藏木水电站基坑开挖梯段爆破试验

张微微

(中国水利水电第八工程局有限公司，湖南 长沙410004)

西藏高原地区海拔高、空气稀薄、气候干燥，在此特殊气候条件下进行水电工程开挖施工，选用最优爆破参数既能保证开挖质量，同时良好的爆破块度也可以提高机械开挖效率，加快施工进度。确定同类岩体特性在高海拔、空气稀薄、气候干燥等特殊气候条件下的K值与α值，在开挖过程中进行控制爆破，降低爆破振动效应，对保证相邻建筑物安全稳定具有重要指导意义。

1概述

藏木水电站位于西藏自治区山南地区加查县境内，为二等大(2)型工程，开发任务为发电，无航运、漂木、防洪、灌溉等综合利用要求。坝后式厂房内安装6台85 MW发电机组，总装机容量510 MW。藏木水电站工程规模大，地处海拔高、空气稀薄、气候干燥，施工环境恶劣。坝址两岸山体雄厚，地形较完整，河谷深切呈“V”字型，谷坡陡峻，两岸大多基岩裸露，河边分布少量漫滩，下游坡脚及局部斜坡地带分布少量崩坡积块碎石土，阶地不发育。坝址区岩性单一，出露的基岩为燕山晚期～喜山期花岗岩(γ5-63)，岩石类型为二长花岗岩，块状～次块状结构。据岩石磨片鉴定：岩石组分中石英含量25%，钾长石含量>40%，斜长石含量>30%，黑云母含量2%，含少许细粒磁铁矿，与蚀变黑云母共生。

2试验目的

1)确定藏木水电站基坑开挖岩体的合理爆破参数，保证开挖施工质量；

2)确定藏木水电站基坑开挖岩体的爆破振动效应参数(K，α值)，合理控制最大爆破单响药量，以避免对保留岩体的破坏及相邻永久建筑物的影响；

3爆破试验地点及参数选定

3.1试验地点选择

为确保爆破试验所得成果能够满足施工需要，试验选择在与施工部位地质情况大致相同且具有代表性的部位进行，结合二期基坑开挖施工实际情况，爆破试验地点分别选择在消力池开挖区EL3233.00～EL3222.00；左岸坝基左侧7号开挖区31号块EL3234.00～EL3222.00；消力池开挖区EL3238.00～EL3226.00，坝轴0+101、0+138.6，上下游0+94.7、0+139；消力池开挖区EL3238.00～EL3226.00，坝轴0+99.3、0+128.2，上下游0+66.3、0+102.1四处进行。这些部位岩体除表层部分破碎外，内部岩体均为弱卸荷、弱风化及新鲜～微风化二长花岗岩，岩质坚硬，岩体较完整，强度较高，均一性较好，满足爆破试验所需条件要求。

3.2爆破器材

梯段爆破炸药为φ90乳化炸药，钻孔直径φ115 ，雷管为2段、5段、15段非电毫秒雷管及8号电雷管。

3.3爆破参数拟定

基坑梯段爆破试验共进行4组，各组试验初拟爆破参数见表1。

表1各次爆破试验爆破参数表

4爆破振动数据检测

4.1测点布置

本次爆破试验共计18个测点，每点测三向(垂向，径向，切相)。由于爆破测点位置基本上处于同一平面，相对间高差1～3 m，具有一定的高差，但是不会具备高的高差效应，所以从宏观角度将其视为同一水平面之上。此报告中所有爆破区均处于基坑中，测点则按照距离不规则方式分布于基坑和基坑边沿。

爆破振动记录仪为24位A/D高精度的爆破测振仪，可以完全保证测量数据的精度。仪器中的智能模式能为测试过程自动选配仪器量程、触发门槛值以及足够的采集时间，可以完整记录整个爆破过程所产生的地震波波形。

表2爆破振动测点位置表

注：①地表情况中的坡积为半坡上的半岩石半积土，积土为全是泥土；②表中“距离”为测点到测点之间的距离，相对位置为测点到爆破区域中心的位置；③表中高差为0，表示测点与爆区中心无高差。

通过现场条件和爆破监测的要求，每一个测点上放置一台M20型智能爆破测振仪和一只三轴向速度传感器(传感器顶面的X方向箭头对准爆破中心)。传感器托盘采用石膏粉(石膏粉加水搅拌，十分钟后凝固)固定于预先筑好的平台上。使用水平尺将传感器安装在水平位置。为了得到准确的数据和保护设备的安全，相对较近测点上的设备全部用两个油桶钢罩盖住[1]。

4.2测点处理

爆破振动测试点的测点三轴向速度传感器尽量安装在岩石上，若岩石上不平整，则需要先在岩石上做好水泥平台；如果条件不允许在岩石上安装，则必须将传感器在安装之前安装点上挖深40 cm，并作40 cm厚的水泥砂浆处理，使传感器能接收到真实的振动信号[2]；等待水泥平台完全干燥并确定平台与岩石或者沙土完全一体(无明显大裂缝，无大块水泥块掉落，用力敲打无松动)，最后将传感器底面用石膏粘在平台上。若石膏调和太干，需加水重新调和；若调和太稀，则需粘好后用干石膏粉洒在裸出部分，使其快速呛水，利于石膏干燥。

在传感器安装位置上有多个面，如地面和侧面，则可以再用石膏粘住侧面部分，保证了传感器以最好的方式接受振动波形[3-5]。所有测点的平台处理于爆破时间前3～10 h处理，保证了与地基部分的连接稳固和平台的干燥。所有传感器用石膏固定在平台、墙体上或者其他坚固物体上。

传感器带有用空气泡的水平尺安装在平台上后，每个测点用不锈钢罩将传感器和采集器罩住以免被飞石砸坏。因为测点1和测点2距离爆破区域较近，还特地采用半个油桶做2次覆盖，其他各点使用不锈钢盆盖住，最大限度的保护设备，保护数据。

5检测结果分析

本次爆破测试中，4条测线共18个测点的所有传感器输出的振动过程信号均被记录仪记录到，数据获得率为100%。检测结果见表3。

表3质点振速检测结果表

公式中的Q为药量；V为垂直向振动速度值；R为各测点到爆破中心的距离。

6结语

1)4组爆破试验爆后均能满足现场施工设备装渣、出渣施工要求，但是从爆后爆渣块径大小及均匀程度第三组爆破效果更佳，其爆后大块较少且块径均匀，更适合挖装机械出渣施工，因此推荐爆破参数如表4。

表4推荐爆破参数表

在今后的爆破开挖施工中可以参照本爆破施工试验推荐的参数进行，在具体实施过程中应根据实际地质情况做适当调整，以期得到最佳的爆破效果。

2)爆破振动检测数据显示的是一个良好的衰减规律，符合爆破测试的变化趋势，具体部位最大单响按照《安全质点振动速度》规定，由试验得出的K=84.44，α=1.05计算确定。