大寨水庫隧道鉆爆施工淺析

董世平

（四川衡信建設工程有限公司，四川 成都 610000）

大寨水庫位于四川省廣元市昭化區大朝鄉境內、嘉陵江中上游右岸一級支流孟江溝流域。流域內地貌以山地為主，多為礫石、卵石河床，河谷下切較深，普遍呈“V”型，邊灘不發育，對水庫隧道爆破作業造成了嚴重影響。基于上述原因，本文圍繞大寨水庫隧道爆破作業展開分析。

1 工程概況

大寨水庫大壩樞紐位于四川省廣元市元壩區大朝鄉境內的孟江溝上，壩址位于孟江溝與架線溝交匯處上游約150 m處的順直河段，距大朝鄉約4 km，廣元市區約50 km，是一項具有農業灌溉、鄉村供水等綜合作用的中型水利工程，設計灌面約3373 hm2[1]。大壩樞紐工程主要由攔河大壩，泄洪（導流）隧洞、取水（放空）隧洞組成。

大壩采用粘土石渣壩，正常蓄水位777.00 m，相應庫容1035萬m3，死水位751.00 m，死庫容76萬m3，校核水位778.97 m，總庫容1163.47萬m3。

2 隧道鉆爆

2.1 爆破目的和要求

現場用挖機等機械設備對表土進行清理，如遇挖掘不動的，則對其進行鉆孔爆破，采用淺孔臺階松動爆破施工，達到松動巖石的目的，滿足開挖。

（1）要求將開挖區內預定的巖石爆破崩落，爆破后要求形成最終邊坡，嚴格控制邊坡角度，爆破后60%塊度應控制在700 mm左右，以利于巖石的裝運；

（2）爆堆均勻的崩落于爆破堆積場內；

（3）爆破不會對地表建（構）筑物以及周圍的相關設施造成破壞，影響其正常使用。

對于全風化板巖路塹，可采用挖掘機進行開挖，但必須縱向分層或縱向分段開挖。根據勘探提供資料及現場調查，挖方中巖石大多為中風化巖石。對中風化巖路塹，主要采用淺孔城市控制爆破施工，通過技術、安全防護等控制手段將爆破震動、飛石、噪聲、空氣沖擊控在允許范圍內。孤石及超規格粒徑的大塊石采用二次爆破的方法進行破小處理，達到裝車運輸要求。

2.2 起爆形式及耗藥量

采用串并聯電雷管分組起爆。一次性最大起爆藥量為12 kg。根據現場的地質和鉆孔孔徑，深度綜合情況控制單耗藥量在0.18 kg/m3～0.25 kg/m3。預計使用乳化炸藥65 t左右。預計使用電雷管35000發。

2.3 爆破方案及流程

該爆破設計方案為露天爆破方案，其爆破工作量必須適應生產需要，滿足鑿巖爆破，裝巖運輸與爆破作業能力的協調平衡關系。根據爆區地質、地形、地貌的實際情況，爆破施工可分別選擇露天淺孔爆破與隧道爆破兩種方案。

爆破施工必須嚴格按設計和規范要求進行施工，一般順序為:施工測量－標定炮孔位置－鉆孔－炮孔檢查－爆破器材準備－裝藥－連接爆破網絡－布設安全崗哨－炮孔堵塞－起爆信號－起爆－消除瞎炮、處理危巖－解除警戒－爆破效果。

2.4 爆破設計

2.4.1 炮眼數目

炮眼數目影響每一循環的鑿巖工作量、循環進尺和隧洞成型的好壞。工程實施中，按下式計算炮眼數目，再根據具體情況進行調整，以達到最佳效果。

式中:q表示炸藥單耗量，取0.93 kg/m3；s表示開挖面積，s=60 m2；r表示每米長度炸藥的藥量，2號巖石硝銨炸藥r=0.78 kg/m；η表示炮眼裝藥系數，取η=0.7。

經計算，N=102，光面爆破需多增加周邊眼14只，共計116只。

2.4.2 炮眼裝藥量

①掏槽眼

式中:η表示炮眼裝藥系數，取η=0.7；L表示炮眼深度，本工程取2.5 m；r表示每米長度炸藥的藥量，本工程取值0.78 kg/m。

經計算 Q1=1.56 kg，取 Q1=1.5 kg。

②輔助眼

取Q2=1.20 kg。

2.4.3 爆破主要參數

隧道開挖采用光面爆破，以減輕爆破對周邊的擾動，控制超欠挖。周邊眼采用φ25小直徑光爆藥卷，爆破參數見表1；周邊孔間距a=（15～10）d=645 mm～430 mm；密集系數m=a/W=0.65～1.0，XI類可選為 0.8～0.7；最小抵抗線 W=600 mm～400 mm[2]。

表1 光面爆破參數

2.4.4 炮孔布置及裝填結構

①炮孔布置。如圖1所示梅花狀（排距至少3排，施工過程中以3至5排為宜）。

圖1 炮孔布置示意圖

②裝填結構。

圖2 裝填結構示意圖

填塞材料可以選用鉆眼時的廢棄石粉或黃土進行填塞，但使用時必須清理掉材料中的雜草等植物，且保證裝填環境干燥；填料搗實時應使用竹制或木制工具，嚴禁使用鐵制器具；孔眼深度大于6 m時，設置2個導爆管，見圖2。

2.5 爆破作業

2.5.1 鉆眼

鉆機進出掌子面之前，電、風、水等附屬管路必須準確就緒；風鉆按設計規定布置就位、接通，先送水后送風[3]。開眼時，為減少對鉆眼周邊基巖的破壞，宜選用1 m內的短鉆桿，待鉆孔定位并鉆進0.5 m以上后再換長鉆桿。鉆眼布置圖見圖3。

2.5.2 裝藥

裝藥前先清孔，檢查鉆孔是否堵塞或塌孔，然后按設計方案進行裝藥連線；裝藥先上后下，先兩側后中間；裝藥結束應進行安全檢查。

2.5.3 起爆

大寨水庫隧道爆破材料主要有導火索、導爆索、MS1～15段非電毫秒導爆管雷管和8#紙質火雷管；不同鉆孔采用不同的起爆方式:①周邊眼通過導爆索傳爆起爆炸藥:掏槽孔—輔助孔—起爆周邊孔—底孔；②其它眼利用8#紙質火雷管和導火索對非電毫秒導爆管雷管進行引爆，再通過非電毫秒導爆管雷管起爆炸藥。

圖3 鉆眼布置結構圖

2.6 爆破安全

爆破作業必須由持有爆破證的爆破員操作；爆破器材必須符合國家標準，并經過嚴格檢驗，不合格者不得使用；嚴格執行《爆破安全規程》，并按《省民用爆破物品管理實施細則》進行作業管理。

3 結語

爆破是工程施工中常見的作業手段，應遵循“重地質、管超前、短進尺、弱爆破、早封閉、勤量測”的施工方針，采用國內已經成熟的爆破技術，根據已預報探明的圍巖情況及開挖成型地段揭露的地質情況進行爆破設計。施工中保證孔口和孔底分別落在設計開挖輪廓線和擬定面上，確保裝藥質量達到爆破參數要求，及時查看地質條件的變化和安全監測結果，對炮孔布置和爆破參數動態調整，提高爆破破碎效果，減輕爆破對基巖的破壞作用。