1、解析水电站高边坡开挖支护施工摘 要: 随着人们对水电资源需求的增加，水电资源的开发也在逐渐向高山峻岭地区转移，同时，随着设计水平和施工技术的不断提高，水电站工程高边坡开挖支护施工不再是太大的难题。本文以小湾水电站高边坡开挖的各项情况为例，通过对组织爆破试验工作，现场存在的问题进行分析，优化各项工作，来阐述高边坡支护的施工方法，化爆破参数，提高爆破效果；通过调整边坡梯段高度，减少梯段爆破的次数，消除安全隐患，确保施工质量，加快施工进度。 中图分类号：TV74 文献标识码：A 1 工程概况 2002 年 1 月 20 日位于云南省南涧县与凤庆县交界的澜沧江中游河段以及西电东送的标志性工程小湾水电站
2、正式开工，由于地质条件的优越性，小湾水电站的最大坝高达到了 292 米，大坝由混凝土双曲栱坝，坝后水垫塘及二道坝、左岸一条泄洪洞及右岸地下引水发电站共同组成，小湾水电站具有发电、防洪、灌溉、拦沙、航运多项综合合利用效益，建成后小湾水电站将形成 151.32 亿立方米的水库，其水电站的装机容量420 万千瓦。小湾水电站由于边坡开挖支护任务量巨大，工期紧张，施工过程中要求参与建设各方全力，根据实践情况及时发现问题，提出相应的措施，调整施工方案，提高施工质量，加快施工进度，保证施工过程中的安全。 2 组织爆破试验，改善爆破效果 小湾水电站在左右岸坝肩边坡岩石情况具爆破试验的情况下，进行了爆破试验，在
3、严格监控下进行爆破试验，保证施工安全，进行必要的施工监测，希望通过爆破试验来获取合理的爆破方案和爆破参数。 （1）前期爆破施工中存在的主要问题： 爆后巨石及大块较多，大量进行二次爆破处理，影响施工连续性及出渣效率； 底板不平，严重影响推土机作业效率，反铲清渣宽度及深度增加，清渣不彻底影响后续钻孔； 马道局部欠挖或超挖严重，马道坡脚易缺损； 预裂面质量较差，坡面不平整度较大； 爆破振动较大； 爆破网络设计及连接存在问题，不能实现孔间顺序起爆，网络可靠性较差； 开挖爆破程序较乱，爆破次数较多。 （2）前期爆破技术、参数中存在的问题： 炮孔间排距偏大，炸药单耗较低；片面追求地表传爆雷管的安全性而采用
4、了高段位雷管，因高段位雷管延时误差较大，引起孔排间起爆顺序变化，造成抵抗线不均匀，台阶爆破后部产生漏斗及冲炮，大块及飞石严重。 为防止飞石，采用了较大堵塞长度，引起表层大块。 分区爆破未采取边界预裂或光爆措施，边界部位拉裂严重，后续爆破卡钻无法成孔或冲孔。 爆区前沿第一排炮孔抵抗线处理不好，底盘抵抗线过大，造成后排孔有效爆破高程提高，引起了较大的爆破振动。 台阶马道未采取预留保护层开挖方式，或保护层厚度及宽度太小。预裂线装药密度偏小，孔底药量不够或与缓冲孔距离偏大，坡脚大量留埂。 随着爆破试验工作的开展，工地爆破作业更加规范，施工人员技术、责任心得到极大地提高，爆破参数得到优化，现场施工情况明
5、显改善。主爆孔间排距由 3.0m3.0m 调整为 3.0m2.0m，同时每间隔 6 排主爆孔增加布置一排加强孔，炸药单耗由 0.4 kg/m3 左右提高到0.50.6kg/m3，将堵塞长度由 23m 减到 1.5m。这样虽然增加了造孔量和炸药消耗，但是实现爆堆表层及总体块度约在 80cm 以下的效果，较少的产生 1.5m 以上大块，大大提高了装渣效率。通过设置施工预裂（孔距：1.52.0m、线装药密度：0.51.0kg/m） ，实现了分区爆破边界基本整齐及顺利钻孔，有效减小了对后续爆破区域的影响。通过预留马道保护层（预留厚度：2.5m3m；预留宽度：大于马道宽度 1m 以上；爆破方式：水平孔光
