浅析静态爆破在黄河积石峡水电站无临空面基础开挖工程中的应用.doc

1、浅析静态爆破在黄河积石峡水电站无临空面基础开挖工程中的应用摘要：为保证黄河积石峡水电站溢洪道泄槽段门机轨道基础顺利开挖,保证基础体型外岩石及垫层砼不受影响，同时避免爆破飞石对周边在建建筑物的破坏和对其它施工项目的影响，选择采用静态爆破及槽挖法进行轨道基础开挖。通过生产试验，总结出了一些成功经验，对其它类似工程的施工有一定的借鉴作用。 关键词： 静态爆破 积石峡水电站无临空面基础开挖 中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号： 工程简介 黄河积石峡水电站位于青海省循化县、民和县与甘肃省积石山县两省三县交会处的黄河干流上，是黄河上游上游龙青段梯级规划的第五座大型水电站。电站溢洪道为岸边

2、开敞式，位于引水发电系统左侧，轴线与坝轴线垂直，由引渠、堰闸段、泄槽段及挑流鼻坎段四部分组成。溢洪道为低堰，净宽 15m。溢流堰后接宽 15m 的等宽泄槽，泄槽末端采用挑流消能方式。根据溢洪道及电站进水口施工机械总布置，在溢洪道溢0+217.0溢 0+260.0 段安装 MQ600B/30 门机，主要承担溢洪道泄槽段混凝土浇筑及设备材料的垂直运输工作。 溢洪道泄槽段及鼻坎段，地形坡度 1020。地基岩性为 K13-2砾岩，产状 NW345NE11。地基部位断层及软弱夹层不发育，陡倾角裂隙以 NNE、NNW、E-W 组三组裂隙最为发育，岩体坚硬完整，岩体呈微风化，属完整性好的 级岩体，地基岩体力

3、学强度较高，工程地质条件较好。按照设计要求，溢 0+217.0溢 0+236.0 段门机轨道基础宽1.0m，轨道基础设计顶面高程为 1817.85m，为满足门机轨道基础体型，溢 0+217.0溢 0+236.0 段门机轨道基础建基面需开挖至 1817.20m 高程。此段溢洪道建基面为 5%的斜坡，混凝土垫层厚 0.2m，溢 0+217.0 建基面高程为 1818.20m，溢 0+236.0 建基面高程为 1817.20m，即上游最大开挖深度为 1.0m，考虑到既要保证轨道基础体型外岩石及垫层砼不受影响，又要避免爆破飞石对周边在建建筑物的破坏和对其它施工项目的影响，因此确定采用静态爆破法进行轨道

4、基础开挖。 高效无声破碎剂的用途及特点 静态爆破是采用高效无声破碎剂（HSCA-II） 。其与水调成浆状体灌入岩石或混凝土构筑物的钻孔中，依靠本身水化可产生 30-80MPa 膨胀压，使破碎物体在无震动、无噪声、无飞石和无毒气的情况下安全破碎。 高效无声破碎剂不燃、不爆、运输、保管和使用安全方便。施工操作简单，可按计划要求进行破碎或切割。用其开采石材荒料成材率同火药爆破相比，可提高 3-4 倍；破碎混凝土构筑物，可做到需要破碎的破碎，需要保留的保留。 施工工序及方法 3.1 施工工序 钻孔清孔爆破体温度控制混成浆体装药孔口封堵保温养护 3.2 施工方法 3.2.1 钻孔 根据高效无声爆破剂（H

5、SCA）提供的钻孔参数表，对钻孔参数的初步选定，高效无声爆破剂提供的参数详见下表： 高效无声爆破剂（HSCA）参数表 注：H-混凝土的破碎厚度 门机轨道基础为无筋垫层混凝土与岩石，最大孔深在 1.0m，每次爆破深度控制在 40cm 以内，根据施工工作面的施工条件，由于爆破体无临空面，为达到爆破效果，此部位采用掏槽静态爆破的方法，钻孔过程分掏槽孔、爆破缓冲孔、预裂孔三种，爆破范围钻孔时先放好孔位，要求三种爆破孔全部成孔。因此参考高效无声爆破剂的钻孔参数要求，采用手风钻进行造孔，钻孔孔径为 42mm，钻孔孔深为 40cm，孔间距为 20cm，排距为 20cm，矩形布置。按照掏槽爆破造孔要求，具体造

