爆破试验作业指导书

华润原平云中山（120MW）风电工程爆破试验作业指导书
批准：
审核：
编制：
中国水利水电第十一工程局有限公司
原平风电项目经理部
2014年7月3日
1.工程概况
1.1工程概况
华润原平云中山120MW风电工程位于山西省原平市西北部。

原平市地处山西北中部，场址区分布于北、中、南三道平宣布连续山梁之上，北起马家庄，南至水头村，西接轩岗镇。

总装机容量120MW，安装单机容量1500KW的UP-86风电机组43台和1500KW的UP-82风电机组2台，轮毂高度65m。

场址区地形较复杂，地貌以山地地形为主，风电场整体海拔较高，山体西高东低，山势陡峭，道路施工难度较大，地表以草地和灌木林为主，场区南段分布有少量松木、桦木，地基条件良好。

爆破开挖工程主要包括：风机基础开挖工程、箱变基础开挖工程、道路开挖工程、安装场开挖工程、电费敷设开挖工程、线架基础开挖工程等。

本工程场区地处山梁顶部，场地覆盖层极薄，平均覆盖层厚度约为0.2～1.5米之间，局部地区基岩裸露。

总体岩性单一，地基土性质稳定，现根据场地土性质把场地土分为2个主层，第二个主层分为2个亚层，具体描述如下。

①残坡积土：主要成分粘质粉土，褐色，稍湿，松散，表层含大量植物根系及碎石，开挖容易，分布较广，但是厚度极薄，现场揭示厚度0.2～1.5m，该覆盖层均属于基础开挖深度范围内，与风化岩混合后为良好的吊装平台填筑土。

②1白云质灰岩:全风化～强风化，上层局部风化成土状，白色～黄褐色，粒屑结构，多呈碎块状～层状，风化裂隙发育，人工开挖困难，属软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ类，承载力特征值400kPa。

②2白云质灰岩:中等风化,灰褐色，粒屑结构，层状构造，风化裂隙较发育，岩芯呈短柱状，岩体较完整，用镐不可开挖，属较软岩，岩体基本质量等级为Ⅳ类，承载力特征值1000kPa。

1.2石方开挖技术要求
在基础石方正式开挖之前，需进行现场爆破材料和爆破施工工艺等试验，以确定适合本工程地质和环境的爆破开挖参数。

2.试验项目及目的
爆破材料和现场爆破施工工艺试验，主要进行以下内容，并通过2～3次现场爆破工艺试验，获得相应参数，用于指导施工生产。

2.1爆破材料性能试验
（1）殉爆试验：选择φ32mm和φ25mm小直径光面药卷进行试验，以获得最大和最小殉爆距离，检验炸药性能是否合格。

（2）导爆管性能试验：包括非电毫秒塑料导爆管起爆感度、延期量和准爆性检查，以检验其性能是否合格。

（3）导爆索性能试验：进行导爆索起爆感度、防潮能力、拉力性能试验，以检查其是否符合要求。

2.2爆破施工工艺试验
（1）爆破孔的布置参数试验：包括最有效的钻孔孔径、间排距、深度和倾角。

此项分为梯段爆破和预裂或光面爆破试验。

（2）钻孔设备选型：通过现场钻孔，选择针对粘土岩，最有效的钻孔设备和钻孔深度。

（3）装药参数试验：包括所采用的炸药类型、单位耗药量、有效封堵长度以及合理的线装药量和装药结构。

（4）起爆网络试验：选择合理的起爆网络，包括雷管型号、孔内、孔间、排间延期时间、延期顺序、起爆方式等设计参数。

（5）爆破振动效应和岩石纵波波速试验：通过爆破质点振动速度量测和弹性波或声波测试，以确定最大单响起爆药量和保护层的范围等控制参数。

（6）爆破警戒范围试验：通过现场爆破试验，确定最有效的封堵长度、选择合理的最小抵抗线和爆破飞石控制范围，作为爆破警戒范围确定的依据。

3.试验依据
现场爆破试验依据《爆破安全规程》、《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）、合同文件技术条款现场试验和爆破材料的试验。

