1、水电站土石方开挖爆破技术应用摘要：爆破是水利水电工程施工的主要手段之一。本文主要探讨了水电站土石方开挖爆破技术，首先介绍了土石方开挖技术，然后阐述了爆破作业主要工序及质量控制措施。 关键词：水电站；土石方开挖；爆破技术 中图分类号： TV 文献标识码： A 爆破是岩质边坡开挖过程中最主要的破岩手段。岩体爆破是一个受力情况极为复杂的过程。由于岩体性质的复杂性、爆破条件的多变性和测量手段的局限性，使得人们对岩体爆破开挖缺乏足够的了解。同时，开挖爆破施工对边坡的稳定性有着很大的影响。 爆破是水利水电工程施工的主要手段之一，我国水利水电行业每年岩石开挖量超过 1 亿 m3，包括地下硐室群开挖、边坡开挖
2、、料场开采等，每年的炸药消耗量在 10 万 t 左右。水电行业爆破条件复杂，涉及问题较多，尤其是对爆破技术的要求及其控制更严于其他行业，因此所使用的爆破方法和技术多种多样。 1 土石方开挖技术 1.1 开挖方案 土石方开挖采用钻爆法施工，自上而下台阶梯段爆破。对于梯段高度小于 3m 的部位，采用柴油空压机供风，手风钻钻孔，非电毫秒雷管起爆，导爆索传爆，主爆孔按加强松动爆破装药，周边孔按光面控制爆破技术实施。对梯段高度大于 3m 的部位，采用 100B 型轻便潜孔钻配合覆带式液压钻钻孔，台阶梯段爆破，主爆孔按减弱抛掷爆破装药，周边孔按预裂爆破实施。 1.2 出碴运输方案 所有开挖爆渣全部采用机械
3、出渣，当出渣距离填方区不足 100m 时，直接采用推土机推运至填方场，当距离超过 100m 时，开挖料采用推土机配合反铲挖掘机挖土装车，自卸汽车运输到土石方调配目的地。 1.3 钻孔爆破作业方案 1.3.1 光面爆破 光面爆破钻孔作业与梯段台阶开挖钻孔平行施工。光面爆破滞后于梯段爆破 150ms 左右起爆。采用 2#岩石销铵炸药为主要的爆破材料，采用间隔装药的方式，利用导爆索作为主要引爆系统。 在钻孔前精确测量边坡开挖线，并用红油漆标明孔位。在钻孔时，采用水准仪配以铅锤和样架控制钻孔角度，钻孔过程中，适当降低钻孔速度，以确保钻孔的准确无误。装药时，先将药卷按设计间隔装药结构用胶布绑在竹片上，然
4、后放入孔内，纸团放置在药卷顶部，最后用钻孔岩屑将孔口封堵密实。 1.3.2 梯段爆破作业 梯段爆破分别考虑手风钻造孔和潜孔钻造孔两种方式，台阶高度按3m 或 6m 控制。梯段爆破超前于光面爆破。每次钻孔爆破前，先将台阶面上的浮渣清理干净，并按设计用红油漆标明爆破孔位，每次爆破前，临空面保留一定厚度的石渣以满足挤压爆破的要求。炮孔按中宽孔距、梅花型布孔。爆破采微差挤压松动的爆破方式，利用 2#岩石销铵炸药作为主要的爆破材料，利用非电毫秒塑料导爆管作为主要引爆系统；爆破采用由前向后顺序传爆的微差起爆网络，其起爆网络连接，在爆破技术员的指导下，由专业爆破员认真连接，以确保梯段爆破的成功。 1.4 钻
5、爆设计 根据开挖岩石的级别和工程地质情况进行钻爆设计。实际施工时根据岩石的状况，不断的调整修正钻爆参数，使爆破达到比较好的效果。 1.4.1 采用手风钻钻孔的光面爆破 光面爆破采用导爆索起爆，炸药采用 25mm 药卷，间隔装药，不偶合系数 1.6。为了保证炮孔底部充分裂开，对炮孔底部 40cm 范围内进行加强连续装药。装药时先将药卷按设计要求用胶布绑扎在竹片上，然后放入孔内并用纸团放置在药卷顶部，最后利用钻孔岩屑封堵孔口并密实。1.4.2 手风钻钻孔的梯段爆破 炮孔按中宽孔距、梅花型布孔，采用 2#岩石销铵炸药爆破，药径32mm。为防止爆破对设计边坡的振动破坏，在靠近永久面的一排炮孔的装药量拟
6、定为其它梯段爆破孔装药量的 7080%，距永久面 1.01.5m布孔。为提高爆破质量、降低石渣的大块率，炮孔的装药结构底部采取集中柱状装药，上部堵塞部位加小药包，中间连续装药方式。 1.4.3 手风钻钻孔保护层开挖 采用 2#岩石销铵炸药，导爆管雷管起爆。4.采用手风钻钻孔的光面爆破光面爆破采用导爆索起爆，炸药采用 32mm 药卷，间隔装药，不偶合系数 2.8。为了保证炮孔底部充分裂开，对炮孔底部先用一节 32mm药卷进行预爆，形成药壶，以便在药壶内装进 70mm 炸药。装药时先将药卷按设计要求用胶布绑扎在竹片上，然后放入孔内并用纸团放置在药卷顶部，最后利用钻孔岩屑封堵孔口并密实。 2 爆破作
7、业主要工序及质量控制措施 爆破设计及审批爆破区清面上钻前基面验收测量放线布孔对钻孔作业人员进行技术交底钻孔清孔钻孔保护钻孔质量检查、验收钻孔合格爆破申请进行爆破前技术交底装药网络连接网络检查起爆安全检查出渣爆破效果分析优化钻爆参数下一循环。 爆破作业主要工序质量控制采取的措施主要是“一个爆破设计、一个测量放样表、一个主要工序质量控制过程检查表、一个申请单、一个爆破质量分析评定表” 。 2.1 爆破设计及审批 钻爆作业施工前，技术人员根据开挖分区和施工顺序及施工道路的布置，结合现场实际情况进行爆破设计。根据爆破试验结果及上一层开挖爆破所揭露的地质情况，并结合现场岩石构造及对单响药量、总装药量、爆
