唐河水电站石方明挖爆破施工

王 建

（山西省水利建筑工程局 山西太原 030006)

1 概述

本标段石方明挖主要为水电站大坝基础石方开挖、岸坡石方开挖以及左岸上坝公路石方开挖。所有开挖岩层主要为黑云斜长片麻岩和黑云角闪片岩。石方明挖总量为79 790 m3。

2 开挖施工的平面布置

从大坝下基坑临时施工道路布置在堆石坝段中部，大坝上、下游各布置一条临时施工道路，主要作为大坝基坑石方开挖的弃渣运输道路和地面以下堆石料的上坝道路。弃渣场临时施工道路从大坝下游大同—灵丘公路旁边修筑临时施工道路至弃渣场。

3 开挖总体方案

根据各部位石方明挖的深度和具体施工特点分别采用不同的开挖方法。

大坝基坑石方开挖和岸坡石方开挖属于敞开式槽型开挖和高边坡开挖。由于其开挖长度、宽度、深度和工程量均较大，而岩石坡度较为平缓，为加快施工进度，石方开挖采用深孔梯段和浅孔微差控制爆破、周边光爆和预裂爆破以及保护层一次性开挖相互结合的方法，自上而下、分层开挖。为保证开挖尺寸及边坡稳定以及开挖质量，保证建基面岩层的完整性，深孔梯段爆破的周边孔按设计坡度、深度进行钻孔，采用预裂爆破；浅孔和保护层开挖爆破时的周边孔采用光面爆破。爆破石渣采用反铲挖掘机装载15 t自卸汽车运输，将可用于坝体填筑料运至临时存料堆放区堆放，不能用于坝体填筑料运至大坝上游业主指定的弃渣场。

本标段石方开挖深度在5 m以下的，全部采用手风钻钻孔，浅层爆破，周边孔采用光面爆破；开采深度大于5 m的，采用潜孔钻钻孔、深孔梯段爆破的方法开挖。为保证基础建基面基岩的完整性，在接近基础建基面部位采用保护层开挖方法，孔底加柔性垫层。

4 爆破方案确定

爆破施工前先提出爆破试验方案，批复后进行了爆破试验。爆破试验基本达到了预期效果，爆破参数均满足设计要求，故实际爆破采用了爆破试验的爆破参数，局部根据边坡及岩层的情况在实际操作中稍作调整，具体方案及参数如下。

4.1 爆破材料选择

爆破材料根据地方民爆公司提供的产品进行选择，定货。

炸药采用了岩石粉状乳化炸药和2号岩石乳化炸药2种，都具有防水防潮性能，保证了正常起爆，有效防止瞎炮。干孔、潮湿或有少量水的炮孔使用岩石粉状乳化炸药，而有水的炮孔使用2号岩石乳化炸药，确保能在短时间内正常起爆。经过几个月使用的实践检验，该炸药安全可靠，均能全部起爆，无瞎炮发生。

雷管选用了8号煤矿许用瞬发电雷管，用来引爆导爆管或导爆索，性能安全可靠，质量有保证。

导爆管选用了毫秒导爆管雷管，具有抗水，不受杂散电流及感应电影响，爆破网络联接形式多样及实现炮孔间微差起爆方法灵活等优点。选用导爆管安全稳定，价格便宜，使用方便，经济实惠。本标段使用的20个段，3 m、5 m、7 m和10 m导爆管。

导爆索选用了6 mm塑料导爆索，用来进行光面爆破和预裂爆破，取得了良好的爆破效果。

4.2 爆破方案

本标段大坝岸坡开挖采用了梯段深孔爆破，周边孔采用预裂爆破；基坑浅层及保护层开挖采用浅孔爆破，周边孔采用光面爆破。

大坝基础开挖施工中采用了由高到低的开挖方式，先从大坝左坝肩进行岸坡开挖。采用1台400挖掘机修路上山，将测量放出的开挖线内山体表层覆盖层和风化岩石挖除，机械不能作业范围由人工清除，清理完毕后，重新测量放线，放出开挖轮廓线。

供风设备为2台24 m3空压机，布置在山下大坝下游左侧安全区域内，并进行了安全防护。风管从下游侧引上山，为了保证风压稳定，山上增加了2个小型风包，钻孔机具采用5台潜孔钻机，钻孔设备布置完毕，即开始施工。

