洪屏抽水蓄能电站高边坡开挖爆破技术

周 良，潘月梁，王 飞

(1.中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司，湖北宜昌443000；2.江西洪屏抽水蓄能有限公司，江西靖安330603)



洪屏抽水蓄能电站高边坡开挖爆破技术

周 良1，潘月梁2，王 飞1

(1.中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司，湖北宜昌443000；2.江西洪屏抽水蓄能有限公司，江西靖安330603)

洪屏抽水蓄能电站开挖边坡高达160 m，受地形限制，施工道路布置困难，控制开挖爆破质量尤为重要。根据该电站下水库大坝开挖爆破施工的特点和要求，制定并实施了一系列安全、质量的控制措施，既保证了开挖高边坡的稳定，又保证了开挖坡面的质量。介绍了爆破作业的主要工序及质量控制措施，可为类似工程提供参考。

高边坡；开挖；爆破；洪屏抽水蓄能电站

0 引 言

洪屏抽水蓄能电站下水库坝址区两岸山体雄厚，谷坡陡峻。坝址基岩为单一的震旦系下统硐门组变质含砾中粗砂岩，岩石新鲜，致密坚硬，中厚层状，岩层产状呈舒缓波状，倾角缓，坝线地段岩层倾向上游，倾角中缓。坝址区覆盖层分布少，多见弱～强风化岩裸露，坝线左岸高程185 m以下为第四系崩坡积的碎块石夹粘性土，厚0.5～7.3m，高程185m以上及右岸均为基岩裸露。大坝坝肩开挖边坡坡比均为1∶0.5和1∶0.3。大坝开挖区域谷坡陡峻，地形复杂，施工难度大，技术要求高，开挖高程111～271 m，开挖边坡高达160 m，土石方开挖约为46万 m3。

1 开挖爆破施工特点

(1) 施工组织难度大。现场施工道路受地形限制，布置难度大，开挖工程量较大，工期紧迫，且工程区地质条件复杂，卸荷风化强烈，层间错动带发育。

(2) 爆破振动控制标准高。大坝坝肩至坝基开挖高度达160 m，高边坡开挖爆破振动控制要求高[1]。保证开挖边坡的稳定和安全是开挖爆破质量控制的重点。

(3) 爆破安全控制标准高。原旅游公路横穿大坝爆破开挖区域，爆破飞石控制要求高。减少飞石是爆破安全控制中的难点。

(4) 开挖边坡预裂质量要求高。开挖轮廓线必须符合设计断面尺寸要求，不允许存在欠挖，其平整度不超过10 cm。

2 爆破作业主要工序及质量控制措施

2.1 施工流程

爆破作业工序施工流程见图1。

图1 爆破作业施工流程

2.2 爆破设计

钻爆作业施工前，根据开挖分区和施工顺序布置，结合现场实际情况进行爆破设计。依据爆破试验结果及上一层开挖爆破所揭露的地质情况，并结合现场岩石构造及对单响药量、总装药量、爆破振速等参数的要求进行爆破设计。设计内容主要包括钻孔平面布置、网络连接、装药结构等。

2.2.1 爆破参数

大坝坝肩、坝基开挖采用预裂爆破+梯段爆破方式进行。梯段高度15 m，预裂孔径90 mm，预裂孔间距0.8 m，线装药密度360 g/m。预裂孔采用φ32乳化炸药卷串状间隔装药，起爆网络采用非电导爆系统、导爆索传爆和电力起爆方式。梯段爆破主爆孔孔径φ90，采用宽孔距、小排距梅花形布孔，孔排距4 m×3 m，装岩石乳化炸药，毫秒雷管分段微差起爆。主爆孔柱状连续不偶合装药[2]，岩石乳化炸药单耗按0.5 kg/m3设置[3- 4]。预裂炮孔先于相邻梯段炮孔起爆的时间大于75 ms。爆破边坡坡比为1∶0.3、1∶0.5，爆破设计按坡比1∶0.3进行说明。

