中山市阜沙镇鸦雀尾水利枢纽工程石方爆破作业技术措施分析

王 怡（广东水电二局股份有限公司，广东广州　511340）



中山市阜沙镇鸦雀尾水利枢纽工程石方爆破作业技术措施分析

王 怡
（广东水电二局股份有限公司，广东广州511340）

【摘 要】中山市阜沙镇鸦雀尾水利枢纽工程对于土石方开挖技术要求很高，尤其对于石方爆破技术要求方法要多种，技术要先进，准备要充分。本文结合工程实际，对石方开挖过程中所遇到的深孔梯段微差爆破技术、预裂爆破和光面爆破技术进行了阐述，同时对爆破安全技术控制和石方爆破安全防范措施进行了详细说明，意在为类似工程提供参考。

【关键词】水利枢纽工程；石方爆破技术；安全技术及防范措施

中山市阜沙镇鸦雀尾水利枢纽工程是一座集排洪、排涝、防洪潮、灌溉及通航于一体的水利枢纽工程。枢纽工程为Ⅱ等大（2）型工程，主要建筑物级别为2级。该工程主要的土石方工程包括治涝区泵站、水闸、船闸，导流明渠，左岸泄水坝基础，左岸厂房基础，纵向围堰及其坝段基础，开关站土建工程以及相应的永久边坡锚喷等。土石方开挖总量比较大，且石方开挖地形复杂，爆破类型较多。

1 水文地质情况

1.1 水文情况

鸦雀尾水利枢纽工程主要施工地区地下水类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙水，局部存在承压水。地下水化学类型多为重碳酸钙型水或重碳酸钙镁型水，pH值为7.0～7.4，对钢结构具有弱腐蚀性。基岩体渗透性具有明显的各向异性，顺层向渗透性远大于切层向渗透性。但陡倾角断层（特别是较大断层）出露地段，岩体渗透性各向异性现象则不大明显。

1.2 地质构造主体区发育有褶皱、断层、裂隙、层面、层理等多种地质构造，但在不同的地层和地貌单元，各种构造发育不同。主坝区多为单斜岩层，产状较稳定。基础岩体类别为Ⅲ类。

1.3 岩体风化

岩体从上至下大致为灰岩、泥质灰岩、泥岩、泥质粉砂岩、粉砂岩、含泥细砂岩、细砂岩。细砂岩、含泥细砂岩岩体内节理裂隙较发育，岩体风化相对强烈；粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩岩体内节理裂隙不发育，岩体风化相对较差；灰岩、白云岩主要为溶蚀风化，表部沿裂隙、层面风化强烈。

2 深孔梯段微差爆破技术

一般石方爆破采用深孔梯段微差爆破技术，可实现快速大规模开挖。其爆破参数初选如下：炮孔直径90mm，药卷直径75mm，孔距2.5m，排距2.5m，孔深7.0m（或按实际地形确定），炸药单耗0.4kg/m3，堵塞长度2m，单孔装药量16kg，梅花形布孔（见下图）。通过现场试爆后，视实际爆破效果调整爆破参数。

深孔梯段微差爆破起爆网络图

3 预裂爆破技术

永久边坡和主体结构基础斜面开挖的炮孔应平行于坡面。对爆破震动比较敏感的部位，均采用预裂爆破技术；对爆破震动不敏感的部位可采用光面爆破，应视现场实际部位的环境而定。斜坡开挖采用液压钻机钻孔，孔径75mm，该工程现有的设备可钻深15m，经济深度为7m，视开挖部位的实际情况确定孔深。

在边坡开挖施工中采用预裂爆破技术，主要由QZJ-100B型潜孔钻机成孔，孔径为95mm，相邻预裂孔间的间距为1.0～1.2m。钻孔的深度要与开挖分层的高度相匹配，钻孔不得穿越马道时，钻孔至马道高程处，改用水平光面爆破技术。

