鄰近500kV 高壓線塔路基爆破開挖關鍵技術探討

王友，王永生，張范立

（1.中交二航局第六工程分公司，武漢430020；2.安徽金寨抽水蓄能有限公司，安徽 六安237333）

1 引言

隨著我國清潔能源戰略不斷推進，抽水蓄能電站的修建逐漸興起，由于其具有錯峰調峰功能，對于城市高峰用電起到了強有力的保證作用。但是由于抽水蓄能電站對高差范圍有一定的要求，修建在上下游水庫，才能保證低峰時抽水蓄能、高峰時防水發電。上下水庫的修建有兩個關鍵技術，一是連接上下庫和進場交通道路，二是引水隧道。特別是交通道路的修建，由于高差和周邊環境等因素，對路基爆破開挖飛石、滾石、爆破振動等產生影響，對于抽水蓄能電站的成功修建是一個關鍵的制約要素,對于這種復雜環境下的爆破開挖工作，爆破工作者應進行了大量的研究，主要集中在控制爆破方向、爆破參數以及攔擋結合的技術措施上。本文以安徽金寨抽水蓄能進場交通道路爆破開挖為背景，探討研究了復雜環境下（特別是500kV 高壓線塔附近）爆破開挖關鍵技術，以期對類似工程提供借鑒。

2 工程概況

金寨抽水蓄能電站站址位于安徽省金寨縣張沖鄉境內。進場道路B 段沿線共有7 處500kV 高壓線塔，進場道路B 線K1+350 處下穿龍政線，水平距離1106#塔基20.4m。下穿處道路設計高程為182.10m，對應龍政線弦高為232.90m，高差為50.8m。石方總量為28.3 萬方，道路大部分區段為次堅石，均需要進行爆破施工。

2.1 風險源普查清單

通過與現場施工人員座談、評估小組討論、專家咨詢、工程類比方式，結合本工程的特點，分析得出如下風險源普查清單。①風險源：爆破個別飛石，判斷依據：物體打擊、坍塌；②風險源：爆破振動，判斷依據：建筑物振動、墻體開裂、坍塌；③風險源：邊坡失穩，判斷依據：開裂、局部坍塌；④風險源：爆炸沖擊波，判斷依據：物體打擊、坍塌；⑤風險源：爆破噪音，判斷依據：人員正常生活；⑥風險源：爆破滾石，判斷依據：物體打擊、高處墜落、倒塌；⑦風險源：爆破粉塵，判斷依據：人員正常生活；⑧風險源：盲炮檢查，判斷依據：物體打擊、倒塌。

2.2 建立風險評估體系

路基工程爆破開挖施工前，根據施工地段地質和地形條件、建設規模、施工方案、周邊房屋結構形式、距離、氣候與地形條件等評估指標，估測路基工程爆破施工期間的整體安全風險大小，確定靜態條件下項目的風險等級。路基開挖工程施工總體風險評估指標體系：爆破影響A=(a+b+c+d)，具體指距建筑物距離a；建筑物結構類型b；爆破方法c；爆破巖石d。①建筑物距離爆源50m 以內，a 取5～6，距建筑物50～100m，a 取2～3，距建筑物100m 以上，a 取1；②建筑物結構類型為土坯房、古建筑等，b 取5～6，建筑物結構類型為一般磚混結構建筑物，b 取2～3；建筑物結構類型為框架結構建筑物，b 取1；③爆破方法為中深孔微差松動爆破，c 取2～3，爆破方法為淺孔微差松動爆破，c 取2；④爆破巖石為堅硬巖石，d 取3～4；爆破巖石為中等堅硬巖石，d 取2，爆破巖石為軟巖，d 取1。

2.3 評估結論

根據風險等級：風險源得分20分以上，等級為Ⅳ（極高風險），14～20分等級為Ⅲ（高度風險），7～13分等級為Ⅱ（中度風險），0～6分等級為Ⅰ（低度風險）。本項目根據前面風險源綜合取值打分，可以計算出：①爆破振動影響因素綜合取值13分，風險等級為中度風險；②空氣沖擊波影響因素綜合取值2分，風險等級為低度風險；③爆破飛石影響因素綜合取值19分，風險等級為高度風險；④爆破滾石影響因素綜合取值7分，風險等級為中度風險；⑤爆破噪音影響因素綜合取值4分，風險等級為低度風險；⑥邊坡穩定影響因素綜合取值5分，風險等級為中度風險；⑦盲炮處理影響因素綜合取值3分，風險等級為低度風險。