爆破设计审批由总工程师把关，审批通过后才能报送监理中心进行最后批准，按照批复后的爆破设计及批复意见组织施工。

2.2.2 方案设计

爆破钻孔平面布置见图2。网络连接见图3。装药结构见图4。

图2 爆破钻孔平面布置(单位：cm)

图3 爆破网络连接

图4 装药结构(单位：cm)

2.3 造孔

2.3.1 找平清面

为便于钻机上钻，也为能有效根据实测高程开挖出建筑物设计体型，在准备进行钻孔作业的区域，对大面进行平整和清理，使该部位平整且露出岩石面。清面利用反铲配合人工进行，清理时，距预裂孔边线2 m范围内，大面平整度控制在20 cm，表面虚渣清理干净；其他部位大面平整度控制在50 cm。由现场施工人员、技术人员对上钻平台进行验收。

2.3.2 放点、布孔

测量放点由技术员和测量人员严格按照爆破设计共同进行。孔位点与方向点的误差必须在要求的误差范围内。预裂孔和方向点应每孔放出，方向点应放在距预裂孔≥2.0 m的钻机前方位置，以保证钻机方位控制的精度及后续复核。

施工员根据测量放样、爆破设计参数布置其他的主爆孔和缓冲孔。根据爆破设计规定的间、排距用皮尺或卷尺测放，不得采用逐孔推移加密的方法，防止累积误差。孔位用红油漆明显标识，对每个孔位进行编号，并保护好。

对大型钻孔机械无法到达的施工部位，采用YQ- 100B 钻机进行预裂孔及其他爆破孔的钻孔施工；其他施工机械可进入部位采用351钻机进行造孔。为采用性能好的高风压钻机进行预裂孔钻孔施工，在技术上提出每钻进15 m深的预裂爆破孔，其孔底坡面允许超挖5 cm[5]。

2.3.4 钻孔检查

(1)倾角控制。预裂孔钻孔的倾角和方位在现场通过反复调试确定，达到设计倾角方位时方可开钻。钻孔倾角采用罗盘控制，控制方法为：把罗盘的一侧边紧靠钻杆的上缘或下缘的正中，把指针调整到规定角度，调整钻杆使罗盘水平仪气泡居中，此时钻杆倾角即为钻孔的设计倾角。为减少罗盘本身的误差，再次将罗盘的另一侧靠紧钻杆的上缘或下缘的正中，把钻杆调整到规定角度，使罗盘水平仪气泡居中，取2次角度的平均值即为钻孔倾角。YQ- 100B支架钻机采用钢管脚手架搭设样架固定，确保了支架钻机的稳定，避免在钻孔过程中出现偏差[6]。

(2)钻进深度控制。根据开挖现场实际地形及设计图纸要求后，确定每次预裂爆破深度及梯段爆破高度，并根据爆破要求确定钻孔深度。主爆孔和缓冲孔应尽量有一定的超深，以防止石渣等掉入后造成深度欠深。造孔完成后，由现场技术员及时对孔深用量测工具进行检查，孔深不够的及时处理，至合格为止。各平台预裂孔严禁超深，在最后验孔时，对超钻的孔进行回填，使孔深满足要求。

(3)炮孔检查验收。每一孔造完以后，当班施工员应及时督促清除孔内的石渣及岩粉，并对孔深、孔倾角、方位角进行检查。合格后，用编织袋进行堵塞保护，对不合格的应立即返工处理。先造好的孔与最后造好的孔有2～3天的时差，在每一爆破区域钻孔完成后装药前，当班技术员必须会同质检人员进行终检验收。对有塌孔现象的炮孔，采用高压风插入孔底吹出岩石小碎块或岩粉，对堵孔进行再次扫孔清理，达到造孔质量要求后，方可进行爆破作业申请工作。