6、面爆破或预裂爆破）进行后期二次爆破，提高了马道开挖质量。预裂孔间距由 1.5m 减小到 0.80.9m，孔径由 150mm 减小到89105mm（减小了轴向不偶合系数） ，线装药密度由 250g/m 增加到280350g/m，装药结构增加底部加强段：长度 1.02.0m（孔深1020m） ，232 药卷132 药卷分段装药和上部减弱段：长度1m，线装药密度为中部正常装药段的一半。预裂孔参数的调整提高了边坡平整度，减少了坡脚留埂的现象。对爆破网络进行优化：排间时差一般采用 Ms5 段雷管延时（约 110ms） ，大于孔间分段时差，确保后排孔晚于前排孔起爆，同时为后排形成良好的自由面。孔间分段时差
7、选用 Ms2或 Ms3 段雷管延时。该延时应小于排间延时，同时孔间较小时差可以形成共同向前作用，有利于提高破岩作用及抛掷效率。孔内采用 Ms15 段以下的较大段别雷管。孔内雷管应分别安放在装药段底部及中部（正向或反向起爆） ，保证较高的准爆率。预裂孔应提前前部主爆孔 100ms 以上完成爆破。当爆破区前排与边坡距离较远、即使预裂爆破振动与之叠加也不会造成边坡安全振动速度控制标准时，该爆破区前排可以与预裂同时提前起爆。多排爆破时预裂孔与前排连接应尽量采用小段别雷管。每隔8 段增加一路排间连接雷管，能保证炮孔间顺序起爆的同时，提高大区爆破网路的准爆性。利用爆破安全监测的成果，适时提高了爆破规模，同
8、时达到边坡安全振动速度控制的要求。爆破试验成果在现场施工过程中的应用，大大加快现场施工进度，2003 年为开挖高峰年，施工强度大，但是，左右岸都顺利完成了年度计划，并先后创下了月开挖强度 46 万 m3和 50 万 m3 的成绩。3 优化马道梯段高度原设计边坡开挖 20m 留一个马道，预裂孔一次打，开挖分两次进行，10m 一个台阶。设计从 1425m 开挖至 1365m 高程，按 10m 一个台阶需挖六层，且向下开挖面积逐步增大，同层还要分区，按工期要求 40 天开挖六层，难度很大，几乎不可能实现。为此，在开口点、终坡点不变，开挖量不增加，略微放陡（0.05）边坡，增加马道，将 20m 高差留
9、一个马道为 15m 高差留一个马道。在 15m 台阶上，预裂爆破与主爆区 15m 台阶一次爆破。这样做将预裂孔钻孔深度由原来的 2528m 减少到 1821m，提高了预裂孔钻孔精度，提高了开挖质量（坡面的开挖质量基本上决定于预裂孔的爆破质量） 。同时将主爆区开挖梯段由 10m 增加到 15m，增大了一次开挖的规模，大大加快了开挖施工进度，增加了马道，台阶加密方便了锚索施工，有利于边坡稳定。在右岸 14251365m 高程 60m 高开挖范围实施，60m 高的开挖边坡分 4 层马道，将原来按六层梯段开挖，改为按四层开挖，不但大大加快了开挖进度，同时也提高了边坡开挖质量，效果非常好，在左岸边坡开挖
10、中得到了推广。 结束语:小湾水电站地质条件复杂，施工难度非常大，经过各方不懈的探索研究，终于找到了适合本工程的施工方案。在施工期间，边坡设置了多个监测点，进行严密的边坡稳定监控，未发生任何异常情况，边坡处于稳定状态。而边坡开挖能提前一年达到 953m 建基高程，使得大坝混凝土能提前浇筑，为提前发电奠定了基础。这是在澜沧江公司小湾建管局带领下参建各方共同努力的结果。其中实施开挖爆破试验、将马道高差由 20m 调整 15m 的措施，有效的保证了开挖质量和开挖进度，起到了非常关键的作用，为其它类似工程提供参考。 参考文献：1 赵义鹏 不良地质条件下特大跨度地下洞室施工技术J 西北咨询，2013，( 1) : 32 34 2 DLT5099 2011，水工建筑物地下开挖工程施工规范S 北京: 中国电力出版社，1999 3 DLT5181 2003，水电水利工程锚喷支护施工规范S 北京:中国电力出版社，2003
