姜 濤1，程廣翔1
（遼寧宏興爆破工程有限公司，遼寧 遼陽(yáng) 111000）
摘 要：水利水電工程爆破施工，對(duì)爆破質(zhì)量要求較高，程序控制要求嚴(yán)格，在整個(gè)實(shí)施生產(chǎn)實(shí)踐過(guò)程中，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，及時(shí)調(diào)整爆破生產(chǎn)工藝及方式方法，確保滿足施工質(zhì)量要求。
關(guān)鍵詞：水利水電；爆破；施工
Abstract: The blasting construction of water conservancy and hydropower project requires high blasting quality and strict program control. In the whole process of production practice, the blasting production technology and method should be adjusted in time according to the actual situation of the site. Ensure quality requirements are met.
Key words: water conservancy and hydropower；blasting；be in the process of construction
0 引 言
水利水電項(xiàng)目的施工過(guò)程中，爆破是基礎(chǔ)工程土石方開(kāi)挖的關(guān)鍵工序，精度要求較高，難度相對(duì)較大[1]。在施工過(guò)程中如因土石方爆破造成較大程度的超欠挖現(xiàn)象，施工方將面臨業(yè)主方的巨額索賠，用以補(bǔ)償其混凝土材料浪費(fèi)及延誤工期等損失。
1 爆破開(kāi)挖分類
水電水利工程按施工要求可分為：導(dǎo)流明渠開(kāi)挖、溢洪道開(kāi)挖、壩肩開(kāi)挖、料場(chǎng)開(kāi)挖和地下廠房開(kāi)挖等，而對(duì)溢洪道的開(kāi)挖過(guò)程中通常存在著圍堰控制爆破開(kāi)挖、邊坡控制開(kāi)挖和保護(hù)層控制開(kāi)挖等不同類型的爆破開(kāi)挖[2]。
2 爆破施工要求
在水利水電爆破開(kāi)挖過(guò)程中，爆破施工過(guò)程中存在著對(duì)爆破開(kāi)挖精度要求高、爆破振動(dòng)控制要求嚴(yán)，爆破開(kāi)挖工期要求緊，施工要求任務(wù)重等問(wèn)題[3]，而在壩肩開(kāi)挖及溢洪道爆破開(kāi)挖過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，常常需要通過(guò)不同的爆破方式方法，來(lái)達(dá)到預(yù)期的爆后效果，要求達(dá)到預(yù)定的爆破形狀，包括開(kāi)挖坡面的陰陽(yáng)角爆破成型、碎落臺(tái)面的爆破成型、混凝土溝槽的成型、擋水圍堰爆破拆除等，它們均需一次成型，無(wú)修復(fù)機(jī)會(huì)，在施工過(guò)程中超挖需控制在+10 cm以內(nèi)，嚴(yán)禁出現(xiàn)欠挖現(xiàn)象，在爆破施工過(guò)程中需嚴(yán)格管控與爆破效果相關(guān)的方法，確保爆破一次成功。在巖土爆破施工過(guò)程中，水利水電工程的土石方爆破開(kāi)挖屬于施工難度較大、技術(shù)要求較高、質(zhì)量控制較嚴(yán)的工程，在施工質(zhì)量和進(jìn)度控制方面，為了達(dá)到《水電水利工程爆破施工技術(shù)規(guī)范》[4]DL/T 5135-2013施工要求，必須具備一支技術(shù)硬，生產(chǎn)能力強(qiáng)，聽(tīng)指揮，守紀(jì)律的施工隊(duì)伍。在施工過(guò)程中，鉆機(jī)手能夠嚴(yán)格根據(jù)技術(shù)施工要求，鉆鑿各種不同類型的鉆孔，包括：水平預(yù)裂孔、傾斜預(yù)裂孔、垂直預(yù)裂孔、各種不同方式的輔助孔、各個(gè)角度的主爆孔、各種方式的導(dǎo)向孔、保護(hù)層的水平孔、保護(hù)層的垂直孔等各種炮孔。
3 應(yīng)用實(shí)例
對(duì)于壩肩開(kāi)挖[2]及溢洪道開(kāi)挖[3]，邊坡與溝槽成型的爆破施工方法，下面結(jié)合本人在國(guó)外的水利水電項(xiàng)目SUDAN DAM COMPLEX OF UPPER ATBARA PROJECT 中邊坡和溝槽爆破施工方案為例，進(jìn)行簡(jiǎn)略闡述。
