水利枢纽发电洞洞身工程爆破试验探讨

朱星铭

中国葛洲坝集团第一工程有限公司 湖北宜昌 443000

实验表明，爆炸不会对爆炸区的岩体造成破坏性影响，爆炸残余孔率高，残留炮孔痕迹均匀分布，相邻两个孔之间的岩面平坦，洞壁没有明显的爆炸裂缝。

1 工程概况

该水利枢纽位于新疆西南部地区，工程任务以防洪、灌溉为主，兼有发电等综合利用，中枢为大（1）型Ⅰ等工程，两个发电厅的长度分别为601米和60000米，设计衬里的内径为8.5米。一号发电洞试验段地层岩性主要是白亚系砖块红色细砂岩，岩石较好，围岩以Ⅲ种为主。2号发电洞试验阶段的地层岩性主要是砂质泥岩，夹砂岩，含有石膏泥质砂岩和石膏层，少量薄层～厚层状，周围岩以IV种为主。

由于两个发电孔较长，所以施工时间很紧，为了指导发电孔的施工顺利进行，通过生产性试验，为洞室Ⅲ、Ⅲ周围岩石的挖掘爆破提供了合理的施工参数和流程。

2 试验基本情况

试验分为1号发电洞的躯干工程Ⅲ类的围墙桩号5+808.3m～5+804m、5+804m～5+800.1m两次爆破循环，进行2号发电洞的工程Ⅳ类的围号5+859.5+855.6m、5+855.6m～5+852.6m两次爆破循环。

3 试验过程

3.1 测试参数

根据工程地质资料、设计图，采用全断面光面爆破试验。工程使用自造的台架、YT-28手电钻、光面爆炸、人工药，电毫秒差起爆网络、电雷管起爆、机械通风[1-3]。

试验爆破参数的设计如下。

（1）口径：D=42mm。

（2）抽取槽孔深度：L=5m；副沟孔深度：L=5m；爆破孔的深度是4.5米光爆孔深度4.0m。

（3）药卷径：d=32mm。

（4）非耦合系数：з=1.3。

（5）罐装药密度：QL=0.2kg/m。

（6）填充长度：Lt=1.0m。

3.2 炮孔配置

（1）第一次爆炸实验。

1号发电孔炮的孔主要设有缺口孔、副切口孔、爆破孔、周边孔，主要槽孔深度5.0m，孔数16个，单孔药量2.4kg。副穴穴深度5.0米，孔数12个，药量2.4kg。破裂孔深度4.5米，孔数48个，药量1.2kg，光爆炸孔数39个，药量0.6kg。

2号发电孔炮的孔主要设有缺口孔、副切口孔、破裂孔、周边孔，主要槽孔深度5.0m，孔数16个，单孔药量2.2kg。副穴穴的孔深5.0m，孔的数12个，单孔药的量是2.2kg。破裂孔深度4.5米，孔数48个，药量1.2kg，光爆炸孔数39个，药量0.6kg。

（2）第二次爆炸试验。

1号发电孔炮的孔主要设有缺口孔、副切口孔、破裂孔、周边孔，主要槽孔深度5.0m，孔数20个，单孔药量2.4kg。副穴穴深度5.0米，孔数12个，药量2.4kg。破裂孔深度4.5米，孔数55个，单孔药量1.2kg，光爆炸孔数39个，单孔药量0.6kg。

2号发电孔炮的孔主要设有缺口孔、副切口孔、破裂孔、周边孔，主要槽孔深度5.0m，孔数16个，单孔药量2.2kg。副穴穴的孔深5.0m，孔的数12个，单孔药的量是2.2kg。破裂孔深度4.5米，孔数51个，药量1.2kg，光爆炸孔数39个，药量0.6kg。

3.3 装药

开洞完成，合格后吃药。不是电毫秒的差雷管而是起爆。

（1）炸药装填。爆炸孔装有直径32mm的药卷，堵塞长度1.0m。起爆药用静力压住，剩下的用充分包住，用力冲[4-5]。

（2）起爆顺序的选择。按四序起爆，各序列孔爆破参数见表1、表2。

表1 1号发电洞爆破参数

表2 2号发电洞爆破参数

3.4 起爆

（1）起爆前的安全对策。a.根据试验特定项目方案，起爆前半小时的人员、机器除安全红线外撤退。b.再次确认破裂网络，确保连接网络无误。c.安全人员在红线外的各出入口值班，确保安全[6]。

（2）起爆。爆炸员接通电路，起爆准时起爆。15min后爆炸员进入现场进行检查，经过检查，无炮，现场安全，解除警戒[7-9]。

3.5 试验效果

警戒解除后开孔确认爆破试验的效果，爆炸效果见表3、表4。

表3 1号发电洞Ⅲ类围岩爆破试验爆破效果统计表

表4 2号发电洞Ⅳ类围岩爆破试验爆破效果统计表

4 结语

通过对发电洞身工程开展爆破性试验，得出如下结论：

（1）通过爆破试验对比，1号发电洞第二次爆破，2号发电洞第二次爆破，残孔率较高，残留炮孔痕迹分布均匀，相邻两孔间的岩面平整，孔壁无明显的爆破裂隙，爆破未损害岩体的完整性，满足设计要求[10-12]。

（2）建议发电孔的钻探形式：在基板上留下1.4m的光面爆破并挖掘，在Ⅲ种岩场上单循环进尺3.9m，在Ⅲ类岩盘上单循环进尺3.0m。

（3）光学面爆炸参数：Ⅲ类周围岩的口径为42mm，光爆炸孔的间隔为0.55m，破裂孔的间隔为1.0m，主要切口孔的间隔为0.5m，副沟孔之间的距离为0.5m，最大单片为70.8kg。Ⅳ类围岩的口径为42mm，光爆炸孔的间隔为0.50米，破裂孔的间隔为1.0m，主要切口孔的间隔为0.6m，副沟孔之间的距离为0.6m，最大单孔为61.2kg。