藏木水電站基坑開挖梯段爆破試驗

張微微

(中國水利水電第八工程局有限公司，湖南 長沙410004)

西藏高原地區海拔高、空氣稀薄、氣候干燥，在此特殊氣候條件下進行水電工程開挖施工，選用最優爆破參數既能保證開挖質量，同時良好的爆破塊度也可以提高機械開挖效率，加快施工進度。確定同類巖體特性在高海拔、空氣稀薄、氣候干燥等特殊氣候條件下的K值與α值，在開挖過程中進行控制爆破，降低爆破振動效應，對保證相鄰建筑物安全穩定具有重要指導意義。

1概述

藏木水電站位于西藏自治區山南地區加查縣境內，為二等大(2)型工程，開發任務為發電，無航運、漂木、防洪、灌溉等綜合利用要求。壩后式廠房內安裝6臺85 MW發電機組，總裝機容量510 MW。藏木水電站工程規模大，地處海拔高、空氣稀薄、氣候干燥，施工環境惡劣。壩址兩岸山體雄厚，地形較完整，河谷深切呈“V”字型，谷坡陡峻，兩岸大多基巖裸露，河邊分布少量漫灘，下游坡腳及局部斜坡地帶分布少量崩坡積塊碎石土，階地不發育。壩址區巖性單一，出露的基巖為燕山晚期～喜山期花崗巖(γ5-63)，巖石類型為二長花崗巖，塊狀～次塊狀結構。據巖石磨片鑒定：巖石組分中石英含量25%，鉀長石含量>40%，斜長石含量>30%，黑云母含量2%，含少許細粒磁鐵礦，與蝕變黑云母共生。

2試驗目的

1)確定藏木水電站基坑開挖巖體的合理爆破參數，保證開挖施工質量；

2)確定藏木水電站基坑開挖巖體的爆破振動效應參數(K，α值)，合理控制最大爆破單響藥量，以避免對保留巖體的破壞及相鄰永久建筑物的影響；

3爆破試驗地點及參數選定

3.1試驗地點選擇

為確保爆破試驗所得成果能夠滿足施工需要，試驗選擇在與施工部位地質情況大致相同且具有代表性的部位進行，結合二期基坑開挖施工實際情況，爆破試驗地點分別選擇在消力池開挖區EL3233.00～EL3222.00；左岸壩基左側7號開挖區31號塊EL3234.00～EL3222.00；消力池開挖區EL3238.00～EL3226.00，壩軸0+101、0+138.6，上下游0+94.7、0+139；消力池開挖區EL3238.00～EL3226.00，壩軸0+99.3、0+128.2，上下游0+66.3、0+102.1四處進行。這些部位巖體除表層部分破碎外，內部巖體均為弱卸荷、弱風化及新鮮～微風化二長花崗巖，巖質堅硬，巖體較完整，強度較高，均一性較好，滿足爆破試驗所需條件要求。

3.2爆破器材

梯段爆破炸藥為φ90乳化炸藥，鉆孔直徑φ115 ，雷管為2段、5段、15段非電毫秒雷管及8號電雷管。

3.3爆破參數擬定

基坑梯段爆破試驗共進行4組，各組試驗初擬爆破參數見表1。

表1各次爆破試驗爆破參數表

4爆破振動數據檢測

4.1測點布置

本次爆破試驗共計18個測點，每點測三向(垂向，徑向，切相)。由于爆破測點位置基本上處于同一平面，相對間高差1～3 m，具有一定的高差，但是不會具備高的高差效應，所以從宏觀角度將其視為同一水平面之上。此報告中所有爆破區均處于基坑中，測點則按照距離不規則方式分布于基坑和基坑邊沿。

爆破振動記錄儀為24位A/D高精度的爆破測振儀，可以完全保證測量數據的精度。儀器中的智能模式能為測試過程自動選配儀器量程、觸發門檻值以及足夠的采集時間，可以完整記錄整個爆破過程所產生的地震波波形。

表2爆破振動測點位置表

注：①地表情況中的坡積為半坡上的半巖石半積土，積土為全是泥土；②表中“距離”為測點到測點之間的距離，相對位置為測點到爆破區域中心的位置；③表中高差為0，表示測點與爆區中心無高差。

通過現場條件和爆破監測的要求，每一個測點上放置一臺M20型智能爆破測振儀和一只三軸向速度傳感器(傳感器頂面的X方向箭頭對準爆破中心)。傳感器托盤采用石膏粉(石膏粉加水攪拌，十分鐘后凝固)固定于預先筑好的平臺上。使用水平尺將傳感器安裝在水平位置。為了得到準確的數據和保護設備的安全，相對較近測點上的設備全部用兩個油桶鋼罩蓋住[1]。

4.2測點處理

爆破振動測試點的測點三軸向速度傳感器盡量安裝在巖石上，若巖石上不平整，則需要先在巖石上做好水泥平臺；如果條件不允許在巖石上安裝，則必須將傳感器在安裝之前安裝點上挖深40 cm，并作40 cm厚的水泥砂漿處理，使傳感器能接收到真實的振動信號[2]；等待水泥平臺完全干燥并確定平臺與巖石或者沙土完全一體(無明顯大裂縫，無大塊水泥塊掉落，用力敲打無松動)，最后將傳感器底面用石膏粘在平臺上。若石膏調和太干，需加水重新調和；若調和太稀，則需粘好后用干石膏粉灑在裸出部分，使其快速嗆水，利于石膏干燥。

在傳感器安裝位置上有多個面，如地面和側面，則可以再用石膏粘住側面部分，保證了傳感器以最好的方式接受振動波形[3-5]。所有測點的平臺處理于爆破時間前3～10 h處理，保證了與地基部分的連接穩固和平臺的干燥。所有傳感器用石膏固定在平臺、墻體上或者其他堅固物體上。

傳感器帶有用空氣泡的水平尺安裝在平臺上后，每個測點用不銹鋼罩將傳感器和采集器罩住以免被飛石砸壞。因為測點1和測點2距離爆破區域較近，還特地采用半個油桶做2次覆蓋，其他各點使用不銹鋼盆蓋住，最大限度的保護設備，保護數據。

5檢測結果分析

本次爆破測試中，4條測線共18個測點的所有傳感器輸出的振動過程信號均被記錄儀記錄到，數據獲得率為100%。檢測結果見表3。

表3質點振速檢測結果表

公式中的Q為藥量；V為垂直向振動速度值；R為各測點到爆破中心的距離。

6結語

1)4組爆破試驗爆后均能滿足現場施工設備裝渣、出渣施工要求，但是從爆后爆渣塊徑大小及均勻程度第三組爆破效果更佳，其爆后大塊較少且塊徑均勻，更適合挖裝機械出渣施工，因此推薦爆破參數如表4。

表4推薦爆破參數表

在今后的爆破開挖施工中可以參照本爆破施工試驗推薦的參數進行，在具體實施過程中應根據實際地質情況做適當調整，以期得到最佳的爆破效果。

2)爆破振動檢測數據顯示的是一個良好的衰減規律，符合爆破測試的變化趨勢，具體部位最大單響按照《安全質點振動速度》規定，由試驗得出的K=84.44，α=1.05計算確定。