老岚水库枢纽工程混凝土重力坝爆破设计

潘敬柳，张振学，刘 静

（1.烟台市水利勘测设计研究院有限公司，山东 烟台 264003；2.烟台市老岚水库移民安置服务中心，山东 烟台 264003）

老岚水库位于烟台市福山区境内，是大沽夹河流域重要的水资源配置工程。工程坝址位于大沽夹河支流外夹河中游，老岚村南1.2 km处，距烟台市区中心约20 km。老岚水库工程是烟台市60多年来新建的唯一一座大型水库，控制流域面积624 km2，概算总投资83.2亿元，计划到2024年建成并具备蓄水条件。届时，水库将在保障烟台市区供水安全、防洪安全、生态安全方面发挥巨大的作用。

本工程等别为Ⅱ等，工程规模为大（2）型。老岚水库死水位34.00 m，死库容513万m3，正常蓄水位44.80 m，兴利库容8 491万m3，汛限水位44.80 m，防洪高水位45.64 m，防洪库容1 400万m3，设计洪水位46.27 m，校核洪水位48.35 m，水库总库容15 792万m3。水库多年平均供水量为4 530万m3，其中生活、工业供水4 133万m3，灌溉396万m3。主要建筑物级别为2级，次要建筑物级别为3级，临时建筑级别为4级。

1 工程地质概况及周边环境

本工程位于丘陵区地面高度起伏高差不大的平缓地带，地层岩性主要为：岩体较完整，主要成分为沉积砂质岩含石英，节理发育，密度较大，属中等坚石以上类型以及花岗岩，地下水以基岩裂隙水为主。坝基的表层植被及土层被机械清运剥离后，经现场测量，要满足本项目设计标高，需要钻孔爆破深度6 m左右。本工程爆破施工区域为：管理区、左坝肩、坝基、消力池及海漫等部位石方开挖工程。

工程爆区周边环境除了区内高压线桩、围堰防护对象外，距爆区1 000 m范围内，无其他国家一、二级文物或特别重要的建(构)筑物、设施；距爆区500 m范围内，无其他国家三级文物、风景名胜区、重要的建（构）筑物、设施；距爆区300 m范围内，无其他省级文物、医院、学校、居民楼等重要保护对象。

2 爆破设计

2.1 爆破施工方案

1）总体方案。综合本工程地层岩性、岩体结构、地下水等地质条件及周边环境，爆破设计方案采用“浅孔+深孔台阶梯段爆破+边坡预裂爆破”方式。为方便机械挖运，交替循环爆破，钻机采用JK590，炮孔直径115 mm，选用90 mm直径的二号岩石乳化炸药（3 kg/支）、散药。第一层爆破至距建基面1.5 m，1.5 m内作为岩体保护层，保护层爆破采用人工手工钻，钻孔深度为距离建基面5 cm，炮孔直径42 mm，选用32 mm直径二号岩石乳化炸药（0.3 kg/支）。严格控制单位炸药消耗量、单响药量、单孔装药量、一次爆破总药量。边坡采用预裂爆破，可有效地保护边坡的稳定性。

起爆网络采用电子雷管毫秒延期起爆网络或导爆管雷管毫秒延期起爆网络，在总药量相同的条件下，微差爆破比齐发爆破的振速可降低30%～60%，降低程度视间隔时间、延发段数、爆破类型和爆破条件的不同而有所差异。

爆破开挖顺序：管理区→左坝肩Ⅰ台阶→左坝肩Ⅱ台阶→左坝肩Ⅲ台阶→左坝肩Ⅳ台阶→海漫→消力池→坝基。

2）爆破作业等级的确定。根据现场情况，一次起爆大于500 kg，本工程周边环境爆破区附近200 m范围除上下游围堰及导流明渠内部防渗墙外，无其他重要建筑物，故爆破作业项目需提高一个作业级别，本工程爆破作业等级自评定为岩土爆破C级。

2.2 爆破参数的选取

各爆破区指标参数应根据《爆破安全规程》（GB6722-2014）、《露天爆破工程技术设计规范》（T/CSEB0011-2020）等技术规范要求，结合工程地质条件取值，这里不再赘述。

2.3 爆破安全校核

1）爆破振动校核。爆破振动速度按照下式计算：

式中：V为振动速度，取3.5～5 cm/s；Q为最大一段起爆药量，Q=66 kg；R为到爆破中心的距离，m；K、α为地形、地质系数及衰减系数，根据现场地形、地质条件和矿岩中等硬度，选取K=160，α=1.6。