8、破振速等参数的要求进行爆破设计。设计内容主要包括：钻孔平面布置图、网络连接图、装药结构图及钻孔装药参数表、火工材料耗用表、爆破设计说明、上层对应部位的爆破效果描述、爆破安全注意事项、爆破区域地质地形描述等内容。在爆破设计审批上执行层层把关、层层控制，由技术部设计，由施工局总工审核，最后由施工局局长审批，审批通过后才能报送监理部进行最后批准，按照批复后的爆破设计及批复意见组织施工。 2.2 找平清面 为便于钻机上钻，也为了能有效根据实测高程开挖出建筑物设计体型，在准备进行钻孔作业的区域，要对大面进行平整和清理，使该部位平整且露出岩石面。清面利用推土机、反铲配合人工进行。清理时距预裂孔边线 2m
9、范围内，大面平整度控制在 20cm；表面虚渣清理干净，其他部位大面平整度控制在 50cm。由现场技术人员对上钻平台验收。 2.3 放点、布孔 测量放点由技术员和测量人员严格按照爆破设计共同进行。孔位点与方向点的误差必须在所要求的误差范围内。预裂孔和方向点应每孔放出，方向点应放在距预裂孔2.0m 的钻机前方位置，以保证钻机方位控制的精度。 技术员根据测量放样、爆破设计参数布置其余的主爆孔和缓冲孔，根据爆破设计规定的间、排距用皮尺或卷尺测放，采用内插法进行。不得采用逐孔推移加密的方法，防止造成累积误差。孔位用红油漆明显标识，要求对每个孔位进行编号，并保护好所有的孔位标识及其编号。 2. 4 造孔的
10、过程控制 在电站进水口施工中，结合左岸导流洞进口及出口明挖施工情况，采用 CM351 高风压钻机和 PC460 钻机进行预裂孔及其他爆破孔的钻孔施工。为采用性能好的高风压钻机进行预裂孔钻孔施工，在技术上提出每钻进 20m 深的预裂爆破孔，其孔底坡面允许超挖 40cm。 2.4.1 钻孔的倾角控制 钻孔倾角采用罗盘控制，控制方法为：用罗盘的一侧边紧靠钻杆的上缘或下 缘的正中，把指针调整到规定角度，调整钻杆使罗盘水平仪气泡居中，此时钻杆倾角即为钻孔的设计倾角。为减少罗盘本身的误差，再次将罗盘的另一侧靠紧钻杆的上缘或下缘的正中，把钻杆调整到规定角度，使罗盘水平仪气泡居中，取两次的角度平均值，即为钻孔
11、倾角。 2.4.2 钻孔过程中的校核 预裂孔钻孔的倾角和方位在现场通过反复调试确定，达到设计倾角方位时方可开钻。开口时使用小冲击少钻进的方法，刚开始钻进时，采用低压力、低钻速，或无钻速只用冲击器冲击，开孔时严禁钻头偏移。钻进深度达到 20cm，并经校验合格后方可正常钻进。 2.4.3 钻进深度控制方法 根据开挖现场实际地形及设计图纸要求确定每次预裂爆破深度及梯段爆破高度，并根据爆破要求确定钻孔深度。主爆孔和缓冲孔应尽量有一定的超深，防止石渣等掉入后深度欠深。造孔完成后由现场技术员及时对孔深用量测工具进行检查，对于孔深不够的及时进行处理以达到合格。各平台预裂孔严禁超深，在最后验孔时对超钻的孔应进
12、行回填，使孔深满足要求。 2.5 终孔检查验收 每一孔造完以后，当班技术员应及时督促清除孔内的石渣及岩粉，并对孔深、孔倾角、方位角进行检查，合格后应用编织袋进行堵塞保护。对于不合格的应立即返工处理。每一爆破区域孔造完以后检查验收，先造好的孔与最后造好的孔可能有两三天时差，对已造好孔进行清孔工作，对塌孔可用高压风插入孔底吹出岩石小碎块或岩粉，对于堵孔进行再次钻孔清理。装药前，当班技术员必须会同质检人员再次检查验收，达到造孔质量要求，并签发造孔验收合格证 ，方可进行爆破作业申请工作。2.6 装药、网络连接及网络检查 炮工在接到爆破申请单和造孔验收合格证后才能装药，并严格按照爆破设计、爆破操作规程和
13、操作工艺执行，装药前由现场技术人员向爆破作业人员进行技术交底，并对装药联网的全过程进行控制，对整个网络连接全面检查，装药网络连接全部完成后，施工队技术员和炮工共同对网络进行最后一次检查，无误后方可进行爆破。 2.7 爆破效果分析 对每一次较大规模的爆破完毕后，由技术人员对爆破效果进行评定，通过评定结果，对爆破设计进行优化处理、改进，为下次爆破提供更优化的爆破参数。由施工队负责建立开挖爆破技术档案，对于每一次爆破要及时将所有记录资料进行收集、整理、分析、总结并归档，以不断改进爆破参数，提高爆破施工技术水平。 参考文献 1汪旭光,于亚伦,刘殿中.爆破安全规程实施手册M.北京:人民交通出版社,2004. 2张正宇,张文煊.现代水利水电工程爆破M.北京:中国水利水电出版社,2003
