浅谈陡千枚岩开挖施工技术

浅谈陡千枚岩开挖施工技术
摘要：本文以布桑加水电站拦河坝石方开挖为实例，通过坝肩石方爆破
开挖试验，确定千枚岩的开挖钻爆参数。

施工对类似工程地质条件项目具有一定
的借鉴意义。

关键词：千枚岩爆破试验
一、简述
工程区域范围内地层主要由第四系（Q）、第三系（N）、前寒武系（Pt）及
太古界地层组成。

峡谷基岩主要为千枚岩及石英千枚岩，总方量约100万m³。

采
用4种不同参数进行爆破试验，确定最优爆破技术参数。

二、施工工艺
1、爆破参数
采用T35液压钻和AD50型钻钻孔，钻头直径主要有60mm、90mm、115mm。

主爆区爆破参数表
备
连
连
连
连预裂爆破钻爆参数表
2、1#爆破试验（搭配A组预裂）
根据1#爆破组参数进行了爆破试验，开挖爆破高度为15m，开挖坡比为1：0.3，造孔时采用了AD50钻孔，爆破方量在1.4×104m³，本次总数预裂孔66孔，主爆孔总数为103孔。

（1）钻爆效果：造孔时间112小时；渣堆中体积大于8m³的大块石占爆破总
量的3%~4%，体积大于6m³的块石占爆破总量的6%以上；0.3m³以下的块石飞距约145m~300m；经过现场实际勘查，该爆破区抛石距离在13~15m之间；边坡开挖平
整度较低，约5%，残留岩梗较多；开挖剥离后预裂孔半孔率约80%左右。

（2）1#组爆破结论：本次预裂爆破效果较明显，半孔率达到了80%，但开口
线部位的基岩面不完整，且造孔工作量大，从成本方面考虑，本次预裂参数需进
一步优化处理，确定最优参数。

本次爆破飞石距离较大，警戒范围较大，不利于开挖设备的保护。

本次爆破
主爆区大块率高，基础面的平整度较差，需解大块石和基础面找平，不利于现场
渣料运输和下道工序的施工，增加人工费、机械使用费等，从而增加了的开挖成本。

针对本次爆破的测试效果，对1#组参数进行改良，开始2#组爆破参数的测试，并比选各项指标。

3、2#爆破试验（搭配B组预裂）
根据1#组爆破测试效果，对主爆孔的间排距进行了略微的改动，选用
@2.5m×2.5m的间排距，炸药采用乳化和硝铵（小颗粒）混搭的方式，并将单耗
调整为0.43kg/m³，预裂孔堵塞长度也做调整，其余参照1#组进行了本次测试，
测试区围岩类型为绢云千枚岩，Ⅳ~Ⅲ类围岩。

本次测试爆破区域爆破高度15m，
坡比1：0.3，面积在1.3×103m2左右,爆破方量约1.5×104m³，采用AD50造孔。

本次预裂56孔，主爆120孔。

（1）钻爆效果：造孔时间115小时；渣堆中大于8m³的大块石占爆破方量约1%，大于6m³的占爆破方量的约3%；0.3m³以下块石飞距约140m~300m；爆破区抛
石距离在10~15m之间；基础面的超欠挖占2%左右，平整度满足要求；预裂孔半
孔率约90%左右。

（2）2#组爆破结论：本次预裂爆破效果相比1#较有较大的改观，半孔率达
到了90%，开口线部位的基岩面完整率高，确定本工程上述围岩类别下的预裂孔
参数。

本次爆破飞石距离较1#组有所改善。

比较满足现场安全生产要求。

本次爆
破主爆区大块率较1#组有明显降低，大块石减少。

4、3#爆破试验
根据2#组爆破测试效果，对主爆孔的间排距进行了略微的改动，选用
@2.5m×2.0m的间排距，炸药采用乳化和硝铵（小颗粒）混搭的方式，并将单耗
控制在0.40kg/m³，测试区围岩类型为绢云千枚岩，Ⅳ~Ⅲ类围岩。

本次测试爆破
区域爆破高度15m，坡比1：0.3，面积在0.9×103m2左右,爆破方量约1.3×104m³，采用AD50造孔。

主爆142孔。

（1）钻爆效果：造孔时间89小时；渣堆中大于8m³的大块石含有率不到1%，大于6m³的占爆破方量的约1%；
0.3m³以下的小块石飞距约110m~200m；该爆破区抛石距离在10~15m之间；
建基面整体的平整度较高，约2%，超欠挖情况在±15cm，达到基础面平整度要求。

（2）3#组爆破结论：本次爆破飞石距离较2#组有所改善。

满足现场安全生
产要求，抛石距离达到了一般爆破的要求。

主爆区大块率较2#组有明显降低，石
块的均匀，满足渣料运输条件，且开挖完成后建基面平整。

4、4#爆破试验
根据3#组爆破测试效果，更换造孔设备，造孔直径为 120mm，增大造孔间排距，选用@4.0m×3.0m的间排距，炸药采用乳化和硝铵（小颗粒）混搭的方式，
并将单耗控制在0.38kg/m³，测试区围岩类型为绢云千枚岩，Ⅲ类围岩。

本次测
试爆破区域爆破高度15m，坡比1：0.3，面积在1×103m2左右,爆破方量约
1.5×104m³，孔径 120mm。

主爆83孔。

（1）钻爆效果：造孔时间56小时；渣堆中大于8m³的大块石含有率达到了6%以上，体积大于6m³的占爆破方量的约5%。

对渣料的装运运有一定的影响；0.3m³以下的小块石飞距约100m~200m；该爆破区抛石距离在10~12m之间；爆破区域内的平整度较差，约5%，超欠挖情况在±100cm。

（2）4#组爆破结论：本次爆破飞石距离较3#组而言，造孔时间减少，但大块率较高，不利于现场渣料运输，飞石距离较3#组无明显差距，但增加额外的开挖工序，解大块石，处理超欠挖，从经济节约来说，不适合本工程的开挖施工。

三、结论
经过爆破测试的成果统计，对各组参数下的爆破效果进行整理，见下表。

各组爆破效果成果表
根据上述成果表可以明显的看出主爆参数3#为最佳，B组预裂效果最佳，4#组药量单耗最小，从施工现场实际情况来看，3#组更满足实际施工需求。

预裂孔参数B组，在平整度、造孔成本方面都要优于A组。

最终选定3#和B组作为爆破最佳参数，按照选定的参数进行现场施工，施工过程中，多次进行跟踪测试，整体效果较好。

【参考文献】
[1]郑达巨能攀千枚岩岩石微观破裂机理与断裂特征研究工程地质学报2011-06-15
[2]赵明肖华波地质雷达超前预报在毛尔盖水电站引水隧洞中的运用水电站设计 2015-12-15
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