多孔微差分级延时爆破在南哨电站施工中的应用

卢汉林

(贵州省黔东南州水电工程公司，贵州 凯里556000)

1 概述及施工要求

剑河南哨电站于1984年建成，第一期工程装机2 ×500 kW;扩建后，增加1 台发电机纽，总装机为3×500 kW。新增机组通过打一条长17 m;半径为1.0 m的隧洞与原隧洞锥管相连引水发电。该洞与原厂房上游侧墙相距1.5 m，洞身穿过原付厂房和升压站底部;垂直高差分别为3 m和11 m;距中控室垂直距离为3 m，水平距离7 m，施工难度大。

2 施工方案选择

该工程区域内出露的地层为前震旦系板溪群的变余凝灰岩、凝灰质板岩等。在厂房区内地质结构面没有切割，岩层结构完整。

施工前，为了保证原厂房发电机组的正常运行，同时又要保证开挖爆破时对已建厂房内的发电设备、仪器、仪表及厂房建筑物的安全，建设单位曾建议采用静态爆破法。此法一般在建筑物拆除施工中使用较多，国产破碎剂对素混凝土的处理效果好，但是在变质岩地区，而且是岩层结构完整，没有切割临空面的条件下，使用此办法效果不佳，同时钴孔的工作量大，工期也长。相反，采取控制爆破的办法。即多孔微差分级延时爆破法施工，由下往上(由洞出口方向往锥管方向)分段推进开挖效果好。在镇墩锥管处的R150 用人工硬打工作量也不大。可以短时间内完成［1］。通过比较，决定采取控制爆破的方法进行施工。

3 实际施工情况

隧洞开挖的最大难点就是爆破地震动烈度的最佳安全选择。为了保证施工中冲击波不致破坏原厂房建筑物及设备。

在工地没有振动测试设备的条件下，开挖时参照国家建筑科研单位研究提供的烈度工程标准［2］。如表1、表2 所示。

表1 建筑物爆破地震的破坏烈度工程标准

表2 砖石建筑物爆破地震动烈度工程标准

由于该工程安全爆破防护要求严格，首先根据爆破点产生地震的规律和特征，将隧道洞开挖长度分成0 ～5 m洞口段;5 ～15 m洞身段，16 ～17 m混凝土镇墩开挖段3 部份进行，开挖时，先用风钻机，在撑子面的四周布置深度1.5 m;孔距为30 cm防震动;在撑子面中心布置3个1.0 m深的开心孔;然后在开心孔四周呈梅花形有8个1.3 m深的爆破孔［3］。

按Vmax=1.0 cm/s的标准安全烈度控制药量引爆，通过实际情况看，开挖效果一般，对建筑物的设备无影响。

由于该地区岩层结构完整，介质均一，爆破地震动速度随炸药量的增加而增大，特别在洞身段施工时，对建筑物的影响也加大，为了抓进度，试探着按Vmax=1.5 cm/s 的标准安全烈度控制药量开挖。

计算公式为:

式中:Vmax为标准地震动速度;W 为药量;△H 为爆破点与拾震点的垂距;R 为爆破点与拾震点的水平距。

计算出每段、各次爆破使用的药量，分成3 级进行，按1、2、3 的顺序，用秒表进行延时控制引爆。爆破时与爆破后，通过宏观现象和实际观察:

1)在洞口部分开挖时，距爆破点3 m的原厂房墙抹灰有脱落现象。

2)在洞身开挖时，爆破点距1#发电机组仅2 mm，药量相同，地震动量大，厂房内的窗玻璃发出响声，个别铗壳开关跳闸，但机组发电正常。

根据以上的情况看，随着漏身开挖的延伸，越接近钢管处，爆破地震动的影响是随着加大的。为了防止洞围岩的影响加大而危及发电厂和压力管道的安全，所以每轮炮均进行严格的药量控制，跟踪观察爆破情况，随时调整施工方案;采取加深防震孔，减少每轮次爆破药量等办法保证施工安全［4］。

4 施工结果

通过以上方法施工，以Vmax=1.5 cm/s的地震动烈度标准为准，采取多孔微差分级延时爆破法施工在南哨工地是成功的，原预计40 d完成的洞挖只用20 d就完成了(为整个工程提前建成投产，争得了时间)，得到贵州省水电设计研究院及建设单位的好评。

微差爆破能降低地震动量，若分段越多，爆破的总药量产生的地震动强度较一响齐发爆破强度小。在变质岩地区建筑物拆除。

开挖、地下工程开挖施工中，采用Vmax=1.5 cm/s的烈度标准控制药量开挖，通过群孔多响爆破，微差分级延时启爆，严格将时差控制在15 ～20 mg，将各级最大装药量控制在一向允许装药量的0.5 ～0.7 倍，爆破每轮次的总装药量可以增加，更能提高工效。

这样虽对周围建筑物有所影响，但没有影响原厂房设备的正常运行，保证了施工进度，可以达到设计要求。

［1］聂自然. 毫秒延时爆破在水车水库泄洪闸部分拆除中的应用［J］. 广西水利水电，2012(06):33 －38.

［2］邵鲁中，龙源，孙远征，等. 削弱水下钻孔爆破水中冲击波负面效应的试验研究［J］. 工程爆破，2008，14(03):13 －17.

［3］王建涛，吴祥，穆国锋. 石门坎电站双曲拱坝坝肩槽开挖爆破控制技术［J］. 云南水利发电，2011，27(06):140 －142.

［4］卫学文. 张峰水库龙王沟堆石料开采爆破设计［J］. 山西水利科技，2006(03):68 －69.