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本文作者：桑興國(guó)作者單位：安徽水安建設(shè)集團(tuán)股份有限公司

1.編制依據(jù)及說(shuō)明

（1）依據(jù)國(guó)家和水利部相關(guān)法規(guī)和文件。（2）根據(jù)相關(guān)文件和白虎潭水庫(kù)施工圖紙《大壩基礎(chǔ)開(kāi)挖平面圖》、《開(kāi)挖開(kāi)挖縱剖面圖（3-1、3-2、3-3）》、《大壩開(kāi)挖斷面圖（5-1、5-2、5-3、5-4、5-5）》及說(shuō)明。（3）根據(jù)《爆破安全規(guī)范》GB6722-2003、《水利水電工程爆破施工技術(shù)規(guī)程》DL/T513-2001。

2.工程概況

白虎潭水庫(kù)壩址位于河南省靈寶市蘇村鄉(xiāng)坂里村南部山區(qū)，位于黃河一級(jí)支流弘農(nóng)澗河一級(jí)支流段密澗河上上游。水庫(kù)規(guī)劃以靈寶市城區(qū)供水為主，兼顧防洪、灌溉、發(fā)電燈功能。水庫(kù)流域面積為116km2，設(shè)計(jì)洪標(biāo)準(zhǔn)為50年一遇，500年一遇洪水校核。水庫(kù)總庫(kù)容999萬(wàn)m3，興利庫(kù)容597m3。大壩為碾壓砼重力壩，設(shè)計(jì)壩高76.3m，壩頂長(zhǎng)度180.5m。水庫(kù)的主要建筑物由大壩（包括擋水壩段和溢流壩段）、排沙洞、供水引水管道以及下游電站組成。大壩左、右岸邊坡開(kāi)挖各分十個(gè)臺(tái)階，每層臺(tái)階開(kāi)挖梯段高度一般為6～12m，臺(tái)階寬度為3～15m。

3.地形地質(zhì)

壩址區(qū)屬中低山侵蝕峽谷地形，“V”字行河谷，地勢(shì)起伏，高差大，地形地貌較復(fù)雜。壩區(qū)河道較順直，河谷底寬20～40m，高程654～656m，呈北東走向，河床比降約2/1000，谷底和兩側(cè)山頂相對(duì)高差150～200m。山體陡壁巖石裸露，斷裂發(fā)育；緩坡多為薄層坡積層覆蓋，植被發(fā)育；溝谷方向受斷層和裂隙控制。壩址區(qū)主要出露有中元古界熊耳群許山組流紋班巖，上覆第四紀(jì)黃土、碎石土以及砂卵石等。區(qū)內(nèi)斷裂以走向近東西方向的最為發(fā)育，橫切河谷，多傾向東北，其次為近南北方向的斷裂。根據(jù)鉆探、平硐及聲波探測(cè)，壩址區(qū)基巖強(qiáng)風(fēng)化厚度一般為5m左右，部分小于1m。微風(fēng)化巖體巖面分布高程各處不一，微風(fēng)化巖體中常夾有囊狀強(qiáng)～若風(fēng)化巖體。壩址區(qū)出露的巖石主要為弱風(fēng)化，局部為強(qiáng)風(fēng)化；強(qiáng)風(fēng)化主要呈帶狀，夾層狀，球狀等分布于斷層帶、影響帶、節(jié)理密集集中。根據(jù)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》（GB50218-94）確定強(qiáng)風(fēng)化巖體基本質(zhì)量級(jí)別為Ⅳ級(jí)，弱風(fēng)化巖體基本質(zhì)量級(jí)別屬Ⅲ級(jí)偏差巖體，微風(fēng)化巖體基本質(zhì)量級(jí)別屬Ⅲ級(jí)偏好巖體。

4.爆破試驗(yàn)

4.1爆破試驗(yàn)?zāi)康?/p>

根據(jù)控制爆破要求中的有關(guān)規(guī)定，通過(guò)本次爆破試驗(yàn)以獲得大規(guī)模爆破的最優(yōu)爆破參數(shù)；了解爆破對(duì)周?chē)情_(kāi)挖巖體的破壞情況和范圍；掌握爆破質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)衰減規(guī)律，預(yù)報(bào)振動(dòng)量級(jí)，通過(guò)實(shí)際監(jiān)測(cè)，控制爆破規(guī)模，降低爆破振動(dòng)效應(yīng)，以確保爆區(qū)周?chē)槐Ｗo(hù)建筑物安全穩(wěn)定。擬進(jìn)行施工期的安全監(jiān)測(cè)和爆破試驗(yàn)相結(jié)合的方案，為施工提供合理的鉆爆參數(shù)、起爆方式及爆破控制參數(shù)，為工程驗(yàn)收提供必要的資料。

