南沟门水利枢纽溢洪道石方明挖光面爆破施工分析论文

南沟门水利枢纽溢洪道石方明挖光面爆破施工分析
中图分类号：tv61文献标识码： a 文章编号：
一、概述
1.1工程概况
陕西延安市南沟门水利枢纽工程由葫芦河南沟门水库枢纽和引
洛入葫工程两部分组成。

南沟门水库枢纽工程位于陕西省延安市黄陵县境内，水库坝址位于葫芦河河口上游约3km处的寨头河村南沟门附近，距黄陵县城约25km，距洛川县城约17km，距延安市约120km，距西安市约180km。

枢纽由拦河大坝、溢洪道、导流泄洪洞、引水发电洞、坝后电站等组成。

南沟门水库枢纽工程总库容2.006亿m3，按国家《防洪标准》（gb50201—94）及水利部《水利水电工程等级划分及洪水标准》（sl252—2000）的规定，南沟门水库枢纽工程等别为ⅱ等，工程规模为大（2）型。

永久性建筑物大坝、导流泄洪洞、溢洪道为2
级建筑物；引水发电洞为2级建筑物；坝后电站为3级建筑物。

围堰等临时建筑物为4级建筑物。

溢洪道布置在左坝肩，为岸边式溢洪道，由引渠段、控制段、上平流段、陡坡段、下平流段、挑流鼻坎，护坦等组成，全长473.23m。

岩石开挖坡比为1：0.5。

1.2工程地质条件
水库枢纽勘探深度内的岩体，按风化程度可划分为强风化岩体、
弱风化岩体。

根据钻孔及物探测试成果，岩体强风化带垂直厚度3.9m，岩体纵波速度vp=1300~2000m/s，弱风化岩体纵波速度
vp=2000~3000m/s，强～弱风化岩体透水率q=2～8lu,弱透水。

岩石的物理力学指标室内试验资料统计成果如表：岩石的物理力学指标统计表
注：弱风化泥（页）岩湿抗压强度类比采用南沟门水库试验资料。

根据gb50218-94《工程岩体分级标准》，弱风化砂岩基本质量级别ⅲ～ⅳ级，弱风化砂岩夹泥（页）岩互层岩体的基本质量为ⅳ级，强风化砂岩夹泥（页）互层岩体的基本质量级别为ⅴ级。

岩体物理力学知了参数建议值如表
爆破方案的选择
开挖爆破的特点
1）工期紧，要求月开挖强度大；
2）爆破区前沿大部分为风化岩石，局部有大块石，需要进行机械开挖或采用相应的爆破技术进行处理；
3）开挖区爆破后出渣主要采用反铲装渣，20t自卸汽车拉运的方式，为保证大型机械出渣效率，爆破块度宜小不宜大，宜减少前后分区爆破次数或采取不分区整体梯段爆破方式；
4）主要的钻孔设计为潜孔钻，孔径为φ90；
5）严格控制爆破对保留岩体损伤的影响。

由于以上特点，结合本工程实际情况，采用光面爆破配合主爆区掏槽爆破的方法，非导电爆管毫秒微差起爆，一般微差的选取为
50--100ms，单响药量控制在安全范围内，采用孔内延期（选用1、3、5非电雷管），导爆管四通全闭合联接，电雷管击发起爆。

装药结构一般采用硝铵炸药连续装药结构，孔内有水时采用岩石粉状乳化炸药进行防水处理。

光面爆破的意义和光面爆破的影响因素及必要性
3.1光面爆破的意义和光面爆破的影响因素
实施光面爆破使开挖轮廓符合设计断面要求，围岩保持稳定，为后续支护衬砌施工创造舒适安全的条件，大大减少了岩石超挖量、出碴工作量、及砼回填量，提高了施工速度，降低工程成本。

光面爆破作用机理是炸药爆破时产生的冲击波和高温高压气体
作用在眼壁上，炮眼周围的岩石受到强烈压缩而破碎与此同时形成的压缩应力波向四面八方传播，最后形成相互作用的爆破漏斗，当爆破参数选取合理隧道外轮廓面将形成连续的光滑壁面。