6、孔布置图见下图： 3.2.2 爆破体温度控制 高效无声破碎剂对施工环境温度有一定要求，在夏天外界的环境温度为 1525。而高效无声破碎剂系列产品对环境温度要求见下表： 环境温度参数表 根据以上温度范围，在该部位适用的破碎剂为 HSCA-，在施工中发现环境温度在 1525时采用高效无声破碎剂（HSCA-）施工的效果很好。为避免阴雨天气对爆破孔的影响，必须采用防雨布及其他措施对爆破范围进行维护，防止因雨水浸湿孔内而影响爆破温度。 3.2.3 装药 此次采用高效无声破碎剂爆破主要说明的是装药过程，由于爆破体无临空面，爆破孔装药时预裂孔、缓冲孔、掏槽孔分次装药。先缓冲孔、掏槽孔全部装满药，预裂孔不装药

7、，等爆破缓冲孔及掏槽孔爆破效果达到后，再进行预裂孔全部装药爆破。原理是由于爆破区无临空面，掏槽孔与爆破缓冲孔先爆时产生的一部分爆破威力通过预裂孔已释放出，并不会伤及体型外的基础。等两侧预裂孔再次爆破时，爆破区中间区域已形成临空面，预裂孔的爆破就不会伤到体型外的砼面，而且爆破预裂面平整，能达到常规爆破效果。具体爆破效果见下图： 开挖爆破效果图 3.2.4 高效无声破碎剂使用与封堵 在常规情况下装药前要与重量比为 2835的水进行拌和，搅拌成具有流动性的均匀浆体，然后灌注到孔内。灌注时为避免外流，最好采用漏斗在孔口引流，且掌握流速，确保浆体均匀流入孔内且密实。当每孔药灌注完成后采用卷式锚固剂进行孔

8、口封堵，要求封堵密实，不留空隙，封堵长度为 10cm。 3.2.5 养护 装好药的爆破部位要注意养护，若天气晴好，注意周围行人安全。若遇到阴雨天气要考虑采用棚遮盖，并要保证雨水不要流到爆破面，直至混凝土面有大量的脱落和大范围的裂缝出现后，可将防雨棚拆除。 施工过程中注意事项及质量控制 4.1 施工前进行详细的技术交底，使施工人员明确设计意图，严格施工工序的控制。 4.2 施工中严格按照技术要求和国家规范进行，并实行技术人员跟班制度，及时解决施工中的技术问题，并检查施工质量。 4.3 实行严格的三检一验制度和终孔验收制度，及时进行 QC 质量活动和统计技术的应用，使全施工过程处于受控状态。 4.

9、4 采用高效无声破碎剂施工期间，施工人员必须配戴防护眼眼镜和橡胶手套。 4.5 高效无声破碎剂（HSCA）为碱性材料，碰到皮肤或进入眼睛时要立即用清水冲洗，并及时到到医院治疗。 4.6 须按施工环境温度选择合适的高效无声破碎剂 HSCA 型号,不得随意互用。 4.7 搅拌后的高效无声破碎剂浆体必须在 10 分钟内充填在孔内，超过 10 分钟，其流动性及破碎效果明显降低。 4.8 搅拌时要匀速搅拌，灌注时要注意流速，避免在外界温度过高时流速过快而产生能量蹦出孔外。 4.9 高效无声破碎剂（HSCA）要存放在干燥场所，严防受潮。 4.10 高效无声破碎剂包装与储存高效无声破碎剂采用纸箱包装，每箱净重 2Okg，内含 4 袋，每袋 5kg，应存放在干燥处，严防受潮，不开袋不受潮的情况下保存期为一年。 结束语 通过采用静态爆破及槽挖的施工方法，有效解决了特殊部位的开挖。同时掌握了高效无声破碎剂在无临空面爆破区的使用技术，该材料可在岩石和混凝土小面积开挖中广泛使用，并取得一定效果。在黄河积石峡水电站门机轨道开挖和欠挖处理中得到很好的应用，既方便了施工，又不影响周边建筑物，预裂面也取得了较好的效果，为类似工程施工积累了一定的经验。 作者简介马学凯(1981.10),男，青海湟中人，本科，现从事施工管理工作。