•16•四川水利2021.No.2两河口水电站砂板岩坝肩开挖爆破试验研究 张伟
（中国葛洲坝集团第二工程有限公司，成都，610091）
【摘要】两河口水电站地质条件复杂，坝肩边坡开挖要求严格，通过采用预裂爆破和光面爆破试验，详细分析了两种爆破试验的效果及爆破声波检测成果，得出了适用于砂板岩地质边坡爆破开挖的施工建议。 【关键词】砂板岩预裂爆破光面爆破爆破开挖两河口水电站
中图分类号:TV554.1文献标识码:A文章编号：2095-1809（2021）02-0016-03
1概述
1.1工程概况
两河口水电站大坝心墙混凝土盖板基础边坡从高程2615m至2875m，高差260m，其中左岸坝肩开挖高程为2615m至2995m,2875m以下坡比为1： 1.30
1.2地质条件
两河口水电站左坝肩开挖边坡地形坡度约55°，出露岩性主要以变质粉砂岩夹粉砂质板岩为主，局部为粉砂质板岩和薄层状变质砂岩夹粉砂质板岩。边坡岩体主要位于弱卸荷、弱下风化带，局部位于强卸荷、弱上风化带内，上游侧边坡出露断层与坡面相交角度较大、陡倾下游，破碎带主要由碎裂岩、片状岩及糜棱岩组成。
2试验目的及试验内容
2.1试验目的
通过对比试验，根据预裂爆破、光面爆破后效果及爆破声波检测成果，确定两河口砂板岩质坝肩开挖爆破采取的方式、线装药密度及装药结构。
2.2试验内容
在左坝肩坡比1： 1.3的边坡，高程2820m~ 2810m进行预裂爆破和光面爆破试验。以坝轴线为界，上游侧（坝）0-028.37~（坝）0±000.00范围边坡采用预裂爆破，下游侧（坝）0±000.00~（坝）0+025.93范围边坡采用光面爆破，并对爆破声波数据进行分析，确定适用于左坝肩2875m以下1：1.3坡比边坡开挖的爆破方式及参数。 3试验过程
3.1测量放样
由测量队对每个预裂孔、光爆孔孔位放样，孔距均为80cm。
预裂孔、光爆孔钻孔前搭设钻孔样架。样架贴开挖坡面搭设，坡面设置C25@1m插筋，固定样架钢管。为满足下一台阶钻机架钻要求，采用技术性超欠挖进行开挖，孔口欠挖10cm，孔底超挖50c叫故钻孔角度（即钢管导向夹角）为38.22°，样架由测量放样后，利用量角器和坡度尺等进行现场调整，最后再由测量仪器进行校核。钻孔样架设计见图1。
胸膜图1钻孔样架设计
3.3钻孔
3.3.1预裂、光爆孔
预裂、光爆钻孔采用QZJ-100B潜孔钻，钻孔
2021.No.2四川水利-17-
直径"89。预裂孔及光爆孔间距均为80cm，孔底超深50cm。
开钻前先由测量人员按爆破设计布孔参数放出开孔位置，采用红油漆在现场做好标识，由现场管理员对钻孔人员发出钻孔任务书(钻孔位置、角度、深度、孔数)，钻孔人员按照钻孔任务书所示角度将钻机采用钢管样架固定，采用扣件将钻机导轨和样架连接稳固，钻机就位后用坡度尺和其他测量仪器检查钻孔倾角和孔向，钻孔钻进30cm左右时调校钻孔偏斜度，确保在设计轮廓面内钻孔成孔，钻孔过程中随时对钻孔深度和角度进行纠偏调整。
3.3.2缓冲、主爆孔
缓冲孔、主爆孔采用CM351钻机或D7液压钻机钻孔，钻孔直径"115，预裂爆破区域间排距4.0mX4.5m，光面爆破区域间排距3.0mX4.0m，孔深均为13.2m，钻孔时若出现飘孔，需将成孔深度减少至10m~12m，孔底超深80cm。
在钻孔布孔时需避开软弱夹层，由质检员对钻孔孔网参数及质量进行检查，要认真检查钻孔间排距、角度及深度等控制性技术指标是否满足要求。
钻机就位后用自制量角器或地质罗盘及坡度尺检查钻孔孔向和倾角，钻孔钻进50cm左右时检查和调校
钻孔偏斜度，确保钻孔质量。钻孔完成后采用水泥纸将孔口堵好，以防石渣落入孔内堵孔。若出现严重塌孔导致无法成孔时需进行换位钻孔。
3.3.3钻孔质量要求。样。
(2)主爆孔钻孔实际孔位与设计孔位的偏差不宜大于孔间排距的8%。
(3)钻孔倾角与方向偏差，主爆孔不宜大于2°，预裂爆破和光面爆破孔不宜大于1°。
(4)钻孔开钻角度应符合爆破设计的规定。缓冲、主爆孔深允许偏差宜为+20cm，预裂、光面爆破孔宜为±5cm。
(5)钻孔完成后清除孔内积水和岩渣，并对孔口简易封堵进行保护。
(6)对钻孔堵塞后不能装药的孔进行扫孔或重钻。
3.4验孔
每个钻孔完毕后，进行孔深的检查。预裂孔超深时先回填，后装药。在钻孔钻进过程中，进行孔的方位角和倾角的检查；在所有的钻孔工作完毕后，进行孔深、孔位角、倾角等孔网参数的检查。所有钻孔的参数误差需在设计范围内，否则需重新进行钻孔或扫孔处理。
3.5装药及装药结构
3.5.1预裂爆破
