金哨水库大坝基础开挖施工技术

王国辉，孙兰兰

（中国水电建设集团辽宁工程局有限公司,辽宁 沈阳 110179）

1 概述

金哨水库大坝水利枢纽位于浑江干流上基岩全部为辉绿岩，主要为Ⅱ、Ⅲ类岩石体，以三类岩体为主。上部覆盖层依次为强风化岩，风化岩，弱风化岩。辉绿岩岩质坚硬，裂缝发育完整性较差，但裂隙闭合，其抗压强度为160～180 MPa，其岩石特性概括起来为硬、脆、碎。

根据岩体的抗压强度，按理论采用单耗0.57 kg/m3进行了爆破试验，结果发现：爆堆正常，爆渣较碎，大块率为3%左右。

岩体的破坏是由爆轰波及爆轰产物引起的，而岩石为抗压不抗拉的物体（抗压强度远远大于抗拉强度），瞬间对岩石施加一定能量就可使其破坏，一般来讲，炸药量是与岩石的硬度相匹配的，也就是说：岩石越硬其消耗的炸药就越多，而经过研究发现，对于辉绿岩则不然，这是由于其硬、脆、碎及其节理发育的性质所决定的，爆轰能量以波的形式在介质里传导，由于单质的辉绿岩较均一，能量削减的会很少。同时由于其节理较发育，横波与纵波会在节理处相互叠加，致使岩体破坏。

基于此因，将常规的0.57 kg/m3，降低为0.21 kg/m3，进行了爆破试验。结果发现：爆破后的效果与未降低单耗前相比变化不大，爆破效果良好。

如此一来，既降低了人工材料费和造孔机械费，又使工期大大提前，同时减少了保护层开挖出渣难及施工干扰问题。

2 施工方法

采用自上而下，自左而右分段进行，先进行覆盖层开挖，再进行岩石开挖。覆盖层开挖由PC400挖掘机按设计边坡施工，严格按照设计坡比削坡，并使用D85推土机集料，挖掘机装车，用自卸汽车运至指定弃渣场。岩石开挖采用梯段爆破，岩石坡面采用预裂爆破，主爆区采用深孔梯段微差挤压爆破，建基面采用保护层开挖及预裂爆破相结合。保护层分三次开挖，第一次挖1.5 m，第二次挖1.0 m，第三次留有0.2～0.3 m的人工橇挖层，在施工过程中根据爆破结果修正爆破参数，严格控制瞬间起爆药量，减少对边坡和保护层的振动破坏，并严格控制边坡及基岩面的平整度。为保证钻孔速度和作业效率，选用CM351液压钻机2台，KQL—100B潜孔钻 以及YT26手风钻10台，以适应不同的钻孔作业需要。

施工中，采用工业岩石硝铵炸药，非电导爆雷管复式连接起爆，梅花布孔，爆破参数见表1。

3 施工改进措施

3.1 建基面的开挖

金哨水库大坝只能按照由上至下的开挖顺序进行开挖作业，从底部出渣。

表1 爆破参数表

根据该工程辉绿岩岩质硬、脆、碎的特点，采用了垂直预裂的爆破方法，进行台阶建基面的开挖，爆破参数见表2。

3.2 小孔径预裂爆破装药技巧

在左岸坝基岩石开挖中，除基坑的建基面采用保护层开挖外，其它建基面均采用预裂爆破的方法开挖。为增加小孔径预裂爆破的不耦合系数，装药时采取了一些技巧：把直径为25 mm、长20 cm、重100 g的药卷，分成两段。每一段用手捏细成长度为15 cm，药卷每隔10 cm绑扎一个，这样既保证了线装药密度，又增加了不耦合系数，事实证明：开挖后的坡面残孔率在80%以上，平整度好。无爆破裂隙。

表2 爆破参数