水利水電明挖工程的爆破開挖技術

摘 要：水利水電施工中必不可少的一項必要措施就是爆破，尤其是在明挖石方工程中，爆破施工是目前為止施工速度最快的石方施工方法。但是在曝破過程中必須對其技術進行精準控制，因為爆破技術控制好可以加快施工進度，控制不好將會造成無法彌補的災難后果。

關鍵詞：水利水電；明挖工程；爆破開挖技術

引語

由于水利水電施工往往都要在叢峰峻嶺之中施工，因此施工過程中面對的都是極其堅硬的巖石，而且由于地勢、地形等因素的影響，極不利于施工作業的展開，并且人工鑿巖不僅效率低下、進度緩慢而且危險性極高，所以，目前我國的水利水電施工的初期工程幾乎全部使用鉆爆的施工方法進行。鉆爆的施工方法雖然可以較快完成施工任務，但是在鉆爆的過程由于對爆破的控制目前仍無法達到百分之百的準確，所以在施工過程中存在著一定的風險因素。尤其是在爆破施工過程中必須注意施工人員的生命安全，同時應盡可能的保證設計中的預留的巖體的完好無損。爆破開挖技術通常采用光面爆破一次開挖的技術，利用手持式鑿巖機鉆孔，使用非電毫秒差起爆系統起爆。在實際的爆破過程中常常會遇到由于復雜的地質條件而導致的爆破開挖施工的種種問題。其中包括山體的內部的暗流、山體的外表雖然堅硬，但是內部破碎程度較為嚴重，爆破使得預留巖體部分損失殆盡等較為棘手的問題。

1 明挖工程的爆破開挖

1.1 梯段爆破

所有的爆破工作都有大的原則，在水利水電明挖工程的爆破開挖中的一個大的原則就是必須保證基底層的土壤不被擾動或者是擾動程度最小。在這樣的大原則的要求之下，爆破的進行就必須按照自頂向下的梯段爆破方法進行施工，并且在施工過程中必須根據每次爆破的結果調整鉆孔的深度與爆破用量，既要保證快速精準完成爆破任務又要使得對地層的擾動影響度最小。

1.1.1 最大一段起爆藥量

為了控制爆破事故的發生，為了使得爆破施工處于安全范圍之內，因此，國家專門對爆破開挖提出了一個最大一段起爆藥量的限制。國家規定，在梯段爆破工作過程中，最大的一段起爆藥量必須控制在500kg以內，當爆破施工梯級下降到鄰近基層與邊坡時，必須將其控制在300kg以內。當爆破點與某建筑物或必須加以防護的區域較近時，具體的爆破藥量必須進行最為保守的調整，必須保證既有建筑與必須加以保護的區域的安全。在爆破過程中，受影響的范圍絕對不僅僅限于崩落的巖體的范圍，這一點爆破施工人員必須加以注意，爆破的能量在爆破的瞬間會向外呈波狀擴散，雖然能量逐漸減弱，但是對周圍還是會產生一定的影響。因此，當周圍有必須保護的區域時必須切實做好對這種影響的評估，以精確控制起爆藥量。此外，還必須在爆孔的爆區最外緣的10m處設置測震儀，對爆破引發的巖石質點振動速度進行測量。這個數值應控制在10-20cm/s之內為宜。

1.1.2 保護層厚度

為了確保爆破不對底層產生影響，在實際的爆破施工過程中通常都會在基層預留一段保留空間，并且在預留空間的下部增加一道保護層，這樣就可以使得在預留空間與保護層的共同保護之下，基礎地層不被意外破壞。保護層的厚度與被保護的地層的完好程度成正比，但是在具體的爆破環境中還需要通過爆破實驗來確定保護層的具體厚度。

1.2 平地掏槽爆破

爆破開挖過程中還會遇到需要按照規定的輪廓與形狀垂直向下爆破開挖的情況，這種爆破開挖的技術就被稱為平地掏槽爆破。比如水電廠的集水井、水電廠的泄水閘的齒槽等就需要采用這種方法進行爆破開挖；比如梯段爆破時也需要掏槽爆破，因為必須以巖體上形成臨空面；比如在基坑之中鋪設施工運料用的道路，也要采用這種平地掏槽爆破法漸漸深入到基坑的最底處的施工面。掏槽形狀、輪廓尺寸直接影響著掏槽爆破一次爆破的深度，一般來說平面尺寸與深度成正比。鑒于掏槽爆破的震動影響和破壞范圍較大，所以一次掏槽深度應該控制在3-4m內，盡量不要超過5m。