2.4 装药、网络连接及检查

接到爆破申请单和钻孔布置图后，才能钻孔、装药，并严格按照爆破设计、爆破操作规程和操作工艺执行。装药前，现场技术人员向爆破作业人员进行技术交底，并对装药联网的全过程进行控制，全面检查整个网络连接。装药网络连接全部完成后，技术人员和爆破作业人员共同对网络进行最后一次检查，无误后方可进行爆破。

3 爆破安全控制

(1)为减少爆破对岩体振动，避免大量爆破飞石，爆破采用分段毫秒爆破法进行，尽量减少单响爆破药量，取得了较好的爆破效果。

(2)为杜绝爆破事故，做到现场爆破“零”伤亡，爆破前1 h，通知爆破区域所有无关人员撤离现场。爆破前0.5 h人工巡查现场，落实撤离情况，保证全部无关人员撤离。爆破前15 min，利用高音喇叭分时段3次播放爆破警报，撤离所有施工人员，以保证爆破安全。

(3)由于原有旅游公路横穿大坝坝肩爆破区域，社会车辆需经过爆破区域至洪屏工区。爆破前，在离爆破区域300 m范围上、下游设置警戒，严禁社会车辆进入。同时，爆破前10 min，利用值班车再次巡查爆破区域，避免社会车辆滞留爆破区域，造成安全隐患。在值班车确认爆破区域无社会车辆并到达安全区域后，方可爆破。

(4)爆破完成20 min后，爆破员进入现场检查是否存在哑炮等情况。待爆破员明确现场安全后，施工设备、人员方可进入爆破区域进行清渣。

4 结 语

洪屏抽水蓄能电站下库大坝在开挖爆破过程中，严格按照设计文件、规范要求、爆破设计进行施工，并结合该工程下水库高边坡爆破的特点，采取了一系列行之有效的爆破质量控制措施，边坡预裂及梯段爆破效果良好，得到建设单位的一致好评，实现爆破“零”伤亡，可对类似抽水蓄能电站高边坡开挖爆破施工提供参考。

[1]乔介平， 殷本林. 锦屏一级水电站大坝左岸高边坡安全开挖技术[J]. 四川水力发电， 2013， 32(1)： 29- 35．

[2]黄丹勇. 锦屏一级水电站大坝右岸高边坡预裂爆破施工[J]. 四川水力发电， 2009， 28(1)： 92- 94.

[3]吕华. 锦屏一级水电站大坝右岸工程控制爆破施工[J]. 四川水利， 2013， 34(5)： 89- 92．

[4]施召云， 翟万全， 武晓杰. 溪洛渡水电站左岸进出水口高边坡开挖施工技术[J]. 四川水力发电， 2007， 26(1)： 27- 31．

[5]刘海军， 孙金龙， 朱仕斌. 溪洛渡水电站左岸进水口高边坡预裂爆破施工与质量控制[J]. 四川水力发电， 2007， 26(1)： 15- 17.

[6]袁永清. 高边坡预裂爆破施工安全质量控制[J]. 人民长江， 2003， 34(3)： 21- 22．

(责任编辑 杨 健)

Blasting Technology of High Slope Excavation in Hongping Pumped-storage Power Station

ZHOU Liang1, PAN Yueliang2, WANG Fei1

(1. Gezhouba Group Three Gorges Construction Project Co., Ltd., Yichang 443000, Hubei, China;2. Jiangxi Hongping Pumped Storage Co., Ltd., Jing’an 330603, Jiangxi, China)

The height of slop excavation in Hongping Pumped-storage Power Station is 160 m. As the restriction of terrain, the construction road layout is difficult, so the control on excavation blasting quality will be very important. According to the characteristics of excavation blasting in the dam of lower reservoir, corresponding blasting safety and quality standards are formulated and implemented, that not only ensures the stability of excavated high slop, but also the quality of slope excavation. The main processes and quality control measures of blasting are introduced herein．

high slope; excavation; blasting; Hongping Pumped-storage Power Station

2016- 06- 07

周良(1986—)，男，湖北荆州人，工程师，主要从事水利水电工程施工技术管理工作．

TV542(256)

A

0559- 9342(2016)08- 0062- 03