分析石方开挖边坡预裂爆破

以金沙江溪洛渡水电站左岸坝肩槽开挖为例，分析预裂爆破在控制爆破开挖对建基面的影响中起到的效果。以下是由查字典范文大全为大家整理的分析石方开挖边坡预裂爆破，希望对你有帮助，如果你喜欢，请继续关注查字典范文大全。

摘要：预裂爆破在大规模的石方爆破及边坡开挖中运用的较为广泛。本文以溪洛渡水电站左岸坝肩槽开挖为例，分析了施工过程中通过从爆破参数的确定、钻孔、装药、联网、起爆等工序的科学控制，将边坡开挖平整度及超欠挖控制在要求的范围内，从而取得了预期的爆破效果。

关键词：石方开挖;预裂爆破;高边坡;爆破参数

1引言

预裂爆破，即在进行石方开挖时，为了保护设计边坡不受到破坏，在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，以缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制其对保留岩体的破坏影响，使之获得较平整的开挖轮廓。本文以金沙江溪洛渡水电站左岸坝肩槽开挖为例，分析预裂爆破在控制爆破开挖对建基面的影响中起到的效果。

2工程概况

金沙江溪洛渡水电站工程是我国西电东送中线的骨干电源之一，左岸坝肩槽EL610m～EL400m边坡大部分位于微新Ⅱ级和弱风化下段Ⅲ1级岩体上，最大高度为210m，开挖坡比为1：0.43～1：1.78，开挖梯段高度10m，边坡无马道。边坡预裂爆破开挖工程量：预裂总面积110527m2，预裂孔总长度138158m，爆破孔总长度194885m。

3坝肩槽开挖爆破施工方案

坝肩槽预裂孔主要采用100B钻机造孔，为保证施工质量，100B钻机的钻杆采用φ60钻杆，以减少造孔时因钻杆下沉引起的孔深挠度过大造成的孔深方位偏差。因EL610m～EL400m边坡开挖梯段高度为10m分层的变坡开挖，各梯段间无马道，目前钻机设备无法完成这样的体型开挖，故根据坝肩槽开挖允许的偏差要求，采取预裂孔采用超欠平衡法施工，即在孔口处欠挖20cm，孔底处超挖20cm。如图所示：

当建基面坡比缓于1：0.8时，由于100B钻机造孔的孔深挠度增大，造孔精度减小，故对于该部位的造孔采用预留保护层，手风钻二次预裂爆破的方法施工。建基面预留3米保护层，保护层以外采用液压钻或CM-351潜孔钻机造等差孔先行爆除，之后采用手风钻每3米一层进行爆破开挖。

对于陡缓边坡相接处的开挖：当相邻建基面变化由陡变缓时，考虑预裂缝底部的延伸，在孔底预留0.3～0.5m的保护层;当相邻建基面变化由缓变陡时，孔底可不留保护层钻至设计高程。当一次预裂到设计开挖线底线时，预裂炮孔比梯段炮孔短5倍孔径(一般0.5m);当不能一次预裂到设计开挖底线时，预裂炮孔与梯段炮孔超深相同。缓边坡造预裂孔之前，用手风钻在缓边坡上开挖出能放置100B钻机的空间，之后用100B钻机造预裂孔。最后在每梯段开挖完成后使用手风钻将梯段间的小错台修顺。

在EL560m～EL430m高程段施工时，因为同层开挖面上下游距离较大，在前后分区的同时，还需采用同层分区开挖爆破施工，按照坝肩开挖分区原则，每一层相邻的两个爆破区之间要增加一排施工预裂孔，施工预裂孔孔间距1.0m，可采用CM-351钻机造孔，装药要求与预裂孔相同。通过增加施工预裂孔，合理划分放炮分区，以利于爆破区域的划分并为下一区的开挖爆破创造好临空面，从而得到好的爆破效果。

预裂爆破钻爆参数设计：

①孔距：

根据一般经验公式孔距a=(8～12)d

式中：d--孔径，m;此处为0.09m

故孔距应为0.7m～1.1m。

② 线装药密度Q：

根据该处地质情况，参照长办长科院经验公式：

Q=0.042Rb0.5a0.67

式中：Q--线装药密度，g/m

Rb--岩石单轴抗压强度，约为210～330Mpa，这里取250 Mpa。

a―孔距，m

由此可知，Q=0.47～0.71kg/m

在未进行爆破试验得出最优化参数前，根据类似工程经验，孔距一般为0.7～0.9m;初拟预裂孔线装药密度约为0.35～0.65kg/m进行爆破试验，在施工过程中通过爆破试验进行确定和进行调整。

4钻孔爆破施工工艺

4.1预裂孔

(1)造孔

预裂孔孔径φ90mm，采用100B钻机钻机造孔，间距不大于80cm。

(2)装药

一个梯段造孔全部完成时进行装药，均采取人工装药，选用φ32mm和φ25mm的乳化炸药，采用不耦合空气间隔装药结构。

线装药密度：底部1m加强段2.8kg，中部线装药密度为350g/m，孔口有1.5m药量减弱段线装药密度为中部的1/2，堵塞长度为1m，采用岩粉堵塞。

4.2爆破孔

(1)造孔

边坡开挖预裂孔按梅花形布置，间排距3/3.5m×2/3.5m，采用D7液压钻或CM-351潜孔钻造孔，孔径φ110mm。

(2)装药

岩石爆破单位耗药量暂按0.4～0.55kg/ m3考虑，最终单耗根据爆破试验确定。主爆破孔以2#岩石硝铵和乳化炸药为主，采取全耦合柱状连续装药。

4.3缓冲孔

针对高拱坝对建基面质量控制的严格要求，最大可能地减轻对设计边坡的震动冲击，将紧邻边坡预裂面的2～3排爆破孔作为缓冲爆破孔，其孔排距、装药量相对于主爆孔减少1/3～1/2，缓冲孔起爆时间迟于主爆孔最后起爆。