4.2爆破試驗(yàn)內(nèi)容

4.2.1鉆孔設(shè)備

主要采用YQ-100B露天潛孔鉆，供風(fēng)采用13立方米內(nèi)燃空壓機(jī)。

4.2.2試驗(yàn)地點(diǎn)

為了使爆破試驗(yàn)選定的參數(shù)能接近或符合壩體爆破的需要，爆破試驗(yàn)地點(diǎn)初步選定在白虎潭水庫(kù)附近與壩基地質(zhì)條件相類(lèi)似的區(qū)域進(jìn)行爆破試驗(yàn)。

4.2.3梯段爆破參數(shù)選擇

根據(jù)巖石情況及邊坡開(kāi)挖的要求，此次試驗(yàn)選用預(yù)裂爆破與梯段爆破相結(jié)合的方式進(jìn)行爆破，選擇合適的爆破參數(shù)，為了滿足設(shè)計(jì)要求邊開(kāi)挖邊支護(hù)的要求，臺(tái)階分梯段高度H=10m進(jìn)行開(kāi)挖。爆破參數(shù)確定如下：

（1）鉆孔直徑d

取d=100mm

（2）臺(tái)階高度H：取H=10m

（3）底盤(pán)抵抗線WdWd=HDηd150

式中：D為巖石硬度影響系數(shù)，一般取0.46～0.56，堅(jiān)硬巖石取小值，松軟巖石取大值；η為臺(tái)階高度影響系數(shù)，參見(jiàn)表2-1確定。表2-1高度影響系數(shù)η的確定堅(jiān)硬巖石Wd=3.1取3.0m，松軟巖石Wd=3.73取3.8m

（4）孔長(zhǎng)L和超鉆深度△H：

△H=（0.15～0.35）Wd式中系數(shù)在臺(tái)階高度大、巖石堅(jiān)硬時(shí)取大值，堅(jiān)硬巖石△H=1.05取L=1.0m，松軟巖石L=0.574取L=0.6m

孔長(zhǎng)L：L=（H+△H）/sina式中a與臺(tái)階坡面角相同，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙邊坡開(kāi)挖系數(shù)1:0.2推算α=78.7°

堅(jiān)硬巖石L=11.22取L=11.2m，松軟巖石L=10.81取L=10.8m

（5）孔距a和排距b：

孔距a=mWdm=1.0～2.0

軟巖a=3.8～7.6取值a=4.5m

硬巖a=3.0～6.0取值a=4.0m

按排距間孔呈等邊三角形布置b=asin60°=0.886a

硬巖a=4.0mb=3.987m取b=3.5m

軟巖a=4.5mb=4.873m取b=4m

（6）堵塞長(zhǎng)度L1：深孔臺(tái)階爆破的堵塞長(zhǎng)度可供參考以下式確定：

L1≥0.75WdL1=（20～30）dL1=（0.2～0.4）L堅(jiān)硬巖石L1=3.36取L=3.4m，松軟巖石L=3.24取L=3.2m

（7）單孔裝藥量：

前排炮孔的單孔裝藥量：Q=qaW1H:

后排炮孔的單孔裝藥量：Q=qabH

q值為深孔臺(tái)階爆破單耗，一般軟巖0.15～0.3kg/m3，中硬巖0.3～0.45kg/m3，硬巖0.45～0.6kg/m3。

前排炮孔的單孔裝藥量

堅(jiān)硬巖石Q=0.5*4.0*3.5*10=70kg

松軟巖石Q=0.25*4.5*4.0*10=45kg

4.2.4預(yù)裂爆破參數(shù)的選擇

（1）坡面角根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙邊坡開(kāi)挖系數(shù)1:0.2來(lái)推算=78.7°。

（2）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況取D=100mm，孔間距a=0.9m，單孔裝藥量280g/m。

（3）堵塞長(zhǎng)度L1：0.6~2.0取L1=1.2m，底部0.5~1.5m孔底裝藥增加2~3倍，頂部1~3m的線裝藥量適當(dāng)減少。裝藥示意圖如下：（略）。

（4）鉆孔深度L預(yù)裂爆破的臺(tái)階高度10m，超鉆深度為0.4~1.0m取h=0.6m鉆孔深度L=10.6m

4.2.5孔距的平面布置圖和剖面布置圖如下：（略）。

5.現(xiàn)場(chǎng)爆破試驗(yàn)

