邻近500kV 高压线塔路基爆破开挖关键技术探讨

王友，王永生，张范立

（1.中交二航局第六工程分公司，武汉430020；2.安徽金寨抽水蓄能有限公司，安徽 六安237333）

1 引言

随着我国清洁能源战略不断推进，抽水蓄能电站的修建逐渐兴起，由于其具有错峰调峰功能，对于城市高峰用电起到了强有力的保证作用。但是由于抽水蓄能电站对高差范围有一定的要求，修建在上下游水库，才能保证低峰时抽水蓄能、高峰时防水发电。上下水库的修建有两个关键技术，一是连接上下库和进场交通道路，二是引水隧道。特别是交通道路的修建，由于高差和周边环境等因素，对路基爆破开挖飞石、滚石、爆破振动等产生影响，对于抽水蓄能电站的成功修建是一个关键的制约要素,对于这种复杂环境下的爆破开挖工作，爆破工作者应进行了大量的研究，主要集中在控制爆破方向、爆破参数以及拦挡结合的技术措施上。本文以安徽金寨抽水蓄能进场交通道路爆破开挖为背景，探讨研究了复杂环境下（特别是500kV 高压线塔附近）爆破开挖关键技术，以期对类似工程提供借鉴。

2 工程概况

金寨抽水蓄能电站站址位于安徽省金寨县张冲乡境内。进场道路B 段沿线共有7 处500kV 高压线塔，进场道路B 线K1+350 处下穿龙政线，水平距离1106#塔基20.4m。下穿处道路设计高程为182.10m，对应龙政线弦高为232.90m，高差为50.8m。石方总量为28.3 万方，道路大部分区段为次坚石，均需要进行爆破施工。

2.1 风险源普查清单

通过与现场施工人员座谈、评估小组讨论、专家咨询、工程类比方式，结合本工程的特点，分析得出如下风险源普查清单。①风险源：爆破个别飞石，判断依据：物体打击、坍塌；②风险源：爆破振动，判断依据：建筑物振动、墙体开裂、坍塌；③风险源：边坡失稳，判断依据：开裂、局部坍塌；④风险源：爆炸冲击波，判断依据：物体打击、坍塌；⑤风险源：爆破噪音，判断依据：人员正常生活；⑥风险源：爆破滚石，判断依据：物体打击、高处坠落、倒塌；⑦风险源：爆破粉尘，判断依据：人员正常生活；⑧风险源：盲炮检查，判断依据：物体打击、倒塌。

2.2 建立风险评估体系

路基工程爆破开挖施工前，根据施工地段地质和地形条件、建设规模、施工方案、周边房屋结构形式、距离、气候与地形条件等评估指标，估测路基工程爆破施工期间的整体安全风险大小，确定静态条件下项目的风险等级。路基开挖工程施工总体风险评估指标体系：爆破影响A=(a+b+c+d)，具体指距建筑物距离a；建筑物结构类型b；爆破方法c；爆破岩石d。①建筑物距离爆源50m 以内，a 取5～6，距建筑物50～100m，a 取2～3，距建筑物100m 以上，a 取1；②建筑物结构类型为土坯房、古建筑等，b 取5～6，建筑物结构类型为一般砖混结构建筑物，b 取2～3；建筑物结构类型为框架结构建筑物，b 取1；③爆破方法为中深孔微差松动爆破，c 取2～3，爆破方法为浅孔微差松动爆破，c 取2；④爆破岩石为坚硬岩石，d 取3～4；爆破岩石为中等坚硬岩石，d 取2，爆破岩石为软岩，d 取1。

2.3 评估结论

根据风险等级：风险源得分20分以上，等级为Ⅳ（极高风险），14～20分等级为Ⅲ（高度风险），7～13分等级为Ⅱ（中度风险），0～6分等级为Ⅰ（低度风险）。本项目根据前面风险源综合取值打分，可以计算出：①爆破振动影响因素综合取值13分，风险等级为中度风险；②空气冲击波影响因素综合取值2分，风险等级为低度风险；③爆破飞石影响因素综合取值19分，风险等级为高度风险；④爆破滚石影响因素综合取值7分，风险等级为中度风险；⑤爆破噪音影响因素综合取值4分，风险等级为低度风险；⑥边坡稳定影响因素综合取值5分，风险等级为中度风险；⑦盲炮处理影响因素综合取值3分，风险等级为低度风险。

