岩塞爆破试验施工技术研究

岩塞爆破试验施工技术研究

摘要：岩塞全断面排孔爆破技术，对钻孔和装药的精度要求非常高。首先准确

计算出每个炮孔的施工数据，将每个炮孔位置放样在岩塞掌子面上，并在后视中

心架设激光控制每孔的方向，钻孔结束后按照每个炮孔的编号进行药包绑扎及运装、起爆网络联接。最终爆破轮廓面成型较好，保留岩体完整，爆破石渣块度适中。

关键词：岩塞爆破试验；贯通爆破；全排孔；

1工程概况

兰州市水源地建设工程主要任务是向兰州市供水，工程包括取水口、输水隧

洞主洞、分水井、芦家坪输水支线、彭家坪输水支线及其调流调压站、芦家坪水

厂和彭家坪水厂等。输水线路总长31.5km，调水规模为150×104m3/d。

刘家峡水库正常蓄水位1735.00m，死水位1694.00m，校核洪水位1738.00m。取水口处河道断面狭窄，正常蓄水位时的河面宽度为150m左右，过流条件好，

水流集中，流速较大，受漂浮物、冰凌、冰絮等影响小，断面河底高程在1690m

附近，满足引水水深要求，且距离用水地区相对较近，设计拟采用岩塞爆破方式

施工。

本工程岩塞爆破是一项技术复杂、施工难度大、高风险的水下爆破施工，要

求一次爆通并成型良好，一旦爆破不成功，将直接影响整个工程的运行且后续处

理难度极大，费用也无法估算；尽管目前我局先后在长甸电站改造工程岩塞爆破

和刘家峡排沙洞工程岩塞爆破中取得了一些成功的施工经验，但限于每个岩塞的

规模、地质条件及爆破环境的差异，在具体实施前仍需要有针对性地做相关爆破

试验。

本工程岩塞爆破采用排孔爆破方式，规划进行三次岩塞爆破试验，考虑到进

口ORICA炸药和数码雷管在以上两个工程的成功使用，其产品抗水压性能质量稳定、可靠，可直接应用在本工程。由于ORICA火工材料需从国外进口，购买周期

较长，故第三次贯通试验雷管采用进口ORICA数码雷管，炸药采用国产炸药。待

进口炸药进场后，根据相关的比对试验，调整爆破参数。最后结合三次爆破试验

所取得的相关参数，确定取水口岩塞爆破的各项施工参数及爆破参数。

2 技术关键点及施工难点

2.1 技术关键点

2.1.1 左右采用不同参数进行效果比对

贯通岩塞爆破采用不同参数左右对比爆破效果要点：

(1) 为精确控制最终岩塞爆破爆破参数，贯通岩塞爆破装药结构采用不同参

数进行比对，将三圈主爆孔孔径大小平均分为两部分进行对比试验，左区主爆孔

孔径为75mm；右区主爆孔孔径为90mm。

(2) 周边光爆孔亦分为两部分进行装药结构的对比试验，左区光爆孔装药为单

药卷连续装药，右区光爆孔装药结构为双药卷连续装药。

2.1.2采用激光定位钻孔施工技术

钻孔施工角度的控制是一大难点，在贯通岩塞爆破试验施工中，采用后视激

光定位的方法进行钻孔角度的控制，即根据钻孔角度确定出各圈钻孔的后视点，

从钻孔后视点中心发射激光到钻机钻杆中心位置进行控制，钻孔过程如出现偏差，则及时对钻机进行调整，确保成孔质量。

2.2 施工重点、难点

2.2.1 本部位施工受输水主洞衬砌的制约，施工期比较短，要合理利用有效工期。

2.2.2 100B钻机钻孔时噪音、粉尘较大，如何改善作业环境是施工的难点。

1-岩塞体纵断面示意图 2-炮孔布置示意图

2.2.3 岩塞试验钻孔呈放射状，孔深、孔向要求精度较高。加强各工序的质量

控制，确保岩塞爆破试验成型质量是施工的重点。

2.2.4本次岩塞爆破试验为最后一次贯通性试验，因此保证爆破参数的准确性

和贯通爆破的成功是本次试验的重点。

3 施工程序

岩塞爆破贯通性试验施工程序：测量放样（在掌子面进行钻孔位置放点）→

脚手架搭设（搭设施工平台以安放钻机）→后视激光架设→钻孔施工→钻孔验收（进行钻孔深度及偏角的验收）→药包加工（将炸药雷管按设计要求绑扎在竹片上）→装药封堵（将药包按编号装入对应孔位并封堵）→联网（澳瑞凯公司技术

人员进行网络连接）→爆破。

4 主要施工方法

4.1 贯通段钻孔施工

4.1.1 钻孔前掌子面处理

因第二次岩塞爆破之后，掌子面整体超挖较大，无法满足第三次爆破设计厚

度要求，为了保证第三次岩塞爆破试验参数的准确性，试验开始前，我部对掌子

面进行清理，并对掌子面超挖部分浇筑了约0.3--0.6m厚的混凝土，然后进行测

量放样、钻孔。

4.1.2 孔位测量放样

根据设计的钻孔深度及角度，结合实际掌子面情况，测量人员首先确定中心

孔坐标，根据炮孔布置图分别布置第一圈掏槽至光爆圈炮孔的坐标。测量过程中，激光点打出炮孔位置并喷上红漆，以方便钻孔施工过程中炮孔识别。

4.1.3 施工平台的搭设及钻机定位

（1）施工平台搭设

施工平台均为脚手架搭设，根据前两次试验的经验，脚手架设置斜撑和剪刀撑，这样才能确保脚手架整体牢固。另外脚手架搭设不宜太密集，脚手架立杆横

距1.5m，纵距1m，这样既能保证脚手架整体的刚度、强度和稳定性，又能预留

足够的施工空间，但施工过程中固定钻机位置脚手架必须进行局部加固，确保局

部受力脚手架施工过程中不变形。

（2）钻机定位

QZJ100B潜孔钻机固定在脚手架上，而且钻机摆放位置、角度、固定牢固与

否直接影响到钻孔质量。为确保钻孔质量满足设计要求，钻机定位过程是钻孔施

工质量的关键。钻孔施工过程将钻机定位过程细化为三步，即初步定位、微调定位、牢固固定。

初步定位：用2t导链移动钻机，钻头对准掌子面测量放点位置，确定开孔位置，用坡度尺初步确定钻机竖直摆放角度。钻机初步定位后，用扣件将钻机初步

固定在脚手架上。

微调定位：钻头对准掌子面炮孔位置，通过后视激光线调整钻机钻杆和激光

线重合，微调过程缓慢移动扣件、倒链调整钻机位置及角度，保证钻机钻孔角度

满足设计要求。

牢固固定：微调定位完成后，对钻机进行最后固定，对与钻机底座相连的承