水利工程中的岩石开挖爆破技术研究

■谢志强（广东省地质局第五地质大队广东肇庆526020）

水利工程中的岩石开挖爆破技术研究

■谢志强
（广东省地质局第五地质大队广东肇庆526020）

本文介绍了岩石爆破技术在水利工程中的应用，希望对水利工程的实际建设发挥出指导借鉴性作用。

水利工程岩石开挖爆破技术

1　坝基开挖

水利工程中进行常规性坝基开挖，是指对坝基保护层以上岩体进行开挖，我国使用最多的是毫秒爆破技术，也是深孔台阶开挖爆破技术。

开挖坝基保护层：水利工程中的坝基保护层开挖可以有效控制坝基质量。如果现场试验条件有限，可以使用类比工程方法确定使用何种技术。使用过工程类比确定方法得知坝基保护层厚度参考值如下表1。

其中，H是指坝基保护层厚度；D是指梯段抛空底部装药直径。

水利工程岩石保护层开挖有明确规定(三层开挖式)：首先，炮孔穿入界面范围1.5m内，使用小于40mm的装药直径，但要将药量控制在300kg内；其次，极为发育的节理裂隙与软弱岩体，应将炮孔控制在穿入建基面0.7内，剩余岩体需要控制在0.5m范围内，炮孔和水平建基面之间夹角应该小于60o，小于32mm的装药直径，并且严格使用单孔起爆方式；最后，极为发育的节理裂隙与软弱岩体，应该留有0.2m厚度岩体用于撬挖操作，并且严格控制炮孔深度，其不能超过建基面。

2　岩石高边坡的爆破开挖技术

水利工程在建设过程中，为了有效控制岩石开挖爆破对于高边坡影响，采用缓冲爆破、预裂爆破、深孔梯段微差爆破和光面爆破技术。

3　对筑坝进行定向爆破

定向的爆破筑坝按照陡峭岸坡进行合理布药，采用定向的松动崩塌或者是抛掷爆落岩石到工程指定位置，从而实现拦阻河道效果，然后再采取人工修整，完成水利工程筑坝技术。

3.1工程适用的基本条件

（1）要求现场地形河谷狭窄，山高山厚是坝高设计两倍及以上，岸坡陡峭(一般在40o以上范围)；

（2）水利工程的坝体防渗大多数采用斜墙式防渗；

（3）要求施工地址属于风化弱、岩性均匀、构造简单、高强度、低地下水位、小渗水量和薄覆盖层等；

（4）工程中的导流建筑物和泄水建筑物进出口应该设计在堆积范围外，另外还要保证爆破震动预防措施的安全性。

3.2布置爆破药包

在定向爆破建坝的药包布置分为两种形式，一种是单岸爆破；另一种是双岸爆破。药包设置在爆破漏斗下方，爆堆顶部的轮廓线上方，与坝顶高程线平行处。

3.3爆破技术方式

常见爆破技术方式有微差爆破、齐发爆破、小抵抗爆破、小抵抗线宽孔距爆破、微差挤压爆破、微差顺序爆破等技术，常用深孔台阶爆破技术。

4　岩塞爆破技术

4.1布置岩塞和处理爆落石碴

布置岩塞过程中，需要严格控制岩塞厚度，其直径一般是1—1.5倍左右，如果底部直径过厚，会影响爆通效果，如果底部直径太薄，会影响爆破安全性，因此岩塞应按照下图1进行布置。

图1　岩塞布置图

其中，(a)设为集坑集碴，(b)设为缓冲坑泄碴；1为岩塞，2为集碴坑，3为缓冲坑，4为闸门井，5为引水隧洞，6为操作室。

4.2计算装药量，装药和起爆

爆破技术中的装药量计算过程中，岩塞爆破属于水下爆破的一种，所以需要充分考虑静水压力作用后，进而对装药量进行计算，一般情况下，要比常规下抛掷的爆破药量增多1/5—1/3左右，用公式表示为：Qs=(1.2～1.3)kW3(0.4+0.6m3)

其中，Qs为岩塞爆破装药量，n为爆破指数，常取1—1.5。

对于爆破装药环节，需要采取洞室和钻孔结合爆破方案，在岩塞中心局限偏上位置设置集中药包，并且在外圈设置大型爆破钻孔。这种集优型方案，不但克服两者缺陷，还适用于任意形式的断面岩塞爆破技术。

在排列起爆顺序时，需要按照周边预裂孔一中间集中药包一扩大药包顺序执行，采用并联一串联一并联起爆网络复合式。

5　面板堆石坝开采填筑石料

对于面板堆石坝开采填筑石料工作，应该建立在在常规性开挖爆破出渣块度基础要求外进行，还需要满足开挖石料良好颗粒级配结构。

6　拆除爆破围堰与岩坎

围堰拆除性爆破采用的是岩渣处理方式，具体分为留渣(也称聚渣)和泄渣爆破两种技术。岩坎好围堰爆破技术施工根据非临水面、顶面和围堰内部等实现钻爆作业。

7　结束语

水利工程是一项复杂和系统化工程，爆破技术是重要施工技术之一。爆破技术利用了炸药炸除岩石，或者是破坏建筑物的一种作业手段。在工程建设过程中，地形环境的复杂，使得应用爆破技术更具有现实意义，其可以提高工程进度，提高施工安全性和质量。不同水利工程特殊性，爆破技术也会存在差异，要求也会有所不同。所以，在施工中应使用不同爆破技术和方法，打好工程运行基础是非常必要的。

[1]戴会超，等.特大型水利水电工程若干岩石力学问题谈论[D].第三届全国岩土与工程学术大会论文集.2009.

[2]张习平，等.黄登水电站导流隧洞开挖精细爆破技术[A].中国爆破新技术，2012，6(29).

TD12[文献码]B

1000-405X（2016）-1-390-1