浅谈深孔边坡一次成型的施工技术

2021-05-10夏克清舒存银贾艳朋

浙江水利科技 2021年1期

夏克清，舒存银，贾艳朋

（浙江省正邦水电建设有限公司，浙江杭州 310020）

1 问题的提出

好溪水利枢纽潜明水库一期工程位于浙江省丽水市缙云县境内左库村上游，水库总库容3 413 万m3，拦河坝为常态混凝土重力坝，由非溢流坝段和溢流坝段组成，溢流坝布置5 扇弧形钢闸门，采用底流消能形式。工程规模为中型，由拦河坝、泄水建筑物、发电引水建筑物、输水建筑物、发电厂及升压站等组成。

右岸坝肩上部边坡高度约55.0 m，为高边坡石方开挖，共设置4 级马道，边坡马道间台阶高度为10.0～15.0 m，岩体为凝灰岩。因工期紧迫，在确保安全的情况下需以最快速度对边坡进行石方开挖，同时达到边坡坡面岩体平整且无需二次修整的效果。因此决定采用深孔爆破结合光面爆破使边坡台阶一次成型的施工技术[1-3]。

2 施工方法

在勘查现场熟悉施工图纸，了解地质情况后拟定施工方案。自上而下进行开挖，施工工艺流程为：清除植被→测量、布孔→安装、校正支撑架及钻机就位→凿起钻孔位引导坑→钻孔→装药→爆破→卸料。具体施工方法（或步骤）：

（1）清除植被覆盖层。采用人工砍伐的方式，覆盖层较厚部位先用挖掘机开挖至基岩面，平台大致修平整。

（2）测量放样、布孔。根据设计图纸要求及布孔间距测量放样，定位孔位、高程、开挖边线。边坡光面爆破孔间距90 cm，深孔爆破区辅助孔排距2.0 m（见图1）。

图1 孔位布置图

（3）安装、校正支撑架及钻机就位。安装、校正支撑架及钻机就位是边坡光面爆破平整度控制的关键工序之一。支撑架体采用普通脚手架钢管，根据边坡设计坡度1:0.5 换算的角度63°、钻机架体纠正角度5°，按校正角度值58°搭设钢管三角架（见图2～3）。钻机为普通三角潜孔钻机，与锚固筋连接的1#水平钢管须处于同一水平，避免孔与孔间产生残孔“正八字”或“倒八字”现象导致残孔间均相互平行。

图2 校正角度图

图3 钢管三角架图

（4）凿起钻孔位引导坑。起钻孔位引导坑只用于光面爆破孔的钻孔，大多数岩体存在凹凸不平的现象，对起钻带来一定难度，为避免光面爆破孔孔位偏离，采用风镐预先对孔位进行凿岩至大致平整凹状，与钻机钻头形成大致平行线，最大化地减少因深孔带来的孔斜差，从而形成较平整的岩石边坡坡面。

（5）钻孔。为充分利用有利地形，尽量利用和创造自由面，减少爆破阻力，排与排之间孔位交错布置成梅花形，从而达到爆破的理想效果，钻孔直径D=90 mm，按10.0 m 台阶及坡度1:0.5 计算光面爆破孔深L=11.4 m（包括超深0.2 m），计算辅助孔、主爆孔孔深L=12.2 m（包括超深1.0 m）。钻孔过程中采用测斜仪对钻机架体进行角度量测监控，发现误差应及时对三角架体松动部位进行修复。辅助孔、主爆孔钻孔时，角度同光面爆破孔，可利用测斜仪在钻机就位时施测、调整角度，而不必搭设钢管三角架。钻孔完成后装药前清除孔内残渣、积水，孔口采取封堵保护。

（6）装药。光面爆破孔采用φ32 mm2#岩石乳化炸药进行不耦合装药，辅助孔、主爆孔均采用φ70 mm 乳化炸药进行装药。辅助孔装药采用绳索吊装，光面爆破孔的底部适当增加药量，用毛竹条和扎带对炸药进行固定，导爆索引爆，导爆索引出孔口100～150 cm 用于爆破网络连接（见图4）。

图4 光面爆孔装药图

3 爆破参数

3.1 深孔爆破参数

钻孔直径D=90 mm；底盘抵抗线W1=（25～30）D=2.2～2.7 m；台阶高度H=10.0 m；孔距a=mW1=（1.0～2.0）W1，本例的主爆孔a3 取3.0 m、辅助孔a2 取2.0 m；排距b=（0.8～1.0）a，主爆孔b2 取2.5 m、辅助孔b1 取2.0 m；超深Δh=（0.15～0.35）W1，取1.0 m；单耗根据岩石性质取q=0.45 kg/m3；单孔装药量Q前排=qaW1H，Q后排=kqabH，装药系数k取1.1；装药长度L1=Q/qx，主爆孔炮孔装药线密度qx取5.5 kg/m、辅助孔炮孔装药线密度qx取3.0 kg/m；填塞长度L2=L-L1（应满足L2 ≥1.2W1），爆破参数见表1。

表1 深孔爆破参数表

3.2 光面爆破参数

钻孔直径D=90 mm；孔距a=（7～12）D＝0.6～1.1 m，本例取0.9 m；装药线密度q取0.6 kg/m；底部增加药量Qx=（2～3）q=1.2～1.8 kg，取1.2 kg；填塞长度L1=（1.0～1.2）a=0.9～1.1 m，取1.1 m；装药长度L=10.0-1.1=8.9 m；单孔装药量Q=qL+Qx=6.5 kg，爆破参数见表2。