塔贝拉水电站进水口深基坑爆破开挖技术措施

(中国水利水电第七工程局有限公司国际工程公司，成都，610213)

1 工程概况

塔贝拉水电站位于巴基斯坦首都伊斯兰堡西北约60km，印度河干流上，大坝是斜心墙土石坝，最大坝高143m，坝顶长2743m，坝体体积1.21亿m3。塔贝拉水利枢纽(Tarbela Project)是巴基斯坦开发印度河干流的一座综合利用水利枢纽工程，也是巴基斯坦东水西调的主要水源工程。现有新进水口由原3#、4#引水隧洞进行改造，合同内容包括基坑土石方开挖及边坡支护、竖井开挖支护和衬砌、封堵门和二道封堵门的安装、新建竖井与现有平洞连接段的开挖、混凝土拆除和新混凝土衬砌、新建取水塔等施工任务。由于进水口位于库区，必须修建混凝土围堰，围堰顶部设计高程为461.5m，大面开挖底部高程为415.0m，基坑深达46.5m。围堰形成后基坑施工面积从上到下约为6000m2～9500m2，边坡一侧从上到下开挖中部共设置4级马道，每级马道高15m。本工程进水口岩石多为辉绿岩，非常坚硬，整个基坑开挖采用爆破手段，产生的石料由自卸车运载出基坑，暂存于堆料场。

2 施工难点

(1)本工程为塔贝拉四期扩建工程，老厂房、开关站和检修闸门井处于运行状态，不允许爆破产生的飞石侵袭原有结构，同时也不能产生超标震动。因此，必须采用定向爆破并控制一次最大起爆炸药量，对爆破参数控制要求较高；

(2)边坡及竖井永久结构部位要求欠挖不得大于5cm，同时超挖量也不能得到业主的合理支付，进一步增加了爆破技术难度。

3 开挖爆破方案

根据山体地质条件以及以往施工经验，决定采用分层分区分块式爆破开挖，即先进行永久结构外的大面开挖，最后进行结构部位开挖。由于没有爆破临空面，每层首次开挖前需进行掏槽爆破，形成临空面后再进行大面开挖，在接近永久结构部位采用控制爆破，对形成的局部欠挖视情况采用手风钻进行单孔微爆破或者使用液压破碎锤进行处理。为加快施工进度，下基坑道路必须随着开挖进度及时调整，形成道路为开挖施工面服务，而不得形成道路占压开挖面的情况。开挖过程中如发现不稳定岩层则进行临时加强支护，保证基坑施工安全。针对永久结构边坡，开挖到位后立即进行挂网锚喷支护，实行开挖一层支护一层的思路。未支护到位的边坡附近不得进行爆破，防止垮塌造成施工损失。

4 爆破技术措施

4.1 打孔

大面开挖首先采用T-35液压钻机进行掏槽打孔，待爆破取得临空面后开始大面钻孔。每次爆破都需要提前进行地质勘探以及测量放线，然后按照需求单耗进行爆破设计，待监理工程师批准后按照爆破设计进行打孔。结构物以外的富余山体采用T-35液压钻机进行主爆孔钻孔，梅花形布置，通常每次梯段爆破打孔为6m深，临空面较好的情况下最大打孔深度可达到9m～12m。在永久边坡结构外围设计两排缓冲孔，缓冲孔的深度和主爆孔相同，但间排距略小于主爆孔。结构山体边线上按照测量放线定位打一排预裂孔，孔间距按50cm设计，深度大于主爆孔50cm。所有的孔打完后在爆破之前必须用塑料口袋进行封孔，同时清理孔口周边，防止物料滑落堵塞孔洞。

4.2 装药

本工程爆破主要采用乳化条状炸药和硝铵炸药，并用雷管连接导爆索进行引爆，因硝铵炸药容易受潮，如遇下雨天气则尽量使用乳化炸药进行爆破。装药前需重新测量孔洞深度，如遇部分堵塞则根据实际深度进行计算并相应地减少炸药量，在装药过程中遇到断层或者软基岩地带同样要对相应孔位炸药量进行减少。主爆孔和缓冲孔按照设计装药量进行装填，孔口堵塞应大于1.5m(缓冲孔不起主要爆破作用，装药量一般不大于主爆孔的80%)，预裂孔装药采用竹片间歇式绑扎，并用导爆索连接(预裂孔装填只能使用乳化条状炸药)，孔口堵塞应在80cm左右。装药堵塞完成后应清理孔口异物，防止爆破时产生飞石，特殊部位爆破时应使用沙袋压孔。

4.3 爆破

为防止起爆震动过大，爆破采用毫秒分段式起爆，起爆顺序应是先响预裂孔然后响主爆孔最后起爆缓冲孔，一次起爆孔数应根据单段设计最大装药量控制，严禁超段位连线。在预计爆破时间前25min开始连接导爆索和雷管，同时拉响警报，安全警戒人员开始清理爆破影响范围内人员及设备设施，在相应的关键路口进行封路，不允许任何人员和车辆进入爆破警戒区。在拉响警报前不得进行雷管连接，防止意外发生。在连接雷管前必须清理所有人员，只允许炮工停留在爆破区。一切就绪后，各方位警戒人员报告安全情况，确保万无一失后管理人员通知炮工点燃雷管引线。

4.4 安全检查

爆破完成15min后炮工进入爆破区进行安全检查，如发现有未燃爆的区域，则继续连线进行二次爆破，爆破程序与首次相同。如检查后发现一切正常并没有安全隐患则通知警报人员关闭警报，同时撤除安全警戒区。有时爆破完成后可能形成危石区域，则对相应区域立即安排设备进行清理，不得让危石过夜。

4.5 开挖出料

爆破完成后的工作面应立即组织设备进行开挖出料，一般采用反铲挖装，自卸车运输出基坑的方式。物料挖装完成后继续清理工作面，以进行下一循环的造孔和爆破开挖。

5 结语

(1)目前，国内国外土石方开挖施工主要依靠爆破手段进行，面对不同的地质结构，必须要有不同的爆破设计。尤其针对水电站错综复杂的地质结构，更应该在每次爆破前进行必要的地质勘探和测量放线，同一部位开挖也和爆破单耗相同，但爆破设计绝对有差别，爆破孔位间排距以及装药量都要根据实际情况随时更新；

(2)对于新开工的项目，在开挖前必须进行试爆破，一方面可以根据试爆破的结果推断工作面爆破设计的各类参数；另一方面可以检查炸药的烈性。只有掌握多方面参数才能安全有效地进行爆破设计和开挖施工；

(3)每次爆破完成后，相应的技术管理人员应该检查工作面爆裂情况，收集各类爆破参数，做好总结记录，以便于之后取得更安全更合理更高效的爆破质量。