预裂爆破施工流程为：下达爆破指令→测量布孔→钻机就位（角度校正）→钻孔→验孔检查→装药、连网→进入下一循环［1］。

a.钻孔。钻孔前应由测量员按照图纸进行孔位放线，由技术员标出边坡开挖线及每个炮孔位置和钻孔深度和角度；安排钻机就位，就位时用水平尺对其较正，使各孔向平行且与设计边坡值保持一致；钻孔过程中随时监测钻机的长度和角度，对其偏差及时进行校核，确保偏差在允许的范围内。

b.装药。钻孔验收合格后进行装药，预裂孔选用φ32的乳化炸药，采用不耦合间隔装药结构，线装药密度拟采用320～360g/m，起爆网络采用导爆索传爆［2］。采用间隔装药，同时注意堵塞时不能过紧，堵塞过紧会对间隔装药产生影响。预裂爆破孔底1～2m为加强装药，近孔口堵塞段的2m处减弱装药。

预裂孔的装药量和孔深及装药集中度由专项爆破试验确定，预裂孔装药时力求有一定的分散度和不耦合度，以达到最佳的爆破效果。起爆网络采用非电导爆系统。

4 光面爆破技术

隧道断面开挖和部分边坡开挖时，为保护围岩，使开挖轮廓光滑平整，采用光面爆破。

光面爆破施工程序为：测量放样→下达作业书→钻孔清孔→装药、网络连接→起爆→通风排险→平台清理→进入下一道工序［3］。

a.钻孔。斜坡面用液压钻机钻φ75孔，φ32的乳化炸药，线装药密度拟采用320～360g/m。

台阶水平面光爆的装药结构均采用φ25的乳化炸药不耦合装药。钻孔采用手持式气腿钻，装药线密度为160～180g/m。

按照设计高程放样，并标明每个钻孔的位置。同时根据指导书的要求，将钻机就位，根据现场施工道路情况，用YT-28型手持式气腿钻机钻孔。钻机就位后，采用样架尺对钻孔的角度及定位进行校准，开孔后应对中间过程的深度和角度进行校核，确保偏差在允许范围内。

b.装药。施工现场实施的钻孔及爆破方案，必须报监理工程师审核，获得批准后方可施工。应按岩石的级别以及试验结果对各参数及时进行调整，以达到最佳的光面效果。上述爆破参数为初选值，试爆后视实际爆破效果做适当调整。

5 缓冲区爆破技术

缓冲区石方爆破采用深孔梯段微差爆破技术，其爆破参数初选如下：炮孔直径90mm，药卷直径75mm，孔距1.50m，排距1.50m，孔深7.0m（或按实际地形确定），炸药单耗0.4kg/m3，堵塞长度2.0m，单孔装药量5.4kg，梅花形布孔。通过现场试爆后，视实际爆破效果调整爆破参数。

爆破起爆网络与一般石方爆破相同，并控制单响炸药量。

6 爆破安全技术控制

6.1 爆破空气冲击波的控制

施工中严禁采用裸露爆破，全部采用钻孔爆破，爆破空气的冲击波一般较弱，不致损坏附近的各类设施，爆破警戒范围300m，也不至伤害人员。

6.2 爆破飞石的控制

产生个别远程飞石的原因主要有：ⓐ孔口堵塞不良；ⓑ沿药包最小抵抗线方向飞出；ⓒ沿原有裂缝、软弱夹层方向飞出。针对这些原因采取如下措施：

a.认真做好炮孔堵塞工作，在离保护物较近的爆区，用25kg重的土袋压堵炮口。

b.炮孔布置时，明确最小抵抗线方向，应使最小抵抗线方向避开保护物方向，而在保护层开挖区方向，如难于避免飞石的产生，则采用旧皮带、旧轮胎、土袋等覆盖防护措施［4］。