從以上評估結果可以看出，本次工程中爆破飛石和爆破振動是影響高壓鐵塔及高壓電線的關鍵因素。

3 高壓線保護距離

根據《中華人民共和國電力法》第十條對電力線路保護區的規定，架空電力線路保護區，導線邊線向外側水平延伸并垂直于地面所形成的的平面內的區域，在一般地區各級電壓導線的邊線延伸距離如下：①電壓1～10kV，保護距離5m；②電壓35～110kV，保護距離10m；③電壓154～330kV，保護距離15m；④電壓500kV，保護距離20m。在廠礦、城鎮等人口密集地區，架空電力線路保護區可略小于上述規定。但各級電壓導線邊線延伸距離，不應小于導線在最大計算弧垂及最大計算風偏后距建筑物的安全距離之和。

4 爆破開挖的優選方案

4.1 路基爆破開挖順序選擇

高壓線保護區主要在路基東北角，路基開挖順序選擇上首先在遠離保護區的東南角，由上至下分層松動爆破開挖，逐漸向北推進，開挖順序如圖1所示。開挖順序可以在遠離保護區位置，結合生產開展爆破試驗，進一步摸清爆破參數及安全防護措施，確保在保護區域內爆破作業萬無一失。

圖1 路基開挖順序示意圖

4.2 路基爆破開挖方法選擇

為了確保高壓線安全，保護區域內覆蓋層、強風化及中風化巖層，應采用機械方法（啄木鳥）進行開挖，采用啄木鳥機械開挖。部分弱風化巖層采用中深孔爆破，前提條件是必須形成臺階時（兩個自由面）才能爆破，嚴禁在平面（一個自由面）條件下爆破。保護區域以外的路基，中風化和弱風化巖石可以采用鉆爆法開挖，但也必須滿足形成臺階條件時才能爆破，這樣可以避免爆破飛石向上拋擲。

4.3 炮孔堵塞長度及堵塞材料選擇

炮孔堵塞長度及堵塞材料是影響爆破個別飛石的重要因素，炮孔堵塞長度在滿足大于最小抵抗線的前提條件下，還應不小于3m；炮孔堵塞采用鉆屑、砂或黏土材料，嚴禁采用礫石土或碎石堵塞炮孔。

4.4 起爆網路

采用非電毫秒微差雷管起爆，同排同段每一排按3個炮孔考慮，即單段起爆最大藥量為6.75kg，起爆網路如圖2所示。

圖2 淺孔爆破孔內外微差起爆示意圖

5 爆破安全技術措施

5.1 爆破振動影響

根據GB 6722—2014《爆破安全規程》規定，爆破振動影響以建筑物地面質點振動速度為控制標準，鐵塔基座振動安全允許速度[V]=5.0cm/s，爆破引起的鐵塔基座振動速度采用公式計算，式中爆源距鐵塔的距離為R=20.4m，距建筑物距離為R=30m，單段最大藥量Q=6.75kg，K、α 值按中等堅硬巖石考慮，按保守取值K=150，α=1.5，則爆破振動速度為V＜[V]=5.0cm/s，說明爆破試驗中單段起爆Q=6.75kg，爆破振動不會對鐵塔基座造成破壞影響。

5.2 爆破飛石影響

保護區巖石爆破必須進行全覆蓋，覆蓋材料可選擇膠管簾、傳送帶膠皮或其他材料。

5.3 爆破滾石的控制措施

①采用相應的防護措施，根據路基下方地面坡度情況設置1～2 道攔石排架，對于高壓鐵塔局部采用沙袋防護，可防止極少量爆破滾石對鐵塔造成破壞。②對于既有公路安全防護，除采用以上技術措施外，在爆破前半小時實行交通管制，待危險警報解除后，恢復通車。

6 爆破結果分析與結論

目前，該段路基爆破工程已全部施工完畢，通過現場排查及監測數據分析，未發現對500kV 高壓輸變線塔產生影響。通過上述方案的實施，既保證了金寨抽水蓄能電站工期，又節約了施工成本，為今后鄰近高壓線塔路基爆破施工提供了一定的參考。