姜  濤¹，程廣翔¹

（遼寧宏興爆破工程有限公司，遼寧 遼陽  111000）

摘  要：水利水電工程爆破施工，對爆破質量要求較高，程序控制要求嚴格，在整個實施生產實踐過程中，需根據現場的實際情況，及時調整爆破生產工藝及方式方法，確保滿足施工質量要求。

關鍵詞：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

水利水電項目的施工過程中，爆破是基礎工程土石方開挖的關鍵工序，精度要求較高，難度相對較大^[1]。在施工過程中如因土石方爆破造成較大程度的超欠挖現象，施工方將面臨業主方的巨額索賠，用以補償其混凝土材料浪費及延誤工期等損失。

1  爆破開挖分類

水電水利工程按施工要求可分為：導流明渠開挖、溢洪道開挖、壩肩開挖、料場開挖和地下廠房開挖等，而對溢洪道的開挖過程中通常存在著圍堰控制爆破開挖、邊坡控制開挖和保護層控制開挖等不同類型的爆破開挖^[2]。

2  爆破施工要求

在水利水電爆破開挖過程中，爆破施工過程中存在著對爆破開挖精度要求高、爆破振動控制要求嚴，爆破開挖工期要求緊，施工要求任務重等問題^[3]，而在壩肩開挖及溢洪道爆破開挖過程中，根據設計要求，常常需要通過不同的爆破方式方法，來達到預期的爆后效果，要求達到預定的爆破形狀，包括開挖坡面的陰陽角爆破成型、碎落臺面的爆破成型、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，無修復機會，在施工過程中超挖需控制在+10 cm以內，嚴禁出現欠挖現象，在爆破施工過程中需嚴格管控與爆破效果相關的方法，確保爆破一次成功。在巖土爆破施工過程中，水利水電工程的土石方爆破開挖屬于施工難度較大、技術要求較高、質量控制較嚴的工程，在施工質量和進度控制方面，為了達到《水電水利工程爆破施工技術規范》^[4]DL/T 5135-2013施工要求，必須具備一支技術硬，生產能力強，聽指揮，守紀律的施工隊伍。在施工過程中，鉆機手能夠嚴格根據技術施工要求，鉆鑿各種不同類型的鉆孔，包括：水平預裂孔、傾斜預裂孔、垂直預裂孔、各種不同方式的輔助孔、各個角度的主爆孔、各種方式的導向孔、保護層的水平孔、保護層的垂直孔等各種炮孔。

3  應用實例

對于壩肩開挖^[2]及溢洪道開挖^[3]，邊坡與溝槽成型的爆破施工方法，下面結合本人在國外的水利水電項目SUDAN DAM COMPLEX OF UPPER ATBARA PROJECT 中邊坡和溝槽爆破施工方案為例，進行簡略闡述。

該項目溢洪道開挖如圖1-施工現場平面圖所示。

圖1  施工現場平面圖

Fig.1  construction site plan

結合圖1，根據該施工現場平面圖，通過計算可以得知：

區域1：

邊坡施工段坡比為1:0.50，邊坡長度為13.30 m，水平碎落臺寬度為2.00 m。

區域2：

①    高邊坡施工段坡比為1:0.75，邊坡坡長為39.70 m，無碎落臺，屬于高邊坡預裂爆破施工。

②    溝槽開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待爆破成型的燕尾槽。

對于該種類型的水利工程，預形成優良的爆破效果，在施工過程中，需從以下幾個方面加強管理。

3.1 預裂爆破鉆孔要求

預裂施工中，在鉆孔施工過程中必須做到定位準、方向正、角度精，嚴格按照施工圖的要求，結合實際的地勢地形確定合適的開口位置，對于直線預裂孔，鉆后炮孔投影需在同一平面內，對于扇形面鉆孔，鉆后炮孔圓弧面方向點必須在同一同心圓上，對于高邊坡鉆孔施工，因受鉆機鉆桿重力及軸向壓力的作用，爆后預裂面常出現一定數值的超欠挖，對于高邊坡爆破，為了避免出現嚴重的貼膏及超挖現象，在預裂孔開口之前，需對鉆孔傾角進行角度修正。

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為直線銜接，以漸變線或圓弧變化過度的情況較少，而以直角銜接方式的尤為常見。在施工過程中，導向孔的布置與施工，需根據巖石性質、鉆機性能參數、成孔要求、施工要求綜合評定而確認。

