工序，就必须根据工程的现场地形、地质情况，合理地确定爆破参数，制定爆破控制程序，规范爆破作业，才能保证开挖质量，减少超欠挖，减小爆破对坡面的损伤，减少支护工程量，增加坡体的自稳能力，使工程开挖更加经济、安全、高效。