浅孔松动爆破法在水电站进水口马道开挖中的应用

柏晓星　王雁昆　张平

摘 要：松动爆破技术具有充分利用爆破能量，抛石距离小的特点。考虑到黄登水电站进水口马道开挖实际工程情况，采用浅孔松动爆破法，提出了符合现场施工要求的爆破技术方案，加快了工程进度，消除了安全隐患，取得了一定的技术经济效益。

关键词：浅孔松动爆破；进水口马道；黄登水电站

中图分类号：U416.113 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）03-0119-02

1 引言

松动爆破技术是根据1956年利文斯提出的岩石爆破漏斗理论，根据岩石的性质，通过控制炸药的性能、质量、埋深、间距等参数来严格控制爆破的技术[1]。松动爆破技术装药量只有标准抛掷爆破的一半左右，具有爆破能量利用充分，爆破后，爆破对象只裂隙发育，抛石距离较小甚至不产生抛石现象等特点。这一项技术，被广泛的应用到各类对抛石距离有严格要求的工程爆破施工之中，具有显著的经济效益[2-3]。

2 工程概况

黄登水电站位于云南省兰坪县境内，采用堤坝式开发，是云南澜沧江上游古水至苗尾河段水电梯级开发方案的第五级水电站，以发电为主。上游与托巴水电站，下游与大华桥水电站相衔接，坝址位于营盘镇上游，地理坐标约为东经99°07′11″，北纬26°33′35″。

施工过程中由于引水压力管道运输方案调整，上平段压力钢管一直布置到进水口塔体内，将通过大坝缆机吊运到引水隧洞洞口后安装轨道水平运输进洞，轨道安装高程为EL.1559.378m，为满足引水压力管道金属结构吊运安装需要，结合进水口塔后开挖体型要求，需将进水口整体坝段基础区域内（坝纵0+348.897～坝纵0+448.897）从EL.1560.000m下挖至EL.1557.000m高程，开挖段长度约为120m，宽6m，再以混凝土回填至EL.1559.378m安装运输轨道。

施工工作面位于引水压力管道进口处坝肩边坡EL.1560m马道，其下方EL.1545m、EL.1530m、EL.1515m及EL.1500m各有一条施工马道。EL.1530m马道宽度约为3m，在EL.1530m及EL.1500m马道附近有其他标段施工队伍施工，施工设备及人员较多，更有部分机械设备不具备撤离避炮的条件，这使得爆破施工中抛石距离控制及防护显得尤其关键，下面重点阐述坝纵0+348.897～坝纵0+448.897段爆破施工控制过程。

3 爆破方案

3.1 方案分析

根据现场查勘及施工实际情况，发现引水压力管道进口处坝肩边坡EL.1560m爆破开挖过程中存在一些需重点考虑的因素，主要为以下几个方面：

（1）工期较为紧张；引水压力管道已开挖支护完成，金属结构安装厂也生产囤积较多上平段压力钢管。EL.1560.000m马道坝纵0+348.897～坝纵0+448.897段下挖施工若不能及时完成，将影响引水压力管道金属结构吊运安装进度，进而对整体工期不利。方案在保证安全的前提下，需综合考虑进度因素。（2）安全要求较高；工作面位于引水压力管道进口处坝肩边坡EL.1560m马道，其下方EL.1545m、EL.1530m、EL.1515m及EL.1500m各有一条施工马道，EL.1530m及EL.1500m马道上有其他标段施工队伍施工，坝址区域内更是有密集设备及人员在进行大坝基础防渗处理，部分重型设备不具备撤离避炮的可能性，一旦有飞石现象的产生，就很有可能危害到人员及设备安全。因此，方案在爆破参数选取的时候，需严格控制抛石距离，综合考虑各种应对措施。（3）对爆破效果有一定的要求；马道内侧为坝肩边坡开挖面，从EL.1560.000m下挖至EL.1557.000m高程，所揭露出来的边坡面要满足坝肩边坡开挖的相关技术要求，方案在进行爆破设计的时候，综合考虑了这一因素，运用了光面爆破技术。

