现浇混凝土衬砌渠道爆破开挖施工技术探讨

□杨　建（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局）



现浇混凝土衬砌渠道爆破开挖施工技术探讨

□杨建（新疆额尔齐斯河流域开发工程建设管理局）

水利工程施工中，渠道开挖施工是重要施工环节，其中合理采取爆破施工方案则是渠道开挖的一大难题。文章通过结合某渠道施工实例，渠道最大开挖高度为14m，渠道开挖爆破采取分层分段浅孔松动控制爆破，采用预裂爆破的方式进行爆破开挖施工，以保持边坡的稳定和完整，系统地探讨该爆破开挖的具体实施技术，为同类工程提供参考实例。

渠道工程；爆破施工；渠道开挖

1　项目概况

某水利工程工程设计有柘塘水、凌头水、北导托渠和南导托渠四条渠道，其中北导托渠和南导托渠均为土方开挖，无石方开挖。根据设计图纸和地质资料显示，柘塘水桩号1+450～3+700和凌头水桩号2+050～2+740区间渠道底部为岩石，基岩以下第三系泥质粉砂岩。泥质粉砂岩开挖工程量为柘塘水渠道37.80万m3，凌头水渠道3.30万m3，开挖总量为41.10万m3，最大开挖高度14 m。柘塘水渠道经优化设计底宽为22 m，渠道纵坡降为0.30‰，边坡坡比岩石开挖层为1：1，粘土和砂卵石开挖层为1：1.50，每5 m高设计有二坡台；凌头水渠道设计底宽为15 m，渠道纵坡降为0.50‰，边坡坡比为1：2。

渠道开挖部位离周围村庄较近，且渠道周围有乡村道路通过，时常有车辆和行人通过。爆破冲击波震动会对环境及建筑物造成危害，个别飞石可能落进农田，对农民的庄稼、农田等造成损害，施爆环境相对较差，要求在爆破过程中，采取切实可行的措施，尽量减少这种危害。

2　渠道开挖爆破方案分析

渠道开挖爆破采取分层分段浅孔松动控制爆破，渠道底部预留50 cm厚保护层采用松土器挖掘机进行开挖。边坡采用预裂爆破的方式进行爆破开挖施工，以保持边坡的稳定和完整，最后再用松土器挖掘机对坡面进行整修。主爆孔与预裂孔之间增加一个辅助孔，以保证边坡预裂效果。起爆方式采用微差毫秒电雷管串并联联结起爆，选用每一段延差为25 ms的电雷管，预裂孔以第一序位起爆，预裂孔与主爆孔之间的延时间隔为100 ms，每排主爆孔也采用延时依序起爆。对部分块径过大的爆渣，采用气腿式手风钻进行钻孔小药量解小的方式以满足抬田基础料填筑的粒径要求。单孔内用一根导爆索引出孔外，再通过一根主导爆索与各单孔引出的导爆索联接，用第一序位的电雷管与主爆孔同一网络起爆。爆破炮孔布置图详见图1和图2所示。

图1　渠道爆破开挖炮孔断面布置图

图2　渠道爆破开挖炮孔平面布置图

鉴于渠道开挖部位离周围村庄较近，且渠道周围有乡村道路通过，时常有车辆和行人通过。爆破冲击波震动会对环境及建筑物造成危害，须对单响最大药量进行控制。据现场勘测，柘塘水桩号2+150处有一座寺庙，距离爆破开挖区仅有50 m，结合计算公式控制单响最大药量。本工程柘塘水最高开挖断面高度为14 m，根据坡比和二坡台宽度计算该高度最上口渠道宽度为66 m，按照炮孔孔距4 m每排需布置14个主爆孔和 2个辅助孔，单排炮孔的总装药量为14×10.80+2×3.10=157.40 kg，小于按爆破振动安全允许距离控制的单响最大药量，即每一排炮孔同序起爆能保证施爆区周围环境建筑物的安全。

3　渠道开挖爆破施工实施

3.1基础面清理

在渠道上层的土方开挖结束后，邀请业主、设计（含地质代表）、监理进行砂卵石层和岩石分界线联合验收。采用挖掘机、装载机对开挖面上的松动石块和松渣进行清理、整平，以利于履带式潜孔钻机就位、移动，采用15 t自卸汽车装运松渣至各抬田区进行基础料填筑。