影响光面爆破效果有以下因素。

3.1.1、隧道围岩地质构造影响
根据有关研究表明工程地质状况对光面爆破效果影响极大，在相同爆破条件下f值越高，整体性越好，光爆效果越好，反之则光爆效果较差。

3.1.2、炸药种类及装药方法影响
3.1.3要实现光面爆破，应选用爆速低，密度小，爆力大的炸药。

炸药采用小直径药卷增大不耦合系数。

装药集中度应控制在
0.04~0.41kg/m，过大易破坏光爆壁面，过小则爆不下来。

3.2、光面爆破开挖的必要性
理论研究及工程实践表明，对于石方开挖工程，首先，要求采取有效控制措施，保证爆破开挖形体规整，控制超欠挖使其不影响溢洪道的形体结构；其次，还应尽可能将爆破对建基面及两侧永久边坡岩体固有完整性的影响降低至最小程度，不仅满足岩体抗力的要求，还应保证开挖边坡的稳定。

光面爆破施工工艺
施工流程
（1）测量放线：测量放线依据设计图纸进行，由测量队使用莱卡型ts-06全站仪精确测放钻孔孔位和方向控制点。

（2）钻孔：钻孔依据爆破设计中的孔深、倾角、方位及设计参数，精确对中开钻孔位。

采用351钻机进行钻孔，光面爆破孔距0.9m，倾角为63°，依照开挖边线分布，主爆孔采用351钻机进行钻孔，孔距2.5m、排距2m，倾角为80°，所有主爆孔呈梅花型分布。

（3）装药：试验区域光爆孔为83个，线装药密度控制在350g/m，主爆孔为106个，单孔装药量为11.2kg，试验爆破方量为
20*8*30=4800m³，单耗控制在0.35kg/m³以内。

（4）封堵：按监理工程师审核的爆破设计，封堵人员用粘土等封堵爆破孔并分层捣实。

联网：
根据爆破设计，由炮工进行爆破网路联接，采用延时起爆方式，中间掏槽孔先起爆，接下来为主爆孔，最后为光爆孔，以达到给非开挖岩体减压，保护开挖岩体，保证开挖效果的目的，网路联接完成后，由现场技术员进行连线检查，控制起爆顺序。

五、爆破效果分析评价
爆破后对爆破效果进行检测评价
1)爆破块度：以稍大的炸药单耗实现了爆堆表层及总体块度约在60cm以下的效果，很少产生1.5m以上大块；适宜的堵塞长度实现孔口岩块基本反动。

2）壁面平整度：主要受钻孔精度控制，基本无爆破因素引起的坡面掉块。

3）残留炮孔率：均匀岩层中（强风化及弱风化）85%以上。

4）爆破裂隙：仅炮孔与节理层面交界处存在局部浅层裂隙，其他基本无新生爆破裂隙。

5）爆堆高度：爆堆中部略高于马道约1m以下。

6）适宜的爆破规模控制，保证了施工进度，同时可达到上部边坡安全振动速度控制的要求。

7）溢洪道爆破效果量测上一方面利用徕卡全站仪对爆破开挖后断面进行扫描收集超欠挖数据，对照设计轮廓线进行电脑制图分析，另一方面爆破后专人进行围岩稳定情况检查及炮眼眼痕保存率进行统计，确定是否达到光爆效果，如光爆效果不好及时分析原因，调整爆破参数，提高光爆质量。

综上，爆破成果符合要求。

通过上述措施可得到以下一些成果，用于指导边坡光面爆破，槽挖掏槽爆破以确保开挖质量。

结论
1、开挖实施光面爆破对减少围岩扰动保持围岩完整性，增强围岩自稳能力方面有重要意义，另一方面对减少超欠挖，提高施工进度及成本控制方面起到至关重要的作用。

2、实施光面爆破过程中，爆破设计参数要随围岩地质情况及爆破效果随时调整，以取得最优的爆破效果，在施工中严格过程控制，加强管理将爆破设计落实于现场，制定一系列的奖罚制度是必要的。

3、熟练的爆破操作人员是取得光面爆破成功的重要保证。