预裂孔采用不耦合间隔装药，底部加强装1200g，每30cm装1/3节"32药卷，按装药设计间隔布置在竹片和上，竹片和药串放入预裂孔内，药串面向岩体开挖一侧。标准段线装药密度为223g/m，孔口段每30cm装1/4节"32药卷，共3支，堵塞长度为201cm，单孔装药量为4.23kg，平均线装药密度257g/m。预裂爆破孔设计装药结构见图2。
(1)钻孔孔位应根据爆破设计进行现场放
缓冲孔及主爆孔采用耦合连续装药，缓冲孔单孔装药量为53kg，主爆孔单孔装药量为133kg，堵塞长度均为260cm，单耗为0.45kg/m3。
3.5.2光面爆破
光爆孔采用不耦合间隔装药，底部加强装药800g，每33cm装1/3节"32药卷，按装药设计间隔布置在竹片和上，竹片和药串放入光爆孔内，药串面向岩体开挖一侧。
标准段线装药密
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张 伟：两河口水电站砂板岩坝肩开挖爆破试验研究2021. No. 2
度为203g/m ，孔口段每30cm 装1/4节"32药卷， 平均线装药密度219g/m 。光面爆破孔设计装药共3支，堵塞长度为203cm ，单孔装药量为3.7kg,
结构见图3。
堵塞段
44
203
灰空间1690
30x3=9041 x 67=2747g 800k
（2+2） x 200g
二f
标唯娥密脳OJg/u，輒药量=8MM747+1炉3697g，平城密取19g/«i
一 3x50g ・150g
）3x41=1353
图3光面爆破装药结构
测。
缓冲孔及主爆孔采用耦合连续装药，缓冲孔 单孔装药量为55kg ，主爆孔单孔装药量为137kg, 堵塞长度均为260cm ，单耗为0. 45kg/m 3。
3.5.3堵塞
预裂孔及光爆孔药串安装入孔后，用纸团等
松软物质压在药柱上，孔口段采用细岩砂堵塞捣
实，堵塞长度2m 左右，缓冲孔和主爆孔堵塞长度 不小于 2. 5m~3. 0m 。
3.6起爆网络
预裂孔、光爆孔、缓冲孔、主爆孔起爆网络采
用孔内延时，孔外分段，电一同起爆。预裂爆
破， 预裂孔先于主爆孔起爆; 光面爆破， 主爆孔先 于光爆孔起爆。
3. 6. 1预裂爆破
预裂爆破采用非电起爆，毫秒导爆管
继爆,10孔一响，最大单响药量为42. 3kg ，预裂孔
与主爆孔同一网络起爆，预裂孔先行起爆，起爆时
间超前相邻主爆孔100ms 以上。缓冲孔、主爆孔 采用双导爆管反向起爆，最大单响药量为266kg 。
起爆网络采用电起爆。
3.6.2光面爆破
光面爆破采用非电起爆，毫秒导爆管 继爆,10孔一响，最大单响药量为37kg ，光爆孔与
2019年国庆70周年筹备
主爆孔同一网络起爆，光爆孔最后起爆，起爆时间 较相邻主爆孔晚100ms 以上。缓冲孔、主爆孔采
用双导爆管反向起爆，最大单响药量为274kg ，起
爆网络采用电起爆。
3.7爆破声波检测
在爆破试验期间，对左坝肩预裂与光面爆破
对比试验进行了声波检测。共布置了6组爆前爆
后单孔声波和 3 组爆前爆后对穿声波测试进行检
4爆破效果对比分析
预裂爆破试验段为心墙基础下游侧，边坡岩 体强风化、大部分较为破碎，爆破后残孔率为
25%，不平整度小于 15cm 。
光面爆破试验段为心墙基础上游侧， 边坡岩 体弱风化、部分较为完整，爆破后残孔率为73% ,
满足规范及设计要求，但不平整度大于15cm 。根 据现场试验效果来看，由于光爆孔间距大、装药量 较小，致使相邻两残留炮孔间不平整度平均为
东丰县第二实验小学18cm 。
根据爆破损伤检测，单孔声波和对穿声波在
1. 0m 、
2. 0m 、5. 0m 各处衰减率均未超过10% ，满
足设计要求，说明预裂、光爆装药量及单响药量适
中，但仍有调整空间，可进一步优化。
5总结及建议
通过预裂爆破与光面爆破对比，爆破后残孔
率均满足设计要求， 但光面爆破不平整度大于设
全面发展观计标准值，且单孔声波及对穿声波衰减率大于预
裂爆破，对边坡损伤较大。若采用光面爆破，则需
减小缓冲孔与光爆孔距离及光爆孔间距，同时需
采用预留保护层并减小梯段高度的方式施工，需
多次进行试验比选最优参数才能取得更好的效
果，那么就会增加大量的施工投入，从而导致施工 进度缓慢，故不建议全面进行光面爆破施工。建 议后续施工中采用预裂爆破的方法进行施工，并
教育财会研究根据现场实际地质条件编制爆破设计，针对不同
的地质条件，调整合理的爆破参数。
作者简介：
张伟(1986. 05-)，男，重庆万州人，大学本科，高级工程 师，主要从事水利水电建设工作。
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