长潭岗水电站拱坝坝肩基础保护开挖

电力18讯：    摘要：针对长潭岗水电站大坝坝肩基础开挖施工面狭窄、垂直开挖高度大、交通不便、质量要求高、不宜使用大中型钻孔设备钻孔等特点，采用手风钻钻孔，将预裂爆破、梯段爆破、微差爆破等深孔爆破技术的一般原理和方法，综合应用于小孔径浅孔，在梯段范围内一次性毫秒微差爆除开挖体，具有良好的保护开挖效果和显著经济效益。主要介绍了该工程爆破参数选择，钻孔与装药施工要点，起爆网络设计布置，爆破效果评价等。

关键词：坝肩基础开挖；预裂爆破；梯段微差爆破；爆破参数；爆破施工；长潭岗水电站

长潭岗水电站工程是沱江流域的龙头水利工程，以发电为主，兼顾沿河防洪和工农业用水。水库库容9970万m3，电站装机3×4000kW，年均发电量 3725万kW・h。水库大坝为150号小石子混凝土砌石双曲拱坝，坝顶泄洪，坝高87．6m，坝顶厚5m，坝底厚15m，大坝厚高比0．17。坝肩建基面为一扭曲面，平均开挖宽12m，平均开挖厚11．6m，开挖最大高度93m，开挖方量2．6万m3。

1  工程地质条件

长潭岗水电站位于廖家桥―千工坪向斜，向斜轴向10°~20°，坝肩部位出露岩层为寒武系比条组上统中厚―厚层状泥纹灰岩及夹薄层状泥质灰岩。饱和抗压强度为39~133．5MPa，弹性模量为26．1~82．2 Gpa。岩层倾向河上游，倾角10°~26°，层理、节理较发育，岩层分层明显，层面之间为铁泥质充填或无充填，岩层裂隙和溶洞较发育。



2 开挖要求及开挖方法选择

大坝设计对基础开挖提出了较高要求

a．在质量上，必须保证开挖面平整完好，基岩不受损伤，无松动浮石、危石，无超欠挖，尤其是坝端建基面要严格沿设计扭曲面成型，能满足建筑结构 尺寸和力学要求。

b．在经济上，必须最大限度减少基础开挖工程量 及开挖面撬凿，清理工作量，节省爆破器材，降低造价。

c．在时间上，必须尽量加快施工进度，缩短工期。同时考虑到坝肩基础开挖高度大、坡度陡、交通不方便、施工面狭窄，仅70~200m2，不宜采用大中型钻孔设备。

基于此，参照大孔径深孔预裂、梯段、微差等爆破技术的一般原理和方法，结合本工程实际情况，经过现场实验加以改进、创新，形成与本工程开挖要求、钻孔设备、施工条件相适应的小孔径浅孔预裂、 梯段、微差爆破技术。并将各项技术联合应用，对开挖体周边沿设计开挖面进行预裂，对开挖体主炮孔采用小梯段分排毫秒微差起爆及预裂孔与主炮孔之间毫秒微差起爆，在梯段范围内一次性毫秒微差爆除开挖体。



3爆破参数选择

3．1 选择爆破参数的原则和方法

本工程选择爆破参数的原则是：首先根据深孔预裂、梯段、微差爆破选择参数的一般原则和方法，结合本工程钻孔设备情况、施工场地情况、开挖要求和目的、岩石力学性质和地质特点、爆破技术组合种类、爆破器材特性等，由经验公式初算爆破参数[1，2]，再经过5次以上具体实验，根据实验情况分析确定各参数，施工中根据局部地段情况的变化，对个别参数进行调整。



3．2预裂爆破参数

a．孔径d和孔深H。采用手风钻钻孔，根据坝肩地质情况，经实验选取经济合理的孔径和孔深：d 为40mm，H为1．5~2．5m。

b.孔距a和孔距系数n。根据孔径、岩石力学性质和地质结构特点取a为40~60cm，n为10~15。

c．线装药密度q和单位用药量c。根据孔径、孔距、岩石性质、炸药特性等取q为110~200g／m，c 为0．1~0．6kg／m3。

d．药卷直径和不偶合系数β。选用乳胶炸药， 药卷就地加工，根据孔径和线装药密度取药卷直径为20~25mm，β为2~1．6。

3．3 主炮孔梯段微差爆破参数

a．孔径d′和孔深扩H′。本工程采用的是预裂孔与主炮孔一次性微差起爆的开挖方法，因此，主炮孔即梯段微差爆破孔的孔径和孔深与预裂孔一致：

d′＝ d= 40mm

H′＝H＝1．5~2.5m

b．底板抵抗线ω1和孔径系数k。根据孔径、岩石性质、梯段高度等确定：ω1为110~140cm，k为 27．5~35．0。

c．排距ω2、孔距a′和密集系数m。本工程采用的是小梯段多排孔排间毫秒微差起爆，排距选择与底板抵抗线相同。孔距根据排距、梯段高度、孔经、岩石性质确定，并尽量控制ω2×a′为常数。对于与预裂面相邻的主炮孔，其孔位至预裂面的距离为设计孔距或排距的一半。

ω2＝ω1＝110~140 cm

a′＝l60~125 cm

m=1．1~1．2

d．单孔装药量Q和单位用药量C’。根据梯段高度、排距、孔距、岩石性质、炸药特性确定：Q为0．8 ~2．4kg/孔，C’为0．3~0.5kg／m3。

4  爆破施工要点

4．1钻孔

采用带气腿手风钻钻孔。首先根据设计参数用油漆标出孔位和钻孔深度。钻孔时，用气腿固定，做到准、正、直、齐。对于建基面预裂孔，严格控制其与坝端设计扭曲面一致，具体操作时，为便于开钻，控制孔口离开设<