5.1測(cè)量放樣

用儀器精確地測(cè)量出上邊坡線的位置，作好標(biāo)記，按設(shè)計(jì)的光爆參數(shù)進(jìn)行布孔，確定鉆孔的位置，用紅油漆作上標(biāo)記。

5.2鉆孔

按按設(shè)計(jì)的炮孔位置和角度進(jìn)行鉆孔作業(yè)，指派專(zhuān)人負(fù)責(zé)鉆孔的定位和確定的角度及方向。

5.3裝藥

各鉆孔驗(yàn)收合格后，進(jìn)行裝藥。首先綁扎藥卷，本工程使用的炸藥為直徑32mm、長(zhǎng)15cm、每卷重150g的乳化炸藥，根據(jù)線裝藥密度和裝藥長(zhǎng)度，將炸藥綁扎在竹片上，藥卷緊靠導(dǎo)爆索。對(duì)于硬巖炮孔底部2m連續(xù)捆綁10卷炸藥，其他地段平均每米捆3卷炸藥；對(duì)于軟巖炮孔底部2m連續(xù)捆綁8卷炸藥，其他地段平均每米捆2.5卷炸藥；竹片靠向保留邊坡側(cè)。爆前認(rèn)真檢查，確定施工無(wú)誤且安全措施就位后，方可起爆。

5.4堵塞

預(yù)裂爆破孔口留有1.2米堵塞段、梯段爆破留有2.2米堵塞段。堵塞時(shí)先用木棍將塑料袋或紙團(tuán)送入孔內(nèi)至裝藥處，這樣可以防止回填物下落至炮孔底部，影響光爆效果，然后再用鉆孔粉渣回填。

5.5起爆

預(yù)裂孔先于主爆孔50ms起爆，其時(shí)間差要保證人造斷層的形成，在保證主藥包網(wǎng)路安全準(zhǔn)爆的前提下，其間隔時(shí)間越大，人造斷層層面形成效果越好，其邊坡的成型效果也就越好。起爆網(wǎng)絡(luò)見(jiàn)下圖，（圖略）。

6.安全爆破

6.1安全爆破施工準(zhǔn)備

（1）臨建住房和機(jī)械設(shè)備要運(yùn)離爆破區(qū)、保證居住人員的安全。（2）修好便道直通爆破區(qū)，滿足運(yùn)輸施工要求。（3）炸藥庫(kù)建立在無(wú)人、蓄、物區(qū)和運(yùn)離爆破區(qū)。

6.2安全爆破組織及人員配置

組織機(jī)構(gòu)及人員配置，爆破關(guān)系到施工人員及周?chē)?、蓄、物的生命、?cái)產(chǎn)安全。為此，爆破組織機(jī)構(gòu)及人員配置致關(guān)重要，專(zhuān)門(mén)建立強(qiáng)有力的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)。項(xiàng)目部成立以項(xiàng)目經(jīng)理掛帥、副經(jīng)理和總工程師主、工程部、安質(zhì)部具體實(shí)施的爆破安全領(lǐng)導(dǎo)小組。

6.3爆破安全保證措施

（1）爆破作業(yè)地點(diǎn)有下列情況之一時(shí)，禁止進(jìn)行爆破工作。1）邊坡滑落危險(xiǎn)。2）爆破參數(shù)或施工質(zhì)量不符合設(shè)計(jì)要求。3）炮眼溫度異常。4）危及設(shè)備或建筑物安全，無(wú)有效防護(hù)措施。5）危險(xiǎn)區(qū)邊界上未設(shè)警戒。6）光線不足或無(wú)照明。7）未嚴(yán)格按《爆破安全規(guī)程》（GB6722－2003）和《水工工程施工安全技術(shù)規(guī)程》的要求做好準(zhǔn)備工作。

（2）裝藥工作必須遵守下列規(guī)定：1）裝藥前應(yīng)對(duì)炮眼進(jìn)行驗(yàn)收和清理，對(duì)剛打成的炮眼應(yīng)待其冷卻后裝藥，濕炮眼應(yīng)擦干后才能裝藥。2）嚴(yán)禁煙火和明火照明，無(wú)關(guān)人員應(yīng)撤離現(xiàn)場(chǎng)。3）禁止使用凍結(jié)的或解凍不完全的硝化甘油炸藥。4）應(yīng)用木質(zhì)炮棍裝藥，嚴(yán)禁使用金屬器皿裝藥，深孔裝藥出現(xiàn)堵塞時(shí)，在未裝入雷管，起爆藥柱前，可采用銅和木制長(zhǎng)桿處理。5）裝好的爆藥柱和硝化甘油類(lèi)炸藥，嚴(yán)禁投擲或沖擊。

