光面爆破施工技术在柏叶口水库泄洪发电洞中的应用

光面爆破施工技术在柏叶口水库泄洪发电洞中的应用
摘要：光面爆破在钻爆法施工中是一种比较成熟的施工技术，结合工程实例，介绍柏叶口水库泄洪发电洞光面爆破的开挖方式，爆破参数、施工方法及工艺。

关键词：泄洪发电洞；光面爆破；参数选择；施工技术
一、工程概况
柏叶口水库是一座以城市生活和工业供水、文峪河水库防洪为主，兼顾提高现有灌区的灌溉保证率、发电等综合利用的中型水利枢纽工程，主要由大坝、溢洪道、泄洪发电洞和水电站等建筑物组成。

柏叶口水库泄洪发电洞为永久性建筑物，用于泄洪及发电，其进口位于坝轴线上游左岸，距坝轴线上游约210m，出口位于河流弯道下游距柏叶口村约250m，洞轴线走向为N80.37°W，呈直线布置，最大泄量402m3/s。

主要由进口段、压力洞段、闸室段、出口明渠及挑流消能段组成。

隧洞段全长687.2m。

二、光面爆破的特点
1、光面爆破对围岩的破坏要轻微得多，从而提高了围岩的稳定性，减少了支护工程量；
2、采用光面爆破时，围岩的壁面平整、危石少，避免了局部脱落，增加了围岩的稳定性和施工安全；
3、由于光面爆破使开挖面平整，岩石破碎少，减少了裂隙，这样可以大大地减少隧洞的超挖量和欠挖量，而且降低了施工成本、提高工程质量、加快施工进度。

三、光面爆破参数选择
1、掏槽方式
掏槽的作用是将工作面上某部分岩石先破碎并抛出，使工作面上形成第二个自由面，为其余炮眼的爆破创造有利条件。

根据掏槽眼与工作面之间的夹角，可分为：
（1）斜眼掏槽法，其中有单向掏槽、锥形掏槽、楔形掏槽；
（2）直眼掏槽法，其中有平行龟裂掏槽、角柱掏槽、菱形掏槽、螺旋掏槽；
（3）混合掏槽法，即斜眼和直眼混合掏槽。

掏槽方式选择正确与否是影响爆破率的重要因素，一般根据岩石条件而异。

本工程中多采用5眼正菱形直线掏槽法，但要求眼平直，间距均匀，一般取a=100mm～150mm，b=170mm～200mm,c=100mm。

在个别岩石坚硬地段采用6眼正菱形直线掏槽法和7眼龟形掏槽法。

本工程采用采用正菱形直线掏槽方式。

2、光爆层的厚度（W）
光爆层厚度就是周边孔最小抵抗线。

它与隧道开挖断面的大小有关，大断面隧道的拱顶跨度大，光爆孔所受到的夹制作用小，岩体比较容易崩落，此时，光爆层的厚度可以大一些。

小断面的隧道，光爆孔受到的夹制作用大，光爆层厚度宜小一些。

光爆层的厚度还与岩石的性质和地质构造等因素有关，坚硬完整的岩石，光爆层宜薄一些，而松软破碎的岩石，光爆层宜厚一些，本工程光爆层的厚度取60～80cm。

3、装药结构
光面爆破技术要求采用低爆速、密度小、爆力高的小直径药卷。

本工程采用岩石膨化硝铵炸药，用秒导爆管雷管引爆。

孔深约2.2m，每孔装药卷6～8卷。

炮孔堵塞长度为200～400mm。

周边孔采用小药卷均匀间隔装药，其余炮孔连续装药。

四、光面爆破施工工艺
1、放样布眼
为了减小超挖，提高断面成型率，开挖前，由施工技术员对光爆层厚度、周边孔、外斜角度、操作程序等进行设计。

施工中实行定人定位定钻孔。

为了保证隧洞的施工质量，测量人员安装了一个激光指向仪，准确定位隧洞中线。

2、钻眼要求
掏槽眼：深度、角度按设计施工，眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；
辅助眼：深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不大于5cm；
周边眼：开眼位置在设计断面轮廓线上的间距误差不得大于5cm。

周边眼外斜率不得大于5cm/m，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm，最大不得超出15cm。

辅助眼至周边眼的排距，误差不得大于5cm。

钻眼装药调整：当开挖面凹凸较大时，应按实际情况调整炮眼深度，力求所以炮眼（除掏槽眼外）眼底在同一平面上。

钻眼完毕，按照炮眼布置图进行检查并做好记录，有不符合要求的炮眼重钻，经检查合格后，方可装药爆破。

3、连接起爆网络
起爆网络采用族式（多发起爆式联接），以保证起爆的可靠性和准确性。

引爆雷管采用绝缘胶布绑扎，网络连接好后要有专人负责检查后再起爆。

4、光面爆破施工技术措施
（1）对爆破人员进行岗前培训，并持证上岗，使他们充分了解光面爆破的重要性及一些有效可行的施工方法，以提高其操作熟练程度。

（2）选用低密度、低爆速、低猛度、传爆性能好的炸药。

（3）采用合理的不耦合装药结构。

五、光面爆破实施效果
隧洞开挖全部实行光面爆破，除开始的试验段，使用光面爆破开挖的洞身段光爆效果良好。

（1）爆破后炮眼残余率达到90%以上，两茬炮衔接台阶最大尺寸为10cm，超欠挖量仅为5%左右，比普通爆破的超欠挖量（20%）要低得多。

（2）岩渣体积小，有利于出渣，节省装运时间。

（3）岩面平整，应力集中小，减少安全隐患。

六、体会
在柏叶口水库泄洪洞洞室开挖中采用光面爆破施工技术取得了较好的成绩，下面谈几点体会：
（1）围岩裂隙发育的部位可适当缩小炮眼间距，减小装药密度、调整周边眼参数等，这样有利于成型，减小爆破对围岩的扰动。

反之，则适当放稀。

（2）为了取得较好的光面爆破效果，在每次测量放样时，在掌子面上用红油漆准确标记每个炮眼的位置。

总之，隧洞光面爆破要达到较好的效果，每个工序、每个环节都必须要严谨，且要不断的积累施工经验。

参考文献
[1]吴立，闫天俊，周传波，凿岩爆破工程.中国地质大学出版社[ M ].2004
[2]王永利，水工隧洞施工与质量控制，黄河水利出版社[M ].。