坝基开挖水平预裂爆破施工技术

吴宪　朱晓新　曲连辉

摘 要：在水电建设中，坝基开挖是极其重要的一个环节，建基面开挖质量的好坏对大坝的稳定有很大的影响，因此，在坝基开挖中要采取有效的控制手段，尽量减少对基岩面的损伤. 预裂爆破不仅在垂直、倾斜开挖壁面上得到广泛应用；在规则的曲面、扭曲面、以及水平建基面等也采用预裂爆破。该文针对大坝水平建基面开挖的特点和施工技术要求，并通过工程应用和实践，总结出的一套切实可行且能保证水平建基面开挖质量的水平预裂爆破施工的方法。

关键词：预裂爆破施工 水平建基面 坝基

中图分类号：TV6 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）11（c）-0024-01

1 概述

工程施工中，对于坝肩两侧倾斜面和垂直面采用预裂爆破施工已经是常规技术，而水平建基面开挖多采用预留保护层开挖的方法，通过工程应用和实践，总结出了一套切实可行且能保证水平建基面开挖质量的水平预裂爆破施工的方法。

2 技术特点

（1）水平建基面开挖采用水平预裂爆破辅以梯段爆破施工。水平预裂爆破辅以梯段爆破开挖与传统的保护层分层爆破法比较，具有超欠挖少、平整度好、速度快以及劳动强度低的特点。

（2）水平预裂爆破分块施工。为了保证水平预裂爆破施工质量，水平预裂孔深度一般不大于15 m，相应分块宽度不大于15 m。

（3）加强施工监测，指导施工。建基面回弹监测。水平建基面开挖完成后，对于高地应力区，采用多支多点变位计和滑动测微计，监测建基面卸荷回弹和岩体变形情况。

建基面物探声波监测。采用物探监测声波弹性波测试法，测定开挖后建基面岩体卸荷松弛带的范围界限和厚度。

岩体内摄像监测。物探孔进行孔内摄像，同时验证声波监测的准确性和可靠性。

3 施工工艺流程

爆破设计→工作面清理→测量放样→安装样架及设备→造孔施工→造孔质量检查→装药、联网→药孔封堵→起爆→出渣清基→下一循环。

4 操作要点

（1）爆破设计。爆破设计的主要内容包括：爆破区范围：包括起、止高程及边界范围桩号；爆破参数表：钻孔的孔排距及钻孔直径，钻孔方向及钻孔角度，爆破方量，总装药量，主爆孔装药直径、单位耗药量及最大一段起爆药量，预裂孔装药直径、线装药密度及最大一段起爆药量，爆破所需的火工材料及数量。钻孔平面布置图（边界点三维坐标、孔网参数、尺寸标注）；钻孔剖面图（抵抗线方向剖面图）；装药结构图（主爆孔、预裂孔分类分部位绘图）；爆破网络图。

（2）工作面清理。每次造孔前，须将工作面浮渣清除干净，便于钻孔设备就位，以保证钻孔施工质量。工作面不平整度要求不大于80 cm，钻孔孔口周边50 cm范围人工扒渣至基岩，水平建基面预裂孔部位满足潜孔钻机架钻要求。

（3）施工测量。施工前，由测量人员会同监理工程师进行地形测量，绘制实测断面，经工程审批后，作为计量依据。按设计图纸要求放出每次开挖的轮廓及开口线、开挖坡度，并做出明显标志。按爆破设计参数放样，预裂孔逐孔编号放样，放样内容包括：孔位、孔口高程、孔斜、方位角、孔深等参数，每孔清晰标识注明，并提供准确无误的测量资料给施工作业队。预裂面开挖完成后，测量检查预裂面的超欠挖值及预裂孔方向偏差，提交资料便于技术及质检人员用作分析总结与验收所用。