1.2.1 群孔平地起爆

如果槽挖深度小于2m，一般就采用這種方式進行爆破。炮孔內一般要布置即發雷管同時起爆。為了取得更好的掏槽效果。孔深應該保持在等于或略大于槽深的范圍內，孔、徘距則大概控制在孔深的一半左右，耳單位耗藥量應大干1.3kg/m2。這種方式施工工藝簡單。這種方法的特點是方法簡單，強度大，但是因為沖擊力較強，難以掌握尺度。

1.2.2 由淺至深掏糟爆破

一般來說，基坑施工道路主要采用由淺至深的掏槽爆破。當掏槽深度符合設計梯段高度后，就運用梯段爆破開挖此高程以上的部位，同時按施工布置繼續進行掏槽爆破下降施丁道路到下一層。

1.2.3 中心掏槽爆破

如果工程的槽挖深度在3-1m之間。開挖平面尺寸相對較大時，則應該采用中心掏槽方式爆破，這樣的效果更好。中心掏槽佰孔和起爆順序有多種形式，如中心布置垂直孔，孔內布置高威力炸藥等方式。

1.3 保護層爆破

水利水電的特殊性對建筑物地基質量的要求比較高，為了避免水平建基面巖體產生大量爆破裂隙。使節理裂隙、層面等弱面明顯惡化，巖體的完整性遭損壞等不利情況。大多數水電工程通常都采用保護層法開挖緊鄰水平建基面的巖石。具體的爆破方法有以下幾種：

1.3.1 保護層一次挖除爆破方法

保護層一次爆除最基本的方法是孔間微差小梯段爆破。在使用這種方法的過程中，不僅要注意在考慮使用小直徑藥卷和耦合裝藥結構降低爆破震動效應，并減小炮孔底部爆破影響的范圍，還要注意對待多孔平地爆破方式的影響；注意盡量擴大保護層爆破的孔網參數，減少炮孔的數量。

1.3.2 淺孔松動爆破配合水平光面爆破或水平預裂爆破采用水平光面爆破或水平預裂爆破一次爆除保護層可以有效的保證建基面平整，減少超欠挖工程量。同時，這兩種方法對地基的不良影響小。影響爆破程度以及方法選擇的因素有施工對象的各項條件，也有主觀的人員安排與現有條件的影響，這要求在掌握爆破技術的同時擁有獨立的判斷能力，采用負責任的態度選擇適合于當前情況的爆破工藝。

1.4 建筑物邊坡開挖爆破

1.4.1 預裂爆破

預裂爆破工作一般是在主要爆破工作前進行的。工序是在總輪廓上產生密集的炮孔，造成一串成形的串孔。這能夠將需要保留和需要移動的區域分別開，這層串孔能夠保證爆破工藝的范圍，不過界，并保護保留層，使爆破的沖擊得到緩和，不至于造成邊緣傷害，有效的保護邊坡輪廓面的完整。

1.4.2 光面爆破

光面爆破工作針對的是地下作業。使用預裂的方法能夠保證巖壁的完整性，這能夠減輕爆破產生的沖擊波，造成不必要的傷害，預裂爆破可一次形成高邊坡壁畫。而平常的運用中可以較為靈活地掌握層次以及厚薄程度，完成時間較快。

2 結語

爆破工藝是非常必要的，也是具有危險性的工作，能夠保證工作順利進行，也可能造成安全隱患，所以，在水利水電事業中，應當充分了解爆破工藝的內涵及方法，應當掌握分寸，注意安全，將各種因素考慮全面。在方案的選擇上將必要的爆破與必要的保護結合起來完成選擇。

參考文獻

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[2]徐存東編著.水利水電建設項目管理與評估[M].北京：中國水利水電出版社，2006.