3.3 建基面施工要求

在開挖接近建基面基礎時，為了降低爆破作用對預留基礎層的擾動作用，需采用保護層開挖模式進行施工。

依據實際需要，需采用不同鉆孔施工模式，使其適應于開挖需求，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，為了避免欠挖的現象出現，在0平面開口處通常以向下傾斜的方式進行鉆孔，但孔底距±0.00平面的垂高不得大于允許超挖值。

4  質量控制方法

針對該水利水電工程的施工要求，采用如下管控手段進行控制^[5]。

（1）通過系列預裂爆破試驗^[6]，確定在各級巖石條件下預裂炮孔的堵塞段長度、孔徑、孔距、線裝藥密度及不偶合系數之間的關系。

（2）通過主體爆破試驗，調整選定最合理的爆破參數。減小爆破對周邊環境的影響，降低爆破對周邊建筑物的破壞，避免根底，降低大塊率；爆堆滿足機械裝車條件。

（3）通過保護層開挖爆破試驗，調整選定最合理的爆破參數，避免爆破對建基面地質條件的破壞。

（4）通過爆破破壞范圍試驗，監測爆破區對爆區底部和四周保留巖體的破壞情況，確定巖體保護層厚度或需要獲得的其他有關數據；監測爆破對建筑物或防護目標的破壞影響，判斷它們的安全性，為調整爆破參數和控制爆破規模提供依據。

（5）通過爆破地震效應試驗，監測確定適用于施工場地地形地質、巖體特性和爆破條件的爆破振動參數傳遞規律的經驗公式，以用來進行預報和控制；監測建筑物或防護目標及基礎面上的爆破振動參數的量值，配合爆破破壞范圍試驗，判斷它們的安全性，為調整爆破參數和控制爆破規模提供依據。

5  控制過程

通過試驗，確定如下相關參數。

5.1 鉆孔直徑的確定：

主爆孔采用Tamrock液壓鉆機進行鉆孔，鉆頭直徑為75 mm；預裂孔采用QZJ-100B潛孔鉆機^[7]，鉆頭直徑為89 mm；建基面光爆孔采用YT-28氣腿鉆機進行鉆孔，鉆頭直徑為38 mm。

在鉆進過程中，每隔2 m對鉆孔角度進行一次校核，出現偏差及時調整。由于地質原因不宜鉆進、卡鉆或不易成孔時，及時修改或找出替代方案。

5.2 預裂爆破的相關參數的確定：

線裝藥密度:根據經驗公式：

（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為巖石極限抗壓強度，MPa。

取值范圍如下：

鉆孔直徑:根據擴孔經驗系數Ψ確定，Ψ與巖石級別有關的系數。

5.3 鉆孔間距

根據間距系數（鉆孔間距a與鉆孔直徑D的比值a/D）確定。a/D的經驗取值8~12，巖石越堅硬，取值越小。

5.4 不偶合系數

孔徑與藥包直徑的比值D/d， 2≤D/d≥5，巖石越堅硬，取值越小。

通過對鉆孔、爆破、挖掘等工序嚴格控制，結合現場實際情況，選用適當的爆破機具與爆破參數，嚴把質量關，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  區域1爆破挖掘后效果圖

Fig.2  area 1 effect diagram after blasting excavation

圖3  區域2爆破挖掘后效果圖-a

Fig.3  area 2 effect of blasting excavation Fig. -a

圖4  區域2爆破挖掘后效果圖-b

Fig.4  area 2 effect diagram -b after blasting excavation

6  結束語

經過實踐得知，嚴密合理的方案，精心嚴格的管理，使爆破工程達到了預期的效果^[8]，滿足了施工要求，得到了業主方的肯定和贊譽。

參考文獻：

[1]  高月.施工質量管理在水利工程項目中的應用研究[D].大連海事大學,2017.

[2]  黃強.水利樞紐工程項目建設管理研究[D].廣西大學,2018.

[3]  張文煊.大型地下廠房開挖爆破振動破壞特性研究[D].中國科學技術大學,2008.

[4]  本社.水電水利工程爆破施工技術規范[M].天津大學出版社,2002.

[5]  陳士超.水利水電工程施工質量的管理與控制探究[J].科技創新與應用,2018(34):193-194.

[6]  胡銀林.水介質對預裂爆破效果影響的試驗研究[D].遼寧科技大學,2018.

[7]  張強.風動潛孔錘鉆機在水利水電工程中的應用[J].地質裝備,2013,14(05):39-41.

[8]  梁志杰.水利水電工程施工難點及施工技術要點[J].南方農機,2018,49(22):105.