4.试验场地选择
根据现场实际覆盖层开挖进度和风机基础结构布置情况，爆破试验场地初选在风机基础石开挖部位，便于试验并使试验结果具有代表性。

5.试验规划
5.1爆破材料试验
根据现场使用的各种类型爆破材料，在到货后立即进行相应性能试验，试验场地初拟在38#风机基础进行，渣场地势低洼，周围300m范围无建筑物、人员，试验安全。

5.2爆破工艺试验
初拟爆破参数如下：
表 1 浅孔梯段爆破参数
层，采用细砂填充，以获得保护层一次爆破开挖参数。

表 2 深孔梯段开挖爆破参数
2.结合第一次深孔梯段爆破试验，在后续的梯段爆破孔底部加10～20cm 的柔性垫层，采用细砂填充，获得保护层一次开挖爆破参数。

6.试验方法
6.1爆破材料性能试验
（1）殉爆试验：
选择试验场地初拟在38#风机基础进行，场地为土质，地势较为低洼，选择2#岩石φ32mm普通药卷和φ76mm药卷进行试验，试验方法如下：先整平试验场地，在地面挖一沟槽，沟槽深度略大于药卷直径的一半，并修整使沟槽壁面光滑，清除沟槽两侧50cm范围的石渣或石子。

将两节被试炸药卷平放在沟槽中，在其中一卷炸药卷中插入火雷管或导爆管，并使其尾部聚能穴对准另一被试炸药卷，准备好安全警戒，然后引爆。

试验药卷每两卷为一组，间隔先由5cm开始，最大为6cm ，通过试验，检查到货炸药卷殉爆是否能满足出厂要求，并为现场施工提供参考。

（2）非电毫秒塑料导爆管性能试验：
直观检查：
在不同段号的五箱（件）内，每箱（件）任取一组，共5卷，每组8发（根），每根管长不小于1.2m，先进行直观检查，应无断管、漏管、漏药、管壁断药等缺陷，其抗拉强度在50～70N拉力下，不得变细。

准爆性检查：
按上述检查频率选取导爆管，会同监理人在选定的场地进行准爆性检查，如第一次出现拒爆，可重复选取一组，进行二次试验，如仍有拒爆，则该批导爆管质量为不合格，应通知厂家按行业要求进行处理，禁止用于施工生产。

起爆感度检查：
限于现场试验条件，本项检查以出厂技术参数为准，现场拟结合生产需要，采用一发电雷管分别对5发和10发导爆管进行激发检验，检查该联接方式下导爆管的起爆感度，并结合殉爆试验，检查其起爆炸药的性能，作为现场联接起爆网络的控制参数。

延期量检查：
限于现场试验条件，本项检查以出厂技术参数为准，现场试验拟结合爆破试验和爆破开挖施工进行，通过爆破频谱分析，校核使用段别的延期量是否符合其误差值范围。

（3）导爆索性能试验
在其中四箱内，每箱任取4卷，进行外观、起爆性能、防潮能力、拉力性能检验。

按以上取样频率，在其中随机截取3段，每段2m长，一段插入普通炸药卷
中，另一端绑扎一发火雷管，检查其起爆性能。

应能全部起爆。

按以上取样频率，在其中随机截取3段，每段5m长，两端采用沥青膏密封，浸入10°～25°的静水中，浸泡5小时后，按规定方法连接，应传爆可靠。

抗拉：承受500N静拉力后，仍能保持原有的爆轰性能。

6.2爆破工艺试验
（1）浅孔梯段爆破工艺试验
主要目的是获得深孔爆破钻孔比较困难或建基面保护层开挖的钻孔布置和装药参数，浅孔爆破根据施工场地分为一般石方爆破和控制爆破（保护层），并在斜坡面应用预裂爆破技术，以保证成形，减少超欠挖。

根据开挖区已揭露的粘土岩试钻情况，浅孔爆破试验工艺计划采用φ42mm 钻孔直径和φ32mm装药直径，进行3m梯段拉槽爆破试验，以结合试验创造梯段爆破条件，最大单响起爆药量控制在200kg以内。