（3）填塞工作必須遵守下列規(guī)定：1）禁止使用無(wú)填塞爆破。2）禁止使用石塊和易燃材料填塞炮孔。3）禁止搗固直接接觸藥包的填塞材料或用填塞材料沖擊起爆藥包。4）禁止在深孔裝入起爆藥包后直接用木楔填塞。5）填塞炮眼時(shí)不得破壞起爆線路。6）禁止拔出或硬拉起爆藥包或藥柱中的導(dǎo)火線、導(dǎo)爆索或電雷管腳線。7）爆破時(shí)，應(yīng)數(shù)清爆炸與裝炮數(shù)是否相符，要兩個(gè)人以上核準(zhǔn)。8）嚴(yán)禁在殘眼上打孔。

7.控制爆破的安全保證

爆破安全是衡量深孔爆破效果的重要標(biāo)志，而深孔控制爆破多在較復(fù)雜環(huán)境條件下進(jìn)行，如何保證爆破安全具有十分重要的意義。

7.1爆破飛石控制

7.1.1爆破飛石產(chǎn)生的原因

從理論上講一個(gè)好的石方控制爆破設(shè)計(jì)，應(yīng)能夠控制飛石影響，但在實(shí)際施爆時(shí)仍會(huì)出現(xiàn)飛石飛出的現(xiàn)象，其原因如下：（1）巖石構(gòu)造影響：巖石不均勻，在斷層、裂縫、層理面、軟弱夾層等薄弱面爆轟產(chǎn)生的氣體集中沖出形成飛石。地質(zhì)結(jié)構(gòu)是飛石產(chǎn)生的主要因素，也是設(shè)計(jì)和施工中最難發(fā)現(xiàn)和解決的問(wèn)題。（2）深孔臺(tái)階坡面不平順，局部地段最小抵抗偏小。（3）裝藥量偏大。（4）填塞質(zhì)量（填塞長(zhǎng)度、填塞材料和搗固密實(shí)度），未能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。（5）設(shè)計(jì)的孔網(wǎng)參數(shù)與具體條件不吻合，操作工藝不按施工要求等人為因素。

7.1.2控制飛石的方法

（1）改變臨空面控制飛石方向。飛石主要沿最小抵抗線方向飛出，當(dāng)爆區(qū)各個(gè)方向安全距離不同時(shí)，應(yīng)當(dāng)選擇周?chē)h(huán)境較有利的一側(cè)作為主臨空面，使其它方向的建筑物不受飛石危害。（2）控制裝藥量是減少和避免飛石產(chǎn)生的關(guān)鍵。（3）合理的裝藥結(jié)構(gòu)和良好的填塞質(zhì)量是防止飛石飛出的重要技術(shù)措施。當(dāng)?shù)匦蔚刭|(zhì)條件發(fā)生變化時(shí)，或遇到斷層、夾層等軟弱面時(shí)，應(yīng)適當(dāng)調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)。（4）個(gè)別飛散物安全距離：爆破（拋擲爆破除外）時(shí)，個(gè)別飛散物對(duì)人員的安全距離不得小于表六的規(guī)定。注：沿山坡爆破時(shí)，下坡方向的安全距離應(yīng)比表內(nèi)數(shù)值增大50%；裸露爆破裝藥量不大于20kg。

7.2爆破沖擊波安全距離計(jì)算

露天裸露爆破時(shí)，一次爆破的炸藥量不得大于20kg，并應(yīng)按確定空氣沖擊波對(duì)掩體內(nèi)避炮作業(yè)人員的安全距離。Rk＝25×Q1/3=300m式中：Rk－空氣沖擊波對(duì)掩體人員的最小安全距離m；Q－一次爆破的炸藥量kg，秒延期爆破時(shí)，Q按各延期段中最大藥量計(jì)算，毫秒延期爆破時(shí),Q按一次爆破的總炸藥量計(jì)算。

7.3炸藥庫(kù)庫(kù)區(qū)外部安全距離

炸藥庫(kù)至各種被保護(hù)對(duì)象的距離，應(yīng)按下列條件確定：（1）外部距離的起算點(diǎn)是庫(kù)房的外墻墻根，藥堆的邊緣；（2）確定外部距離時(shí)，可不考慮炸藥的性質(zhì)；（3）爆破器材貯存區(qū)內(nèi)有一個(gè)以上倉(cāng)庫(kù)或藥堆時(shí)，應(yīng)按每個(gè)倉(cāng)庫(kù)或藥堆分別核定外部距離。