缓冲孔与爆破孔平行，孔间距2.0m，缓冲孔与预裂孔之间的垂直距离控制在1米～1.5米之间，以此来保证建基面受到的爆破扰动最小，采用D7液压钻或CM-351潜孔钻造孔，φ60及φ70乳化炸药，人工装药。

4.4联网、爆破

梯段爆破采用非电毫秒微差爆破网络，非电毫秒雷管采用MS1～MS15 段，电雷管起爆的方式进行。梯段爆破最大单响药量不大于300kg，预裂孔最大单响药量不大于50kg;爆破网络采用孔内延时，孔外接力的非电毫秒网络，对缓冲孔和预裂孔的时差进行控制，既避免由于时差原因而引起的部分缓冲孔拒爆现象，又保证爆破产生良好的二次破碎效果，利于机械出碴，同时也利于爆破过程中预裂缝的良好形成，以降低了质点振动速度。 　　5质量控制措施

针对溪洛渡水电站的开挖爆破施工特点制定切实可行，便于操作的质量控制措施，在质量控制过程中重点强调过程控制，实行工序验收合格证制度，对主要工序都必须由技术人员验收并签发合格证，否则不能进行下一工序的施工。

(1)爆破设计：钻爆作业施工前，技术人员根据设计的开挖体型，开挖分区和施工顺序及施工路的布置，结合现场实际情况进行爆破设计。参数选择根据上一层开挖爆破所揭露的地质情况，分区、段进行参数选定，预裂孔线装药量的调整，并在爆破设计参数表里反应出来。

(2)上钻平台的找平清理：钻孔前对上钻平台进行清理及找平，使岩石面出露，以便于准确布孔及钻机的定位，距预裂孔边线2m范围内，工作面控制在20cm，清除表面的积水、虚渣和松动岩石。

(3)测量放样：预裂孔位测量逐孔进行放点，孔位点与方向点的误差必须在所要求的误差范围之内。

(4)器具检查与校验：

钻孔施工前必须由施工技术员对当班使用的罗盘、量角器及钻杆进行检查与校验，检查合格后方可开钻。

(5)造孔：开孔时采用小冲击少钻进的方法，钻进深度达到10cm，经校验合格后方可正常钻进，以后每钻进0.5m及每一根钻杆都要对钻杆的倾角和方向进行校核，在钻进超过3m以上时，可以每2～3根钻杆校核一次。

(6)终孔检查：每一孔造完以后，应及时清除孔内的石渣及岩粉，并用测斜仪对预裂孔的孔深、倾角及方位角进行检查，合格后在孔口用编制袋进行堵塞，以避免岩粉石渣等杂物落入孔内。对于不合格孔将其用水泥浆进行填塞，进行返工处理。

(7)验收：每一爆破区域孔造完以后，现场技术员进行造孔检查验收，并提交验孔资料和造孔平面大样图。检查结束达到造孔质量要求。共同签发《造孔验收合格证》，进行爆破作业申请工作。

(8)装药、联结爆破网络：严格按照爆破设计进行装药，对于装药结构、网络形式、单孔药量、单响药量要进行严格控制，严格按照爆破操作规程和操作工艺进行操作。

(9)起爆：待网络连接结束并检查无误后，才能准于起爆。

(10)爆破效果分析：对每一次较大规模的爆破，在爆破完毕后，对爆破效果在现场进行分析总结评定并填写评定表格。根据评定表格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。建立开挖爆破技术档案，对于每一次爆破及时进行记录资料的收集、整理、分析、总结并进行归档工作。以不断改进爆破参数，提高爆破施工技术水平。

6爆破效果分析

经过对以上各方面的技术改进和质量控制，对爆破后的各项指标进行评定，开挖平整度控制在15cm以内，半孔率95%以上，超欠合格点数在95%以上，爆破后建基面预裂半孔无裂隙，每个梯段的爆破震动，爆前、爆后声波的衰减率及爆破影响建基面的松弛深度等指标均在控制规定范围之内。

7结论

在溪洛渡水电站坝肩槽EL.610m～EL.400m边坡开挖施工过程中，通过从爆破方案的选择及爆破参数的确定、钻孔、装药、联网、起爆等工序的科学控制，将边坡开挖平整度及超欠挖控制在要求的范围内，从而取得了预期的爆破效果。

参考文献：

[1]李彬峰.潘国斌. 光面爆破和预裂爆破参数研究.爆破.1998

[2]李绍文.预裂爆破技术在路基施工中的应用.广东水利水电.2002

[3]钟冬望.李寿贵.预裂爆破数值模拟及其应用研究.爆破.2001

[4]高天荣.露天矿预裂爆破对边坡的操作研究.铜业工程.2011

作者简介：

许江(1977-)，男，汉，河南镇平人，工程师，就职于中国水利水电第四工程局有限公司，主要从事水利水电工程施工。

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