大坝左坝肩岸坡开挖采用了梯段深孔爆破，周边孔采用预裂爆破；根据爆破经验，选定（孔距a=2.5 m，排距b=2.0 m）作为布孔参数，依据图纸设计钻孔深度7～11 m，预留2 m采用手风钻进行保护层开挖。周边孔采用预裂爆破，孔距1.2 m，在竹片上绑扎炸药卷，分段间隔装药。主炮孔和预裂孔均采用7 m或10 m延期亳秒导爆管逐排分段起爆，联网使用导爆索联网，采用电雷管引爆。

石方明挖深孔梯段爆破主炮孔爆破参数详见表1。

表1 深孔梯段爆破主炮孔爆破参数明细表

周边预裂孔的爆破参数详见表2。

表2 周边预裂孔爆破参数明细表

浅层及保护层开挖采用YT-28型手风钻进行钻孔，确定孔径d=42 mm。浅层及保护层开挖采用浅孔爆破，周边孔采用光面爆破。根据爆破经验，选定（孔距a=1.2 m，排距b=1.0 m）作为布孔参数，依据图纸设计钻孔深度1～4 m，预留2 m采用手风钻进行保护层开挖。周边孔采用光面爆破，孔距1.2 m，在竹片上绑扎炸药卷，分段间隔装药。主炮孔和周边孔均采用3 m或5 m延期亳秒导爆管逐排分段起爆，联网使用导爆索联网，采用电雷管引爆。

手风钻钻孔，浅层及保护层开挖爆破参数详见表3。

表3 浅层及保护层开挖爆破参数明细表

开挖施工过程中，分两班作业，每班12 h，两班连续作业；作业面分段分块，循环作业，保证开挖和清渣都有作业面，能同时施工，互不影响。

4.3 爆破方法和程序

4.3.1 施工准备及测量放线

在石方开挖之前，先根据设计图纸对石方开挖开口线进行精确测量放线和进行施工用风、水、电的现场布置。测量放线时应标出开挖开口线，并在控制点处作标志桩，其测量放线精度要符合合同文件有关技术条款和水利水电工程施工测量技术规范的规定。测量完成后，按规定向监理工程师提交相关的测量资料。

4.3.2 钻孔

根据测量提供的数据，按照爆破设计的孔网参数，由专门技术人员进行布孔。坝坡石方开挖深孔梯段预裂爆破布孔图详见图1。

4.3.3 装药与堵塞

本标段中开挖区坑基部分部位有地下水位出露，主要使用2号岩石乳化炸药。在露天按设计装药结构采用人工进行严格装药。装药前必须认真进行技术交底，分组进行，专人负责。装药后，采用砂或钻孔岩粉，尽量采用钻孔岩粉，以减少石料杂质含量，堵塞时应将顶部捣实。

4.3.4 联网、起爆

网络、起爆是爆破成败的关键。起爆网络必须保证全部药包能起爆且能改善爆破效果，本标段中采用电雷管起爆，非电延期毫秒导爆管雷管孔外微差延时，孔内采用非电延期毫秒导爆管雷管起爆，以保证全部药包完全起爆且能改善爆破效果，具体起爆网络详见图2。

图1 坝坡石方开挖爆破布孔图

表4 个别飞石距离估算表

图2 起爆网络布置图

4.3.5 石渣弃运

爆破后，采用1.2 m3反铲挖掘机挖装15 t自卸汽车运到大坝上游临时堆料场（可利用石料）和业主指定的弃渣场（弃渣料），同时在临时堆料场和弃渣场配TY220推土机进行平渣散料。开挖区内的弃渣道路利用爆破石渣临时修筑，开挖区外的弃渣道路与土方开挖期间的弃渣道路共用。

4.4 安全距离控制

经过计算飞石安全距离确定为400 m，详见表4。但实际上施工过程中，为了确保施工安全，安全警戒范围扩大为1 000 m，这样的安全距离保证了整个施工期间零伤亡，无任何安全事故发生。

5 结束语

唐河水电站大坝工程石方开挖施工中采用本施工方案，取得了预期的控制爆破效果，既保证了大坝基础岩石开挖面的完整性，又在计划工期内完工，取得了良好的经济效益，也为我们在同类施工中总结了宝贵经验。