該項(xiàng)目溢洪道開(kāi)挖如圖1-施工現(xiàn)場(chǎng)平面圖所示。
圖1 施工現(xiàn)場(chǎng)平面圖
Fig.1 construction site plan
結(jié)合圖1，根據(jù)該施工現(xiàn)場(chǎng)平面圖，通過(guò)計(jì)算可以得知：
區(qū)域1：
邊坡施工段坡比為1:0.50，邊坡長(zhǎng)度為13.30 m，水平碎落臺(tái)寬度為2.00 m。
區(qū)域2：
① 高邊坡施工段坡比為1:0.75，邊坡坡長(zhǎng)為39.70 m，無(wú)碎落臺(tái)，屬于高邊坡預(yù)裂爆破施工。
② 溝槽開(kāi)挖段存有不同深度及寬度的溝槽。
③ 在斜坡變坡交叉段有一個(gè)待爆破成型的燕尾槽。
對(duì)于該種類型的水利工程，預(yù)形成優(yōu)良的爆破效果，在施工過(guò)程中，需從以下幾個(gè)方面加強(qiáng)管理。
3.1 預(yù)裂爆破鉆孔要求
預(yù)裂施工中，在鉆孔施工過(guò)程中必須做到定位準(zhǔn)、方向正、角度精，嚴(yán)格按照施工圖的要求，結(jié)合實(shí)際的地勢(shì)地形確定合適的開(kāi)口位置，對(duì)于直線預(yù)裂孔，鉆后炮孔投影需在同一平面內(nèi)，對(duì)于扇形面鉆孔，鉆后炮孔圓弧面方向點(diǎn)必須在同一同心圓上，對(duì)于高邊坡鉆孔施工，因受鉆機(jī)鉆桿重力及軸向壓力的作用，爆后預(yù)裂面常出現(xiàn)一定數(shù)值的超欠挖，對(duì)于高邊坡爆破，為了避免出現(xiàn)嚴(yán)重的貼膏及超挖現(xiàn)象，在預(yù)裂孔開(kāi)口之前，需對(duì)鉆孔傾角進(jìn)行角度修正。
3.2 溝槽爆破鉆孔要求
溝槽爆破鉆孔與爆破施工基本與邊坡施工工藝基本相近，只是溝槽施工在拐角處通常表現(xiàn)為直線銜接，以漸變線或圓弧變化過(guò)度的情況較少，而以直角銜接方式的尤為常見(jiàn)。在施工過(guò)程中，導(dǎo)向孔的布置與施工，需根據(jù)巖石性質(zhì)、鉆機(jī)性能參數(shù)、成孔要求、施工要求綜合評(píng)定而確認(rèn)。
3.3 建基面施工要求
在開(kāi)挖接近建基面基礎(chǔ)時(shí)，為了降低爆破作用對(duì)預(yù)留基礎(chǔ)層的擾動(dòng)作用，需采用保護(hù)層開(kāi)挖模式進(jìn)行施工。
依據(jù)實(shí)際需要，需采用不同鉆孔施工模式，使其適應(yīng)于開(kāi)挖需求，包括采用小孔徑鉆孔爆破施工、水平孔爆破施工、傾斜孔爆破施工等。在采用水平小孔徑施工時(shí)，為了避免欠挖的現(xiàn)象出現(xiàn)，在0平面開(kāi)口處通常以向下傾斜的方式進(jìn)行鉆孔，但孔底距±0.00平面的垂高不得大于允許超挖值。
4 質(zhì)量控制方法
針對(duì)該水利水電工程的施工要求，采用如下管控手段進(jìn)行控制[5]。
（1）通過(guò)系列預(yù)裂爆破試驗(yàn)[6]，確定在各級(jí)巖石條件下預(yù)裂炮孔的堵塞段長(zhǎng)度、孔徑、孔距、線裝藥密度及不偶合系數(shù)之間的關(guān)系。
（2）通過(guò)主體爆破試驗(yàn)，調(diào)整選定最合理的爆破參數(shù)。減小爆破對(duì)周邊環(huán)境的影響，降低爆破對(duì)周邊建筑物的破壞，避免根底，降低大塊率；爆堆滿足機(jī)械裝車條件。
（3）通過(guò)保護(hù)層開(kāi)挖爆破試驗(yàn)，調(diào)整選定最合理的爆破參數(shù)，避免爆破對(duì)建基面地質(zhì)條件的破壞。
（4）通過(guò)爆破破壞范圍試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)爆破區(qū)對(duì)爆區(qū)底部和四周保留巖體的破壞情況，確定巖體保護(hù)層厚度或需要獲得的其他有關(guān)數(shù)據(jù)；監(jiān)測(cè)爆破對(duì)建筑物或防護(hù)目標(biāo)的破壞影響，判斷它們的安全性，為調(diào)整爆破參數(shù)和控制爆破規(guī)模提供依據(jù)。
（5）通過(guò)爆破地震效應(yīng)試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)確定適用于施工場(chǎng)地地形地質(zhì)、巖體特性和爆破條件的爆破振動(dòng)參數(shù)傳遞規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)公式，以用來(lái)進(jìn)行預(yù)報(bào)和控制；監(jiān)測(cè)建筑物或防護(hù)目標(biāo)及基礎(chǔ)面上的爆破振動(dòng)參數(shù)的量值，配合爆破破壞范圍試驗(yàn)，判斷它們的安全性，為調(diào)整爆破參數(shù)和控制爆破規(guī)模提供依據(jù)。
