水利水电工程中的岩石开挖爆破技术

水利水电工程中的岩石开挖爆破技术
艾艳梅
【摘要】从岩石坝基和高边坡的开挖、定向爆破筑坝、岩塞爆破、面板堆石坝填筑料开采、围堰和岩坎的爆破拆除等方面.介绍了岩石爆破技术在水利水电工程中的应用.
【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2011(001)007
【总页数】1页(P154)
【关键词】水利水电工程;岩石开挖;爆破技术
【作者】艾艳梅
【作者单位】河南卓越工程管理有限公司,河南郑州450000
【正文语种】中文
1 坝基开挖
常规坝基开挖：对坝基保护层以上的岩体开挖，国内广泛运用以毫秒爆破技术为主的深孔台阶爆破方法。

常用的爆破方式有：齐发爆破、微差爆破、微差顺序爆破、微差挤压爆破和小抵抗线宽孔距爆破技术等。

常用的深孔台阶爆破参数见表1。

表1 主体建筑物部位的深孔台阶爆破参数炸药单耗（kg/m3）主爆孔 80-100 70-80 8.0-12 8.5-13.0 0.5-1.0 3.0-5.0 2.0-3.5 2.5-6.5 2.0-3.0 0.35-0.80缓冲孔
80-100 32-70 8.0-12 8.5-13.0 0.5-1.0 1.5-2.5 1.5-2.5 1.5-2.5 1.0-2.0 0.30-0.70炮孔类型孔径（mm）装药直径（mm）台阶高度（m）孔深（m）超钻深度（m）底盘抵抗线（m）排拒（m）孔间距（m）堵塞长度（m）
坝基保护层开挖：坝基保护层的开挖是控制坝基质量的关键。

只有不具备现场试验的条件下，才允许使用工程类比法确定。

用工程类比法确定保护层厚度时的参考值见表2。

表2 保护层厚度岩体特性节理裂隙极发育和软弱的岩体H/D 25 30 40节理裂隙不发育和坚硬的岩体节理裂隙较发育、发育和中等坚硬的岩体
注：H是保护层厚度，D是梯段炮孔底部的装药直径。

对岩体保护层的开挖，按照现有规定，一般分三层开挖：
（1）炮孔不等穿入建基面1.5 m的范围，装药直径不得大于40 mm，控制单响药量不超过300 kg；
（2）对节理裂隙极发育和软弱岩体，炮孔不得穿入建基面0.7 m的范围，其余岩体不得超过0.5 m范围，且炮孔与水平建基面的夹角不应大于60°，装药直径不应大于32 mm，须采用单孔起爆方法；
（3）对节理裂隙极发育和软弱岩体，须留0.2 m厚岩体进行撬挖，其余岩体炮孔不得穿过建基面。

2 岩石高边坡爆破开挖
为控制爆破对岩石高边坡的影响，在水电工程建设中广泛采用了预裂爆破、光面爆破、缓冲爆破和深孔梯段微差爆破技术。

3 定向爆破筑坝
定向爆破筑坝是利用陡峻的岸坡布药，定向松动崩塌或抛掷爆落岩石至预定位置，拦断河道，然后通过人工修整达到坝的设计轮廓的筑坝技术。

适用条件：
（1）地形上要求河谷狭窄，岸坡陡峻（通常在40°以上），山高山厚应为设计坝
高的两倍以上；
（2）地质上要求爆区岩性均匀、强度高、风化弱、构造简单、覆盖层薄、地下水位低、渗水量小；
（3）水工上对坝体有严格防渗要求的多采用斜墙防渗；
（4）泄水和导流建筑物的进出口应在堆积范围以外并满足防止爆破震动影响的安全要求。

药包布置：
图1 定向爆破筑坝药包布置示意图
4 岩塞爆破
岩塞爆破是一种水下控制爆破。

在已建水库或天然湖泊中取水、发电、灌溉、供水和泄洪时，为修建隧洞的取水口，避免在深水中建造围堰，采用岩塞爆破是一种经济而有效的方法。

4.1 岩塞布置及爆落石碴处理
（1）岩塞布置：岩塞厚度一般为岩塞底部直径的1～1.5倍，太厚则难以一次爆通，太薄则不安全。

岩塞的布置见图2。

（a）设集坑集碴；（b）设缓冲坑泄碴1-岩塞；2-集碴坑；3-缓冲坑；4-闸门井；5-引水隧洞；6-操纵室（2）石碴处理：1）集碴处理；2）泄碴处理。

图2-岩塞爆破岩塞布置图
4.2 装药量计算、装药及起爆
（1）装药量计算：岩塞爆破为水下爆破，装药量计算应考虑静水压力的作用，比常规抛掷爆破药量增大20%～30%，即
Qs=（1.2～1.3）kW3（0.4+0.6n3）
式中：Qs—岩塞爆破的装药量；n—爆破作用指数，一般取1～1.5。

（2）装药：采用洞室与钻孔相结合的爆破方案时，在岩塞中心线居中稍微偏上的位置布置一个集中药包，而在其外圈则布置扩大爆破钻孔。

该方案集中了前两种方案的优点而克服了两者的缺点，适合于任意断面岩塞的爆破。

（3）起爆：起爆顺序依次为周边预裂孔、中间集中药包（或掏槽爆破孔）和扩大药包。

起爆网路采用复式并-串-并联电爆或电爆加导爆索复式网路。

5 面板堆石坝填筑石料开采
面板堆石坝填筑石料的开采除须满足常规开挖爆破的出渣块度要求外，还必须保证开挖石料具有较好的颗粒级配结构。

6 围堰和岩坎的拆除爆破
围堰拆除爆破按照岩渣的处理方式，可分为泄渣爆破和留渣（聚渣）爆破两类。

围堰和岩坎爆破施工一般是利用其顶面、非临水面及围堰内部廊道等无水区进行钻爆作业。

【相关文献】
[1] 薄清元.导流洞围堰拆除爆破冲渣效果关键影响因素研究[D].长江科学院,2009.
[2] 何有明,展玉山,田桂英,杨树峰.水下岩石开挖爆破技术[J].水利水电技术,1998,（12）.。