別必操

（中國(guó)水利水電第四工程局有限公司 西寧 810001）

王玉芳

（青海省水利水電工程局有限責(zé)任公司 西寧 810001）

1 概述

預(yù)裂爆破就是在正式開挖之前，預(yù)先沿著設(shè)計(jì)的輪廓線爆破出一條一定寬度的裂縫，以保護(hù)保留區(qū)的巖體。預(yù)裂爆破技術(shù)作為水工建筑邊坡開挖的施工手段，在國(guó)內(nèi)外已被廣泛應(yīng)用，爆破參數(shù)選擇合理的預(yù)裂爆破可以減小爆破震動(dòng)對(duì)保留巖體的破壞，使開挖邊坡面平整和穩(wěn)定。水平預(yù)裂爆破技術(shù)是在邊坡預(yù)裂爆破基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的適用于水平建基面開挖的一項(xiàng)新的施工方法。

2 爆破試驗(yàn)

2.1 保護(hù)層厚度確定

根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)類比法及《水工建筑物巖石基礎(chǔ)開挖施工規(guī)范》確定保護(hù)層的厚度，主要考慮上層梯段爆破的藥卷直徑，即堅(jiān)硬巖體取藥卷直徑的20倍、中等堅(jiān)硬巖體取藥卷直徑的30倍、軟弱巖體取藥卷直徑的40倍，試驗(yàn)時(shí)保護(hù)層厚度取30D=30×80mm=2.5m。

2.2 爆破參數(shù)選擇

試驗(yàn)區(qū)為導(dǎo)流洞進(jìn)口明渠，巖石屬花崗巖，介于強(qiáng)風(fēng)化與弱風(fēng)化之間，節(jié)理裂隙較發(fā)育。

水平預(yù)裂爆破參數(shù)選擇如下：

a.孔徑。因?qū)Я鞫闯隹诿髑装灞Ｗo(hù)層開挖不具備大型設(shè)備施工條件，選用手風(fēng)鉆開挖，鉆頭直徑取42mm，故孔徑為44mm。

b.孔深。考慮鉆機(jī)性能、施工質(zhì)量和進(jìn)度，選取4m。

c.孔距。根據(jù)瑞典古斯塔夫松經(jīng)驗(yàn)公式E=a/D=7.8～12.5，考慮到巖體強(qiáng)度較低，地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜，要求取最小值，但施工工期較緊，要求取最大值。兼顧兩者之間的關(guān)系，確定E=0.91，故孔間距a=0.45m。

d.不偶合系數(shù)。根據(jù)國(guó)內(nèi)外工程經(jīng)驗(yàn)，以n=D/d=2～5為佳，試驗(yàn)時(shí)取n=2.2。

e.線裝藥密度。按經(jīng)驗(yàn)公式 Q線=0.36〔Q壓〕0.30a0.67，綜合考慮巖體的特性，試驗(yàn)時(shí)Q線取100g/m，因鉆孔為水平方向，上部覆蓋厚度基本相同，故不考慮底部加強(qiáng)藥量。

通過(guò)以上分析和計(jì)算，水平預(yù)裂爆破試驗(yàn)的參數(shù)取值見表1。

表1 水平預(yù)裂爆破試驗(yàn)參數(shù)

2.3 施工方法

采用手風(fēng)鉆鉆孔，鉆孔下傾角控制在1°以內(nèi)，裝藥采用不偶合間隔裝藥型式，用竹竿固定導(dǎo)爆索與藥卷裝入孔內(nèi)。爆破孔采用直孔底部距預(yù)裂面0.5m，間排距為1.2m×1.0m，爆破孔內(nèi)裝準(zhǔn)32藥卷，單耗量取0.45kg/m3，起爆網(wǎng)絡(luò)采用孔內(nèi)微差非電導(dǎo)爆管爆破網(wǎng)絡(luò)，爆破孔與預(yù)裂孔時(shí)差取100ms。

2.4 爆破效果

爆破出渣后對(duì)爆破效果進(jìn)行檢查，殘留半孔率為95%，半孔爆破裂隙長(zhǎng)度小于20cm，用地質(zhì)錘錘擊預(yù)裂面，巖體無(wú)空聲、啞聲現(xiàn)象。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，監(jiān)理、設(shè)計(jì)、地質(zhì)單位同意使用水平爆破預(yù)裂與小梯段爆破相結(jié)合的施工方法，進(jìn)行保護(hù)層一次開挖。出渣時(shí)為防止設(shè)備在裝渣過(guò)程中破壞預(yù)裂面，要求留0.2m石渣用人工清理。

3 水平預(yù)裂爆破技術(shù)的實(shí)際運(yùn)用

3.1 鉆孔設(shè)備

水平預(yù)裂孔的鉆孔設(shè)備根據(jù)不同的施工部位選用了D7液壓鉆機(jī)（寬度在4～10m的平臺(tái)、馬道）、100B鉆機(jī)（寬度在10m以上的平臺(tái)、馬道）、手風(fēng)鉆（寬度在4以內(nèi)的平臺(tái)、馬道）等鉆機(jī)，孔徑分別為準(zhǔn)76、準(zhǔn)89、準(zhǔn)44。

3.2 爆破參數(shù)

根據(jù)與水平預(yù)裂爆破試驗(yàn)相同的分析和計(jì)算，施工時(shí)采用的爆破參數(shù)見表2。

表2 施工爆破參數(shù)

值得注意的是：?同孔徑孔距取值：堅(jiān)硬、節(jié)理裂隙發(fā)育巖體取小值，反之則取大值；?同孔徑線裝藥密度取值：堅(jiān)硬、節(jié)理裂隙不發(fā)育取大值，軟弱、節(jié)理裂隙發(fā)育取小值。

3.3 爆破效果

a.殘孔炮孔半孔率滿足規(guī)范要求。

b.相鄰兩孔平整度基本控制在15cm以內(nèi)。

c.基巖面超挖值90%部位控制在20cm以內(nèi)。

d.基礎(chǔ)面巖石彈性波測(cè)試采用鉆孔與面波兩種測(cè)試方法，測(cè)試結(jié)果滿足技術(shù)要求。

4 存在的問題

a.預(yù)裂鉆孔精度控制需進(jìn)一步加強(qiáng)。

b.殘留半孔在藥卷部位局部留有爆破裂隙，裝藥型式需進(jìn)一步改進(jìn)。

c.對(duì)于節(jié)理裂隙發(fā)育和軟弱巖體，效果較差，應(yīng)預(yù)留0.2～0.3m左右的撬挖層。

d.根據(jù)巖石的變化情況應(yīng)及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)。

e.出渣時(shí)，為防止設(shè)備在施工過(guò)程中破壞預(yù)裂面，應(yīng)保留厚度不小于0.2m石渣，用人工清理。

5 結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)，水平預(yù)裂爆破技術(shù)在大中型水電站巖石基礎(chǔ)面開挖中已越來(lái)越多的被采用，相對(duì)于常規(guī)保護(hù)層開挖方法而言，只要爆破參數(shù)選擇合理，采用水平預(yù)裂爆破技術(shù)的方法進(jìn)行施工，開挖質(zhì)量更能得到保證，大多數(shù)部位要比常規(guī)保護(hù)層開挖快，并且工程成本相比較要低。實(shí)踐證明：水平預(yù)裂爆破技術(shù)取代常規(guī)保護(hù)層開挖方法是可行的，并且大有發(fā)展空間。