6.3 爆破地震的控制

为防止或减弱爆破震害，主要采用预裂缝减震、控制单响装药量以减小爆破振动速度，有条件的部位都应进行预裂爆破（见表1）。

表1　混凝土结构质点振速控制值

最大单响爆破药量按下式估算：

式中ν——受保护建筑物允许的振动速度，cm/s，按国家标准取值，毛石结构物为1cm/s，一般砖结构为2cm/s；

Q——最大一段单响装药量，kg；

R——爆区至受保护建筑物之间的距离（m）；

K——与介质和爆破条件等因素有关的系数，对于岩石介质K = 300～700，应通过现场试爆测定；

α——衰减系数，介于1～2之间，通过爆破试验测定。

通过现场试爆测定K、α值，即可根据受保护建筑物的特性甚至爆区的距离，确定最大单响装药量Q值。

7 石方爆破安全防范措施

a.一般性要求。爆破作业须严格遵守《爆破安全规程》、统一指挥，并优化爆破设计，减少施工中的飞石、采用爆破振动监测和采取必要的主动防护措施。

b.对于附近的空压站、变压器等设施采取被动防护为辅，主要在这些设施的迎炮面搭设高排架（采用脚手架钢管及竹排搭设6.0m高的排架），并在高排架前沿采用编织袋装黏土筑一道1m高的防冲击柔性堤，以确保设备的安全。

c.安全防护距离。根据爆破规范及其他工程成功的爆破防护经验，以及对该工程安全防护距离计算。爆破时，人员及设备安全避炮距离和防护措施见表2。

表2　爆破安全距离及防护措施

d.其他措施。石方爆破设计时严格控制单孔装药量，孔口采取压盖等措施，严控爆破噪音及爆破震动。

根据实际情况精心进行爆破设计和试验，采用增加堵塞长度、降低装药单耗和调整爆破方向等办法控制飞石。同时对爆区周边的建筑物采用围挡防护措施以降低飞石伤害。

优化爆破各类参数以确保炮孔堵塞质量良好，必要时采取覆盖洒水、选择有利风向起爆等措施尽量减小粉尘及有毒气体的危害。

8 结 语

水利工程的规模日益增大，中山市阜沙镇鸦雀尾水利枢纽工程中永久边坡、主体工程、隧洞工程对开挖技术的多样性、先进性及安全性的要求也越来越高，运用多种爆破开挖方式，结合深孔梯段微差爆破、预裂爆破、光面爆破等技术，并辅之安全有效的防护措施，使项目在技术上达到先进水平，经济上创造更高效益。

参考文献

［1］李华茂，车奇星，刘晓珍.复式和间隔式装药结构在石方爆破中的联合应用［J］.河南水利与南水北调，2001（6）.

［2］张勇.布尔津山口水利枢纽工程发电厂房基础开挖施工技术［J］.水利科技与经济，2014（8）：128-130.

［3］罗征文.定向爆破在山区路基边坡开挖施工中的应用［J］.中国水能及电气化，2009（8）：26-28.

［4］缪晟.拦河坝工程基础开挖爆破工艺及参数选择［J］.中国水能及电气化，2015（9）：59-62

Analysis on rock blasting operation technical measures in Yaquewei Water Control Project in Zhongshan Fusha

WANG Yi
（Guangdong No.2 Bureau Hydropower Engineering Co.，Ltd.，Guangzhou 511340，China）

Abstract：Yaquewei Water Control Project in Zhongshan Fusha has high requirements on earth rock excavation technology.Especially for rock blasting technology，the method should be advanced，and the preparation should be sufficient.In the paper，the project practice is combined for describing deep hole millisecond blasting technology，pre-splitting blasting and smooth blasting technology in the rock excavation process.Meanwhile，blasting safety technical control and rock blasting safety precautions are described in detail aiming at providing reference for similar projects.

Key words：water control project；rock blasting technology；safety technology and precautions

DOI：10.16617/j.cnki.11-5543/TK.2016.03.006

中图分类号：TV542

文献标识码：B

文章编号：1673-8241（2016）03-0027-04