钻爆参数见浅孔爆破参数表中一般爆破参数，并通过初次爆破试验，为下一次钻爆试验提供设计参数，其钻孔布置及装药结构见一般浅孔钻爆参数图。

浅孔爆破试验工艺如下：爆破面清理→测量放样→钻孔布置→孔口清理→钻孔定位→钻孔→装药→起爆网络联接→电起爆→出渣及爆破效果数据分析→二次试验→确定爆破施工参数
（2）浅孔控制爆破和预裂爆破施工工艺试验
在第一次槽爆破试验之后，利用已形成的台阶，结合第二次爆破试验，进行预裂爆破试验，第二次钻爆参数分别按一般钻爆参数和控制爆破参数分别进行试验，其目的是验证二次设计的一般钻爆参数和进行第一次控制钻孔设计和装药参数试验。

计划采用φ42mm钻孔直径和φ32mm装药直径，进行1.5m、3m梯段钻爆和预裂爆破试验。

其钻孔布置及装药结构见浅孔钻爆和预裂爆破参数图。

浅孔控制爆破试验工艺如下：
爆破面清理→测量放样→钻孔布置→孔口清理→钻孔定位→钻孔→装药→起爆网络联接→电起爆→出渣及爆破效果、数据分析→二次试验→确定爆破施工参数
预裂爆破试验计划采用φ42mm钻孔直径和φ32mm装药直径，并按预裂爆
破装药结构要求，对底部加大线装药、对孔口减少线装药量，为防止孔口出现爆破漏斗，仅采用纸团简单封堵在药串顶部，钻爆参数见浅孔爆破参数表中光面爆破孔参数。

为尽大限度通过一次光面爆破试验获得合适的参数，光面爆破孔距和线装药量按分段布置，每段不得小于5孔，以保证成缝。

计划光面孔孔距为60cm、线装药量为150g/m设计参数试验孔布置20个；孔距为80cm、线装药量为180g/m设计参数试验孔布置20个，共40个光面爆破试验孔，采用间隔不偶合装药，最大单响起爆药量控制在15kg以内。

开挖面开挖出后，检查其半孔率和平整度，应达到《水工建筑物岩石基础开挖技术规范（SL47-94）》的要求。

预裂爆破爆试验工艺见附图1。

（3）深孔梯段爆破工艺试验
深孔梯段爆破试验拟进行一般梯段爆破和底部添加柔性垫层梯段爆破试验，主要目的是获得合理的钻孔布置和装药参数。

参考浅孔钻爆试验结果，进行深孔梯段爆破工艺试验。

拟选择在消力池轴线附近，计划采用φ110mm钻孔直径和φ76mm装药直径，结合预裂爆破试验进行6.0m梯段钻爆试验，最大单响起爆药量控制在200kg以内。

钻爆参数见深孔爆破参数表中爆破孔参数。

并通过初次爆破试验，为下一次钻爆试验提供设计参数，其钻孔布置及装药结构见深孔钻爆参数图。

深孔爆破试验工艺如下：爆破面清理→测量放样→钻孔布置→孔口清理→钻孔定位→钻孔→装药→起爆网络联接（爆破振动观测点布置）→电起爆→出渣及爆破效果、数据分析→二次试验→确定爆破施工参数
（4）深孔预裂爆破工艺试验
深孔梯段预裂爆破试验拟结合深孔梯段爆破试验进行，沿一般梯段爆破试验范围一侧边线布置预裂爆破孔，进行预裂爆破参数试验和预裂面减震效果对比试验，以获得合理的预裂爆破参数。

预裂爆破工艺流程图1
深孔梯段预裂爆破工艺试验，计划采用φ90mm钻孔直径和φ25mm装药直径，并按预裂爆破装药结构要求，对底部加大线装药、对孔口减少线装药量，为防止孔口出现爆破漏斗，仅采用纸团简单封堵在药串顶部，钻爆参数见深孔爆破参数表中预裂爆破孔参数。

为尽大限度通过一次预裂爆破试验获得合适的参数，
预裂爆破孔距和线装药量按分段布置，每段不得小于5孔，以保证成缝。

计划孔距为100cm、线装药量为200g/m设计参数试验孔布置20个，共40个预裂爆破试验孔，采用间隔不偶合装药，最大单响起爆药量控制在15kg以内。

爆后，地面贯穿裂缝应为1～2cm，预裂面开挖出后，检查其半孔率和平整度，其不平整度不应大于15cm，孔壁表层不应产生明显的爆破裂隙，残留炮孔痕迹保存率应达到《水工建筑物岩石基础开挖技术规范（SL47-94）》第3.4.1条的规定范围。

