新疆SETH水利枢纽大坝坝基开挖爆破工程实践

新疆SETH水利枢纽大坝坝基开挖爆破工
程实践
摘要：新疆SETH水利枢纽工程，地质条件复杂，为确保土石方爆破开挖施工质量和效果，在坝基开挖大规模施工前，选择有代表性的区域进行爆破试验。

本文通过开挖爆破试验选取了较为合理的爆破参数，为后续大规模开挖施工提供了依据。

关键词：SETH；坝基开挖；爆破试验；成果分析
1工程概况
SETH水利枢纽地处新疆阿勒泰地区青河县乌伦古河上游河段，主要由碾压混凝土重力坝（含挡水坝段、表孔和底孔坝段、放水兼发电引水坝段等）及消能防冲建筑物、坝后式电站厂房和过鱼建筑物等组成。

两岸坝肩主要为华力西期（γ42f）辉长岩，抗风化能力较弱，强风化岩体水平厚度不大。

坝址岩石因风化和卸荷作用，表部岩体破碎，左、右岸岸坡局部岩体可能存在有掉块或小范围崩塌等现象，但不会对岸坡岩体整体稳定造成大的影响。

SETH水利枢纽坝基石方爆破开挖量在40万m3，爆破施工工期2个月，作业面窄，工程量大、施工强度高。

2爆破试验
结合本工程实际地质、地形及现有机械设备，在大规模施工前，施工单位在左右岸坝基范围内进行了爆破参数调整试验，坝基上部开挖采用台阶爆破、周边预裂的爆破方式，保护层采用一次爆破法挖除。

根据以往的经验，本次爆破试验设计拟定炮孔直径d =100mm、孔深L=10m的钻孔参数，采用HCR1200-ED2型钻机钻孔。

通过计算得出合适的单位耗药量、预裂爆破线装药密度、起爆网路及最大
单段药量，爆破试验前后对爆破区域进行了声波测试，综合分析研究爆破影响和效果。

2.1、爆破试验参数
针对左右岸坝基开挖部分岩性硬度变化大的特点，对左右岸部位拟定相同的爆破试验参数，具体参数见表：
预裂爆破参数表
辅助孔爆破参数表
主体爆破参数表
预裂孔炸药采用乳化炸药，辅助孔及主爆孔采用2#岩石硝铵炸药，爆破试验网路采用塑料导爆管毫秒微差爆破网络。

左右岸预裂孔均采用间隔装药。

从孔口到孔底线装药密度为0.3kg/m，导爆索上的药卷均匀分布，药卷间距为35cm，药卷长度为15cm，孔口段堵塞长度
1.3m。

孔底段为克服岩体底部夹制力进行加强装药装药量为0.9kg。

辅助孔采用连续装药，孔距1.3米；排距1.5米；孔深L=2.3米；单耗药量0.21kg/m3；长度L=2米，堵塞长度L=0.7米；单响药量Qmax=0.8kg，总孔数16个；总装药量101.76kg，非电雷管共16发；导爆索共20.8米。

主爆孔采用连续装药，孔距2.5米，排距2.5米，孔深10米，单耗药量
q=0.36kg/m3，单响药量Q=12.72kg，装药长度7.2米，堵塞长度2.8米，总孔数20；总装药量∑Q=824.4kg，非电雷管共40发；导爆索共65米。

炮孔布设采用梅花形布孔，起爆方式采用微差挤压起爆。

炮孔布设及起爆方
式具体详见下图:
起爆方式采用塑料导爆管毫秒微差爆破网络，起爆顺序按照平面布置图所示
M1-M2-M3-M4-M5-M6-M7依次起爆。

2.2爆破试验效果
爆破后经现场检查及岩石粒径分析发现，爆破参数满足开挖要求，边坡平整，超欠挖在规范允许范围之内，预裂孔残孔率在80%以上，预裂爆破效果明显，但
出渣料粒径达不到预期效果，大块率偏高，影响出渣速度。

3 声波测试成果
3.1 依据及方法
爆破试验前后进行了声波测试，在左右岸各布置2个钻孔，左岸声波孔孔深
各5m，右岸声波钻孔各6.6m，声波测试工程量共46.4m。

钻孔声波波速测试采用
单孔测试，自孔底向上提升逐点连续测试，测试使用双道记录，测试点距0.2m，
并进行了不少于总工作量5%的检查观测，均方相对误差m＜3.0%，符合《水利水电工程物探规程》SL326-2005中的要求。

根据《水电水利工程爆破安全监测规程》DL/T5333-2005有关内容要求，声波检测法判断爆破破坏或岩体质量的标准，以同部位的爆后波速与爆前波速的变化率η来衡量。

爆破后声波波速的变化率η，按下式计算。

η：爆破后声波波速的变化率，%；
Vp1：爆破前的声波波速，m/s；
Vp2：爆破后的声波波速，m/s；
爆破影响深度声波检测法判断标准
3.2测试成果分析
各孔爆破前后声波对比测试曲线图如下:
由声波波速-孔深曲线图可知，钻孔原岩应力带与相对速度较低的应力下降
带之间的界限比较清楚。

因地质条件影响，左岸爆破试验区岩体0～1.4m测试段
爆前爆后波速差异大，为爆破影响，1.4～5m测试段爆前爆后波速差异小，未受
爆破影响或影响较小。

右岸爆破试验区岩体0～1.6m测试段爆前爆后波速差异大，为爆破影响，1.6～6.6m测试段爆前爆后波速差异小，未受爆破影响或影响较小。

因此可以得出本次爆破试验爆破松动圈影响厚度约1.4m范围，满足设计和规范
相关要求。

4 试验总结
4.1试验效果总结
本次爆破试验采取的参数，基本满足开挖要求，试验区爆后边坡平整，超欠
挖在允许范围之内，预裂孔残孔率在80%以上，预裂爆破效果明显；爆破松动圈
影响厚度约1.4m范围，满足设计和规范相关要求，取得了本工程地质条件下基
本爆破参数。

4.2参数调整
鉴于爆破后渣料大块率偏高，影响出渣速度等问题，在后续爆破中进行生产
性试验予以调整和改进，对爆破试验获取的参数进行了微调，微调后爆破效果达
到了预期效果。

（1）装药结构调整：调整预裂孔的线装药结构，减小线装药量，将试验时
线装药量0.3kg/m，药卷间距0.35m；调整为每米线装药量0.25kg/m，药卷间距0.25m，底部加强装药为0.6kg。

（2）钻孔参数调整：辅助孔间距及装药量不变，主爆孔间距调整为2m，排
距调整为2m，堵塞长度调整为2m。

5 结束语
通过爆破试验选择了合适的施工参数，后续顺利完成了大规模爆破施工，为不同地质条件下进行爆破施工选择合适的施工参数提供了参考。

参考文献：
[1]蔺强,康进辉.观音岩水电站坝基保护层开挖预裂爆破试验[J].水利水电
技术,2013,(5)；
[2]张秀军.预裂爆破技术在碾压砼大坝基坑开挖中的应用[J].江淮水利科
技,2006,(5)；
[3]罗明荣.浅析矿山开采中的预裂爆破技术应用[J].魅力中国，2010，（6）。