3.2测量布孔

利用全站仪和GPS对渠道开挖边线进行放样，严格按照爆破设计的参数进行炮孔放点，用红油漆进行标记。

3.3钻孔

主爆孔和辅助孔为垂直钻孔，预裂孔根据渠道边坡1：1钻孔角度为45°。采用YQZ-70型履带式潜孔钻钻孔，钻孔孔径70 mm，利用潜孔钻机履带自身移动就位，利用钻臂机架调整钻孔方向，控制主爆孔钻孔孔位偏差小于孔距、排距的5%，预裂孔偏差小于孔距的5%。控制钻孔倾角与方向偏差为孔深的±2.50%，预裂孔偏差为孔深的±1.50%。终孔高程根据各炮孔的孔口地面高程和计划钻孔深度，通过钻臂机架上的钻进刻度进行控制，终孔高程偏差主爆孔控制在0～20 cm，预裂孔控制在±5 cm。利用钻机本身的风压进行清孔，单孔钻完清孔后对孔口进行堵塞，防止杂物掉入孔中影响装药。

钻孔结束后，对钻孔质量进行检查验收，填报《爆破工程钻孔质量检验评定表》，待监理人员审核后进入下一工序（装药）。

3.4主爆孔装药与堵塞

采用2#岩石硝铵炸药（遇地下水时，采用2#岩石乳化炸药，药量进行相应的调整），连续藕合装药结构。装药长度2～3 m，用木棍轻压，使用岩屑进行填塞，孔口段用炮泥进行堵塞，堵塞长度≥1.00 m。轻压、填塞时注意保护雷管的脚线不受损坏。

3.5预裂孔装药与堵塞

采用不藕合间隔装药结构，药卷直径32 mm，导爆索连接。根据线装药密度计算的用量，将药卷按相应间距和导爆索用胶带固定在双竹片上，竹片朝预裂面放置，尽量使药卷处于孔中心。预裂孔装药结构示意图见图3所示。

图3　预裂孔装药结构示意图

3.6网络联结

各炮孔之间的雷管和预裂孔导爆索上雷管采用串并联的结合方式进行联结，再通过两根主线联接至起爆器起爆。同一爆破作业区采用同厂、同号、同型号的雷管，雷管的电阻差不超过0.25Ω。根据全网络电阻实测值和计算值进行判断联结的完好与否，若两者的差值超过±5%时，需对联结网络重新进行检查，以确保顺利起爆。装药、联网结束后，对装药、联网质量进行检查验收，填报《爆破工程装药质量检验评定表》，待监理人员审核后进入下一工序（爆破）。

3.7起爆

装药、联网检查合格后，即可进行起爆。撤离爆破安全距离范围内的所有人员及设备，在爆破区周围的各路口派专人守护，防止过往车辆和人员进入。以口哨进行鸣示与警戒。起爆5 min后，由爆破作业人员进入爆破区进行检查。

3.8盲炮处理方法

若出现盲炮时，本工程采取以下的处理措施：当网络中有拒爆而引起的盲炮时，进行支线、干线检查处理重新联线再次起爆；对于深度控制在0.50 m以内时，则可以采取表面爆破法处理；对于深度控制在0.50 m～2 m范围内时，则可以掏出原填炮泥，直至发现药包，然后再装一起爆药包重新诱爆；对于深度超过2 m时，在盲炮孔附近50 cm处打一平行炮孔，装药进行引爆。

3.9爆渣装运

施工过程利用挖掘机和装载机进行装运，15 t自卸汽车运输至各抬田区作为基础料填筑，多余的爆渣运至指定的弃渣场堆放。部分块径＞50 cm的爆渣采用气腿式手风钻钻孔装小药量的方式进行解小，以利于机械装运和满足抬田填筑料的块径要求。

3.10渠底保护层和渠坡修整

渠底开挖施工时，应当确保渠底保护层开挖合理，本工程采用松土器挖掘机进行渠底保护层开挖和渠坡面修整，确保渠底高程、边坡坡比、平整度符合设计要求和质量标准。

4　结语

文章通过结合某渠道工程施工实例，针对该渠道采取爆破开挖施工工艺，提出底部岩石预留保护层的控制爆破方案设计，选取出合理的爆破施工参数，同时系统地探讨爆破施工具体实施技术，为同类工程提供参考实例。

［1］高宗文.南水北调辉县段渠道爆破开挖施工技术探讨［J］.河南水利与南水北调，2009（10）：18-22.

［2］贾丽英.南水北调京石段石方开挖爆破技术方案比选［J］.山西水利，2012（03）：52-56.

［3］艾东凤，徐秋达.浅孔爆破技术在南水北调中线工程安阳段渠道开挖中的应用［J］.河南水利与南水北调，2009（09）：227 -229.

［4］刘起霞，赵晴，赵阳，邹昕.南水北调一期工程岩石强度与渠道开挖方案的分析［J］.甘肃水利水电技术，2014（02）：78-79.

（责任编辑：刘青）

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1673-8853（2016）06-0050-02

杨建（1977-），男，工程师，主要从事水利工程施工、运行管理工作。

2016-03-02