馬建勇，馬玉增

（中國(guó)人民武裝警察部隊(duì)水電第一總隊(duì)第一支隊(duì)，河北 唐山 063004）

1 工程概況

呼和浩特抽水蓄能電站位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市東北部的大青山區(qū)，電站共安裝4臺(tái)單機(jī)容量300 MW的水泵水輪發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)1 200 MW。下水庫(kù)攔沙壩土石方開(kāi)挖量25萬(wàn)m3，其中石方開(kāi)挖量約19萬(wàn)m3。壩基左右岸開(kāi)挖高程1 401 m，最低開(kāi)挖高程1 337 m，開(kāi)挖高差64 m，開(kāi)挖坡比 1∶0.5～1∶0.75， 上下游土方開(kāi)挖坡比 1∶1.5、石方開(kāi)挖坡比1∶0.5，開(kāi)挖難度較大。攔沙壩壩址區(qū)的地層巖性主要有呂梁期片麻狀黑云母花崗巖、烏拉山群斜長(zhǎng)角閃巖等和第四系松散堆積物。

建基面開(kāi)挖技術(shù)要求為：開(kāi)挖輪廓線應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求，坡面不平整度為15 cm；采用控制爆破技術(shù)，避免爆破震動(dòng)破壞建基面巖體的完整性，不允許出現(xiàn)爆破影響裂隙；堅(jiān)硬完整巖體坡面超挖控制在20 cm以內(nèi)，不允許出現(xiàn)欠挖。

2 預(yù)裂爆破

2.1 預(yù)裂爆破技術(shù)及效果

攔沙壩建基面開(kāi)挖主要控制爆破震動(dòng)影響和超欠挖兩項(xiàng)指標(biāo)。預(yù)裂爆破就是在正式爆破開(kāi)挖之前，預(yù)先沿著設(shè)計(jì)的輪廓線布置一排平行的炮孔，孔內(nèi)采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，使每個(gè)炮孔既是爆破孔又是鄰孔的導(dǎo)向孔，爆破應(yīng)力波在炮孔周圍產(chǎn)生一些初始的徑向裂縫后在爆破高壓氣體準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力的作用下，使徑向裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展形成一條一定寬度的裂縫，以保護(hù)被保護(hù)區(qū)的巖體免遭破壞。

通過(guò)嚴(yán)格控制鉆孔質(zhì)量和裝藥結(jié)構(gòu)、藥量，可使預(yù)裂爆破達(dá)到以下效果：在開(kāi)挖輪廓面上，殘留炮孔痕跡均勻分布；節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖體殘留炮孔痕跡保存率達(dá)到80%以上，較發(fā)育和發(fā)育的巖體達(dá)到50%～80%，極發(fā)育的巖體達(dá)到10%～50%；相鄰兩炮孔間巖面的不平整度不大于15 cm，炮孔壁無(wú)明顯爆破裂隙。

2.2 施工流程及工藝

攔沙壩預(yù)裂爆破施工工藝流程為：測(cè)量放樣→搭設(shè)鋼管架→測(cè)量校核→鉆孔→裝藥堵塞→聯(lián)線起爆。

（1）測(cè)量放樣。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙開(kāi)挖輪廓線，測(cè)量放樣。

（2）搭設(shè)鋼管架。根據(jù)測(cè)量開(kāi)口線，結(jié)合開(kāi)挖坡比，距離開(kāi)口線10 cm用手風(fēng)鉆鉆孔，人工安裝φ32 mm、長(zhǎng)0.6 m、入巖0.5 m的錨桿，固定控制鉆機(jī)方向、傾角的豎桿；再根據(jù)設(shè)計(jì)坡面開(kāi)挖坡比，適當(dāng)調(diào)整鉆孔傾角，為了避免出現(xiàn)欠挖，實(shí)際鉆孔傾角大于設(shè)計(jì)傾角約0.5°，測(cè)量人員在鋼管架的豎桿上標(biāo)記出鉆機(jī)就位部位高程，再搭設(shè)橫桿，最后，利用斜支撐將鋼管架固定，保證鉆機(jī)在鉆孔過(guò)程中不移位。

（3）測(cè)量校核。鉆機(jī)在鋼管架操作平臺(tái)上就位后，測(cè)量校核鉆機(jī)的方向、傾角，并對(duì)鋼管架操作平臺(tái)進(jìn)行局部微調(diào)，合格后才能實(shí)施鉆孔作業(yè)。

（4）鉆孔。①孔徑。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，不耦合系數(shù)（即鉆孔直徑與藥卷直徑的比值）一般不宜小于1.5～2.0，否則不能保證預(yù)裂輪廓的質(zhì)量。采用100B型潛孔鉆鉆孔，孔徑90 mm，藥卷直徑32 mm，不耦合系數(shù)為2.812 5，滿足預(yù)裂輪廓質(zhì)量要求。②孔深。為了控制鉆孔質(zhì)量，減少底部超挖量，結(jié)合鉆機(jī)最佳施工效率，孔深一般控制在10 m以內(nèi)。③傾角、方向。根據(jù)設(shè)計(jì)開(kāi)挖面坡比，結(jié)合施工工具滿足的條件，搭設(shè)的鋼管架方向沿著測(cè)量放樣的方向，傾角大于設(shè)計(jì)開(kāi)挖傾角約0.5°，既保證了開(kāi)挖質(zhì)量又滿足了施工需要。④間距。經(jīng)計(jì)算并結(jié)合以往爆破經(jīng)驗(yàn)，鉆孔間距取0.8 m。在鉆孔過(guò)程中，用地羅盤(pán)儀時(shí)常校核鉆孔的方向、傾角，出現(xiàn)偏差要及時(shí)調(diào)整，嚴(yán)格控制鉆孔孔深，孔深誤差不大于10 cm。

（5）裝藥堵塞。巖石的極限抗壓強(qiáng)度取45～50 MPa，炮孔間距取0.8 m，根據(jù)長(zhǎng)江水利委員會(huì)長(zhǎng)江科學(xué)院提出的公式計(jì)算得到線裝藥密度為300～350 g/m。以竹片為支撐，導(dǎo)爆索連線，間隔綁扎直徑32 mm的乳化炸藥藥卷，底部1 m增加3倍的藥量，中間間隔20 cm綁扎藥卷，頂部3 m范圍間隔30 cm綁扎藥卷。堵塞長(zhǎng)度一般為1 m，先利用炮棍將塑料團(tuán)送入距離孔口1 m左右的位置，再用土填實(shí)。

（6）聯(lián)線起爆。采用導(dǎo)爆索聯(lián)線，起爆網(wǎng)絡(luò)串聯(lián)，電雷管一次引爆。

3 爆破效果評(píng)析

爆破后檢查預(yù)裂縫，寬度為0.5～1 cm；出渣后檢查建基面，結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可以看出，巖體完整性良好，無(wú)爆破裂隙，坡面不平整度均小于15 cm，殘留炮孔痕跡均勻分布，保存率超過(guò)85%，爆破效果良好。

表1 攔沙壩建基面爆破效果檢查結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

采用預(yù)裂爆破技術(shù)斜坡開(kāi)挖建基面效果良好，值得在永久邊坡和建基面開(kāi)挖中推廣應(yīng)用。在施工過(guò)程中，要嚴(yán)格控制各工序施工質(zhì)量，以保證開(kāi)挖質(zhì)量。