5 控制過(guò)程
通過(guò)試驗(yàn)，確定如下相關(guān)參數(shù)。
5.1 鉆孔直徑的確定：
主爆孔采用Tamrock液壓鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆頭直徑為75 mm；預(yù)裂孔采用QZJ-100B潛孔鉆機(jī)[7]，鉆頭直徑為89 mm；建基面光爆孔采用YT-28氣腿鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，鉆頭直徑為38 mm。
在鉆進(jìn)過(guò)程中，每隔2 m對(duì)鉆孔角度進(jìn)行一次校核，出現(xiàn)偏差及時(shí)調(diào)整。由于地質(zhì)原因不宜鉆進(jìn)、卡鉆或不易成孔時(shí)，及時(shí)修改或找出替代方案。
5.2 預(yù)裂爆破的相關(guān)參數(shù)的確定：
線裝藥密度:根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：
（1）
式中，q線為線裝藥密度，g/m，扣除底部增加藥量；a為鉆孔間距，m；R為巖石極限抗壓強(qiáng)度，MPa。
取值范圍如下：
鉆孔直徑:根據(jù)擴(kuò)孔經(jīng)驗(yàn)系數(shù)Ψ確定，Ψ與巖石級(jí)別有關(guān)的系數(shù)。
5.3 鉆孔間距
根據(jù)間距系數(shù)（鉆孔間距a與鉆孔直徑D的比值a/D）確定。a/D的經(jīng)驗(yàn)取值8~12，巖石越堅(jiān)硬，取值越小。
5.4 不偶合系數(shù)
孔徑與藥包直徑的比值D/d， 2≤D/d≥5，巖石越堅(jiān)硬，取值越小。
通過(guò)對(duì)鉆孔、爆破、挖掘等工序嚴(yán)格控制，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，選用適當(dāng)?shù)谋茩C(jī)具與爆破參數(shù)，嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，取得了很好的施工效果。
本工程竣工效果如圖2、圖3、圖4所示。
圖2 區(qū)域1爆破挖掘后效果圖
Fig.2 area 1 effect diagram after blasting excavation
圖3 區(qū)域2爆破挖掘后效果圖-a
Fig.3 area 2 effect of blasting excavation Fig. -a
圖4 區(qū)域2爆破挖掘后效果圖-b
Fig.4 area 2 effect diagram -b after blasting excavation
6 結(jié)束語(yǔ)
經(jīng)過(guò)實(shí)踐得知，嚴(yán)密合理的方案，精心嚴(yán)格的管理，使爆破工程達(dá)到了預(yù)期的效果[8]，滿足了施工要求，得到了業(yè)主方的肯定和贊譽(yù)。
參考文獻(xiàn)：
[1] 高月.施工質(zhì)量管理在水利工程項(xiàng)目中的應(yīng)用研究[D].大連海事大學(xué),2017.
[2] 黃強(qiáng).水利樞紐工程項(xiàng)目建設(shè)管理研究[D].廣西大學(xué),2018.
[3] 張文煊.大型地下廠房開(kāi)挖爆破振動(dòng)破壞特性研究[D].中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué),2008.
[4] 本社.水電水利工程爆破施工技術(shù)規(guī)范[M].天津大學(xué)出版社,2002.
[5] 陳士超.水利水電工程施工質(zhì)量的管理與控制探究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2018(34):193-194.
[6] 胡銀林.水介質(zhì)對(duì)預(yù)裂爆破效果影響的試驗(yàn)研究[D].遼寧科技大學(xué),2018.
[7] 張強(qiáng).風(fēng)動(dòng)潛孔錘鉆機(jī)在水利水電工程中的應(yīng)用[J].地質(zhì)裝備,2013,14(05):39-41.
[8] 梁志杰.水利水電工程施工難點(diǎn)及施工技術(shù)要點(diǎn)[J].南方農(nóng)機(jī),2018,49(22):105.