从以上评估结果可以看出，本次工程中爆破飞石和爆破振动是影响高压铁塔及高压电线的关键因素。

3 高压线保护距离

根据《中华人民共和国电力法》第十条对电力线路保护区的规定，架空电力线路保护区，导线边线向外侧水平延伸并垂直于地面所形成的的平面内的区域，在一般地区各级电压导线的边线延伸距离如下：①电压1～10kV，保护距离5m；②电压35～110kV，保护距离10m；③电压154～330kV，保护距离15m；④电压500kV，保护距离20m。在厂矿、城镇等人口密集地区，架空电力线路保护区可略小于上述规定。但各级电压导线边线延伸距离，不应小于导线在最大计算弧垂及最大计算风偏后距建筑物的安全距离之和。

4 爆破开挖的优选方案

4.1 路基爆破开挖顺序选择

高压线保护区主要在路基东北角，路基开挖顺序选择上首先在远离保护区的东南角，由上至下分层松动爆破开挖，逐渐向北推进，开挖顺序如图1所示。开挖顺序可以在远离保护区位置，结合生产开展爆破试验，进一步摸清爆破参数及安全防护措施，确保在保护区域内爆破作业万无一失。

图1 路基开挖顺序示意图

4.2 路基爆破开挖方法选择

为了确保高压线安全，保护区域内覆盖层、强风化及中风化岩层，应采用机械方法（啄木鸟）进行开挖，采用啄木鸟机械开挖。部分弱风化岩层采用中深孔爆破，前提条件是必须形成台阶时（两个自由面）才能爆破，严禁在平面（一个自由面）条件下爆破。保护区域以外的路基，中风化和弱风化岩石可以采用钻爆法开挖，但也必须满足形成台阶条件时才能爆破，这样可以避免爆破飞石向上抛掷。

4.3 炮孔堵塞长度及堵塞材料选择

炮孔堵塞长度及堵塞材料是影响爆破个别飞石的重要因素，炮孔堵塞长度在满足大于最小抵抗线的前提条件下，还应不小于3m；炮孔堵塞采用钻屑、砂或黏土材料，严禁采用砾石土或碎石堵塞炮孔。

4.4 起爆网路

采用非电毫秒微差雷管起爆，同排同段每一排按3个炮孔考虑，即单段起爆最大药量为6.75kg，起爆网路如图2所示。

图2 浅孔爆破孔内外微差起爆示意图

5 爆破安全技术措施

5.1 爆破振动影响

根据GB 6722—2014《爆破安全规程》规定，爆破振动影响以建筑物地面质点振动速度为控制标准，铁塔基座振动安全允许速度[V]=5.0cm/s，爆破引起的铁塔基座振动速度采用公式计算，式中爆源距铁塔的距离为R=20.4m，距建筑物距离为R=30m，单段最大药量Q=6.75kg，K、α 值按中等坚硬岩石考虑，按保守取值K=150，α=1.5，则爆破振动速度为V＜[V]=5.0cm/s，说明爆破试验中单段起爆Q=6.75kg，爆破振动不会对铁塔基座造成破坏影响。

5.2 爆破飞石影响

保护区岩石爆破必须进行全覆盖，覆盖材料可选择胶管帘、传送带胶皮或其他材料。

5.3 爆破滚石的控制措施

①采用相应的防护措施，根据路基下方地面坡度情况设置1～2 道拦石排架，对于高压铁塔局部采用沙袋防护，可防止极少量爆破滚石对铁塔造成破坏。②对于既有公路安全防护，除采用以上技术措施外，在爆破前半小时实行交通管制，待危险警报解除后，恢复通车。

6 爆破结果分析与结论

目前，该段路基爆破工程已全部施工完毕，通过现场排查及监测数据分析，未发现对500kV 高压输变线塔产生影响。通过上述方案的实施，既保证了金寨抽水蓄能电站工期，又节约了施工成本，为今后邻近高压线塔路基爆破施工提供了一定的参考。