（4）安装样架。为了保证开挖质量，造孔钻机必须安装样架导向，样架牢固固定于基岩上，使钻孔造孔过程中不致变形移位。

（5）造孔施工。钻孔人员严格按测量放样的孔位、倾角、钻孔方位及提供的钻孔深度施工，要求主爆孔孔位水平误差小于±10 cm，孔深误差小于±20 cm；预裂孔孔位水平误差小于±3 cm，孔深误差小于±10 cm，钻孔角度偏差不超过允许误差范围。对于预裂孔造孔，钻机定位后，用吊线锤确定钻孔方位角，用高精度量角器测量钻杆角度，开孔1 m深度范围内，采用低风压、慢进尺行进，并在钻进0.2 m、0.5 m时，校准角度，调整钻杆方向再固定钻具。钻进1 m后，加大风压，正常钻进。每钻完一孔后，用高风压吹净孔内积渣及岩粉，卸下钻杆，量测实际孔深并记录，作好孔口封闭保护，并在孔口插孔呈标识，以便于装药时找孔。

（6）造孔质量检查。每爆区钻孔施工完成后，经初检、复检、终检三级检查合格后，由项目部质检人员会同监理工程师进行验收，发现不合格及时处理。

（7）装药、联网。主爆破孔装药：先由技术员按钻孔深度计算每孔装药量，并将炸药分放在炮孔旁边；炮工装药前，先检查炮孔深度，再按设计要求装药。预裂孔装药：先由技术员按线装药密度，计算药卷绑扎间隔距离，然后按要求用竹片绑扎药卷。绑扎好的药卷装入预裂孔之前，先检查预裂孔深度，做好孔深和装药记录。封堵：装药完成后，进行孔口封堵。预裂孔堵塞先用编织袋封堵至预裂药卷顶部，然后采用粘孔或炮灰泥相对密实封堵至孔口；主爆孔堵塞则由药卷顶部密实封堵至孔口。网络联接。网络联接前，非施工人员必须离开工作面，网络联接技术员、质检员全过程旁站监督、检查及验收；雷管分发由炮工专门操作，必须同时握住雷管和导爆管进行分发，以免雷管和导爆管断裂；必须导爆管与传爆雷管采用反向联接，导爆索与雷管采用顺向联接；联接部位采用黑胶布全包裹绑扎。

（8）起爆与出渣。装药联网后，进行检查验收，由监理工程师签发准爆证后再实施起爆。起爆前，按规定进行人员撤离、警戒。每一爆区爆破完成后，组织挖运设备进行出渣，然后转入下一循环爆破施工。

5 材料与设备

主要材料为炸药、导爆索、导爆管、毫秒雷管等火工材料。主要设备为潜孔钻、液压钻、手风钻、高精度罗盘仪、全站仪，另外需配置推挖运等通用土石方施工机械。现场不设空压站时，还要配置相应数量的移动式空压机。

6 施工质量与安全

（1）施工质量控制。测量人员根据爆破设计布孔图对预裂孔进行放点，控制预裂孔间距。利用测斜仪、罗盘进行倾角的控制，采用方位控制点、孔位、三角吊架及线锤等进行方位的控制。预裂钻孔过程中，安排有经验、技术好的钻工，采用性能好的钻孔施钻。钻孔过程中，勤测勤纠，根据岩粉出露情况，及时调整旋转速度和钻进速度。安排专职质检人员或技术人员进行盯钻及成孔的质量检查、记录、调整。

（2）施工安全控制。开挖过程中，对火工材料的保管、运输、使用，以及炮孔装药、联网、封堵、起爆、验炮、警戒等工序严格按照《爆破安全操作规程》进行。开挖严格按照由上至下的顺序分段进行，每个梯段开挖后，对坡面松动岩石处理合格后，再进行下一梯段施工。各作业设备严格按照相应的操作规程执行，特种设备操作人员持证上岗。

7 结语

该文通过工程应用和实践，总结出了一套切实可行且能保证水平建基面开挖质量的水平预裂爆破施工的方法。

参考文献

[1] 蒋建林，张耀威.高碾压混凝土双曲薄拱坝坝基开挖预裂爆破技术[J].水利水电技术，2007（7）：66-68.

[2] 白万伟，魏虎.水平预裂爆破在三峡工程坝基开挖中的应用[J].爆破，2001（7）：27-28.endprint