表1为以最大单响药量作为校核依据。由表1可知，爆区周边防护对象的实际振动数值小于3.5 cm/s，均在国家规定的安全允许值以下，故爆破振动不会对周边防护对象造成安全影响。

表1 爆破振动计算表

2）爆破飞石距离计算。《爆破安全规程》（GB6722-2014）对洞室爆破个别飞散物安全距离计算公式如下：

式中：Rf为爆破飞石安全距离，m；Kf为安全系数，一般取1.0～1.5；n为爆破作用指数；W为最小抵抗线，m。

应逐个药包进行计算，选取最大值为个别飞散物安全距离。

取Kf=1.5；采用松动爆破，取爆破作用指数n=0.7；根据设计最小抵抗线W=2 m，经计算：Rf=29.4 m。由此可知，飞石对周边保护对象是安全的。

3）空气冲击波、粉尘、噪声控制。露天爆破空气冲击波极小，且扩散空间大，可忽略不计；为控制粉尘，钻孔机需采取防尘罩或其他防尘装置，本工程钻孔机械有自带防尘装置；采用不耦合装药，尽量减少岩石过度粉碎；噪声控制：不在周边村民休息时间爆破；爆破起爆时间选择在上午8：30-11:30之间，或下午2:00-4:30之间。

2.4 爆破安全警戒

1）警戒范围。根据《爆破安全规程》（GB6722-2014）对露天爆破的要求，浅孔（规整）台阶爆破、浅孔台阶爆破个别飞散物的最小安全允许距离为200 m。

2）警戒岗哨布置。本工程在通往爆区的路口或重要地点设立4个固定警戒点，四周视情况增设活动岗哨。各警戒点严格把关，警戒人员佩带对讲机等可靠通讯设备，警戒期间要保证通讯畅通。

3）警戒人员。每个警戒点由1～2人组成。从炸药进入施工现场、装药开始，禁止无关人员进入爆破施工现场。警戒组成员在组长的带领下，各司其职，确保每次爆破工作的顺利进行。

起爆前须在每条道路上设置警戒点，深孔爆破警戒点距离爆区200 m，安排专门警戒人员负责阻止无关人员进入爆区。本工程爆破常规设置4个警戒点，根据具体爆破部位每次爆破作适当调整，主要分布在各个入口和制高点。

起爆前30 min全体警戒人员必须到位，起爆前15 min实行警戒禁止所有无关人员进入警戒区域。

4）警戒措施。根据爆破设计划定警戒范围，同有关各方协调好爆破的具体时间；警戒地点设立“爆破区域，闲人免入”的标志牌和爆破通告；每一警戒点配置一部对讲机等通讯设备，警戒人员应佩带口哨；爆破前要在通往爆区的道口张贴爆破、施工公告，明确警戒范围、标志、音响信号的意义；每次爆破由现场负责人在向各警戒点确认安全的情况下，下达起爆命令；爆破前必须发出音响信号。

5）警戒信号。第一次信号为预警信号：在起爆前20～30 min发出，与爆破无关的人员应立即撤出危险区以外，向警戒哨位派出警戒人员，设置警戒红旗。第二次信号为起爆信号：在确认人员、设备全部撤出危险区，具备安全起爆条件下，现场负责人下令发出起爆信号。第三次信号为解除警戒信号：起爆15 min后，经检查确认安全后方可发出解除警戒信号，警戒人员听到解除信号后，方可放行车辆和人员，收回警戒红旗。紧急情况下的信号：当出现重大危险时，由现场负责人发出紧急撤离信号，听见紧急撤离信号后，在危险区域人员要立即撤离到安全地带。也可使用警报器，在爆破通告中指出3种信号的识别方法。

3 结语

爆破作为一种工程手段被广泛应用于各种岩土工程领域。文章结合老岚水库枢纽工程混凝土重力坝段的地质及周边环境，采用浅孔台阶梯段爆破、深孔台阶梯段爆破、边坡预裂爆破的方式，分别对该工程重力坝段的不同区域进行了爆破设计；基于对爆破振动、爆破飞石、空气冲击波等因素的安全校核，为该重力坝段的爆破施工提供了理论依据；考虑爆破方案设计的完整性，本文设置了爆破安全警戒的要求。鉴于该工程地理位置、施工环境等特殊因素，此方案设计仅能为有类似特征的爆破施工提供参考。