金哨水庫大壩基礎開挖施工技術

王國輝，孫蘭蘭

（中國水電建設集團遼寧工程局有限公司,遼寧 沈陽 110179）

1 概述

金哨水庫大壩水利樞紐位于渾江干流上基巖全部為輝綠巖，主要為Ⅱ、Ⅲ類巖石體，以三類巖體為主。上部覆蓋層依次為強風化巖，風化巖，弱風化巖。輝綠巖巖質堅硬，裂縫發育完整性較差，但裂隙閉合，其抗壓強度為160～180 MPa，其巖石特性概括起來為硬、脆、碎。

根據巖體的抗壓強度，按理論采用單耗0.57 kg/m3進行了爆破試驗，結果發現：爆堆正常，爆渣較碎，大塊率為3%左右。

巖體的破壞是由爆轟波及爆轟產物引起的，而巖石為抗壓不抗拉的物體（抗壓強度遠遠大于抗拉強度），瞬間對巖石施加一定能量就可使其破壞，一般來講，炸藥量是與巖石的硬度相匹配的，也就是說：巖石越硬其消耗的炸藥就越多，而經過研究發現，對于輝綠巖則不然，這是由于其硬、脆、碎及其節理發育的性質所決定的，爆轟能量以波的形式在介質里傳導，由于單質的輝綠巖較均一，能量削減的會很少。同時由于其節理較發育，橫波與縱波會在節理處相互疊加，致使巖體破壞。

基于此因，將常規的0.57 kg/m3，降低為0.21 kg/m3，進行了爆破試驗。結果發現：爆破后的效果與未降低單耗前相比變化不大，爆破效果良好。

如此一來，既降低了人工材料費和造孔機械費，又使工期大大提前，同時減少了保護層開挖出渣難及施工干擾問題。

2 施工方法

采用自上而下，自左而右分段進行，先進行覆蓋層開挖，再進行巖石開挖。覆蓋層開挖由PC400挖掘機按設計邊坡施工，嚴格按照設計坡比削坡，并使用D85推土機集料，挖掘機裝車，用自卸汽車運至指定棄渣場。巖石開挖采用梯段爆破，巖石坡面采用預裂爆破，主爆區采用深孔梯段微差擠壓爆破，建基面采用保護層開挖及預裂爆破相結合。保護層分三次開挖，第一次挖1.5 m，第二次挖1.0 m，第三次留有0.2～0.3 m的人工橇挖層，在施工過程中根據爆破結果修正爆破參數，嚴格控制瞬間起爆藥量，減少對邊坡和保護層的振動破壞，并嚴格控制邊坡及基巖面的平整度。為保證鉆孔速度和作業效率，選用CM351液壓鉆機2臺，KQL—100B潛孔鉆 以及YT26手風鉆10臺，以適應不同的鉆孔作業需要。

施工中，采用工業巖石硝銨炸藥，非電導爆雷管復式連接起爆，梅花布孔，爆破參數見表1。

3 施工改進措施

3.1 建基面的開挖

金哨水庫大壩只能按照由上至下的開挖順序進行開挖作業，從底部出渣。

表1 爆破參數表

根據該工程輝綠巖巖質硬、脆、碎的特點，采用了垂直預裂的爆破方法，進行臺階建基面的開挖，爆破參數見表2。

3.2 小孔徑預裂爆破裝藥技巧

在左岸壩基巖石開挖中，除基坑的建基面采用保護層開挖外，其它建基面均采用預裂爆破的方法開挖。為增加小孔徑預裂爆破的不耦合系數，裝藥時采取了一些技巧：把直徑為25 mm、長20 cm、重100 g的藥卷，分成兩段。每一段用手捏細成長度為15 cm，藥卷每隔10 cm綁扎一個，這樣既保證了線裝藥密度，又增加了不耦合系數，事實證明：開挖后的坡面殘孔率在80%以上，平整度好。無爆破裂隙。

表2 爆破參數