3.2 方案选定

根据现场实际情况，开挖为明挖爆破，考虑大坝基础开挖边坡及大坝基坑有其他标段队伍施工，为防止爆破飞石及大量开挖料沿边坡滚落入大坝基坑和EL.1545m、EL.1530m、EL.1515m及EL.1500m马道，拟采用小孔距浅孔松动爆破法进行开挖施工。决定先对1#与4#引水压力管道上平段进口区域采用液压三臂台车造孔，人工造孔及装配液压冲击锤的反铲配合的方式，进行松动爆破下挖至EL.1557m高程，形成宽6m、高3m、长5m槽型区域，分两个工作面相向开挖，在马道外侧预留1.0m保护层，保护层采用反铲安装液压冲击锤进行破碎开挖，详见图1所示。

按照引水隧洞上平段压力钢管安装专题会议安排，2015年1月中旬要对压力钢管金属结构实施吊运安装，因此剩余区域采用日进尺为13.2m的垂直松动爆破法，将有利于工程整体进度安排。

4 爆破参数

垂直松动爆破法以1#、4#引水压力管道口松动爆破下挖形成的宽6m、高3m、长5m槽型区域作为临空面，自EL.1560m马道内侧往外5m范围内垂直于马道建基面造孔，孔深3m，爆破时，在爆破区段上覆砂袋、炮被、竹条板进行多层主动防护，详见图2所示。

按照垂直松动爆破法的设计要求、结合尾水出口边坡梯段爆破的经验及施工现场的地质条件，选取炸药单耗k=0.32kg/m3，最小抵抗线w=0.8m，孔距a=1.0m，排距b=0.8m。在EL.1560m马道内侧采用密集造孔，保证下挖形成的边坡面符合質量要求，详见表1所示。

严格控制单孔装药量，单孔装药量Qi=0.8kg，仅为普通爆破的40%～50%，采用间隔装药的方式，堵塞长度加长为1.0m，装药长度L装=2.0m，除孔底装药ф32x200mm药卷一卷减小夹制作用外，剩余1.8m采用间隔装药，以达到使炸药做功均匀，减少二次解炮和减小质点振速，保证边坡稳定的目的，爆破装药结构详见图3所示。

每次爆破控制进尺为6.6m，两个工作面相向开挖，日进尺为13.2m。

5 爆破结果

原计划2014年12月15日开始进行EL.1560m马道下挖施工，至2015年1月10日之前引水上平段进口马道松动爆破、液压冲击锤破碎开挖、出渣及支护完成，为混凝土回填施工，轨道安装提供工作面。实现场施工时，因爆破参数选取合理，未出现二次解炮的情况发生，飞石距离较小，基本没有对周围的设备及临建设施造成任何影响，再加上参建四方对该处马道开挖进度比较关注，设备投入充分，实际在2015年1月5日前该区段就已开挖支护完成，满足了引水压力管道运输轨道安装的进度要求。

6 结语

实践证明，小孔距浅孔松动爆破法在控制爆破飞石距离及对爆破质点振速有较高要求的施工区域应用比较广泛，通过以上的应用实践得出以下结论：

（1）松动爆破法控制飞石距离和控制质点振速都是通过控制单孔用药量来实现的。（2）在爆破参数的选取方面，不只需要参照以往爆破的经验，还应该根据现场岩石风化情况，爆破孔布置情况等因素综合考虑，在施工过程中应多作总结，好的爆破参数对施工进度是非常有利的。（3）小孔距松动爆破法能解决周边环境较复杂地段的开挖问题，但因为每排炮施工强度较标准抛掷爆破的大，造孔较多，设备及人员也需相应增加，因此施工成本较高。

参考文献

[1]周志强，易建政，王波，等.控制爆破技术研究现状及发展建议[J].矿业研究与开发，2010，（3）：103-108.

[2]刘鹏，李发林.微弱松动爆破在地质灾害治理中的应用[J].西部探矿工程，2006，（1）：171-172.

[3]徐书雷.路堑硐室松动爆破及其对边坡稳定性的影响[D].西安科技大学，2003.endprint