为保护预裂面的完整和拉裂主爆破孔和预裂孔之间的岩体，在主爆破孔和预裂孔之间需设置缓冲层，缓冲层孔距2.0m，距预裂面的距离初步确定为1.2m，与预裂孔平行，缓冲孔底部与主爆孔的水平距离为1.2m。

缓冲孔采用连续不偶合装药形式，装药直径φ90mm，最大单响起爆药量控制在20kg以内。

（5）起爆网络试验
根据类似工程实践经验，本工程拟采用孔内延时起爆，孔外延期传爆的顺序起爆网络。

设计起爆网络时，要求预裂孔起爆前，主爆破孔孔外传爆应完成，减少拒爆因素。

预裂爆破的起爆采用导爆索，与主爆破孔一同爆破时，预裂孔应超前主爆破孔50ms以上。

利用导爆索单独进行预裂时，若预裂孔较多，可按单响药量要求控制，每5～10个孔一组，各组间以MS2段毫秒非电塑料导爆管分开。

按现场爆破规模条件，孔内采用MS10段毫秒微差塑料导爆管，孔外在孔间采用MS2段毫秒微差塑料导爆管传爆，排间采用MS3段毫秒微差塑料导爆管传爆，起爆网络采用电雷管激发，。

其起爆网络施工工艺如下：
起爆材料现场外观检查→结合爆破设计进行段别区分→孔内外段别分类→孔内段别安装→由起爆网络末端开始联接→中间部分网络联接→起爆点联接→网络检查→准备引爆器材→引爆
（6）钻孔及装药工艺试验
根据本工程地质岩性特点，本试验项目主要是探讨适合该地质条件下的最优钻孔深度、孔径、倾角的钻孔机械和正确的装药工艺。

本试验项目拟对液压钻、潜孔钻和手风钻等钻孔设备进行钻孔深度、钻孔倾角和钻孔效率对比，以确定最优钻孔机械设备。

为保证爆破效果和预裂面的平整度，其钻孔质量控制如下：
钻孔前清理干净孔口附近的浮碴，由测量放出预裂线或孔位，并用白粉按设计点出孔位，其放样误差不大于±1°。

钻机定位后，采用地质罗盘贴在钻机滑架侧面，按设计倾角调整钻杆同水平面的夹角，钻孔倾角误差不大于±1°，炮孔定位偏差不大于±5cm。

光面孔或预裂孔定位应采用三垂线定理进行钻孔定位，保证光面或预裂面符合设计要求且平顺。

开孔时，应缓慢加压，钻进20cm后，检查并校核钻孔倾角，使符合设计要求，然后继续钻孔，并在钻孔过程中，根据钻进情况，调整钻进压力和钻进速度，保证钻孔精度。

炮孔装药前清除孔内粉尘，按爆破设计自下而上装入药卷，起爆体应安装在距孔底1/3以内，采用反向起爆方式，主爆孔采用连续装药，预裂孔、光爆孔间隔装药。

（7）安全防护及警戒
爆破试验过程中，最小抵抗线的设计应偏离营地或居民区，并对爆破孔的封堵质量严格控制和检查。

爆破前，明确爆破预警、爆破开始、爆破结束等信号，并在爆破区附近张贴爆破时间明示，爆破前，对爆区附近无法移动的设备、建筑物等，根据情况予以防护。

爆破施工时，在爆破区四周布置彩色警戒线，安排专人进行爆破警戒，并配置对讲机，保持警戒联络。

7.爆破试验计划
表 3 爆破试验计划安排
点和测试数量。

2. 弹性波或声波测试在开挖到主要建筑物基岩时，按监理人要求安排测试点和测
试数量。

3.所有试验均应由监理工程师进行旁站。

8.爆破试验器材
8.1试验仪器
表 4 试验仪器
8.2试验材料
表 5 爆破试验材料。