姜 涛1，程广翔1
（辽宁宏兴爆破工程有限公司，辽宁 辽阳 111000）
摘 要：水利水电工程爆破施工，对爆破质量要求较高，程序控制要求严格，在整个实施生产实践过程中，需根据现场的实际情况，及时调整爆破生产工艺及方式方法，确保满足施工质量要求。
关键词：水利水电；爆破；施工
Abstract: The blasting construction of water conservancy and hydropower project requires high blasting quality and strict program control. In the whole process of production practice, the blasting production technology and method should be adjusted in time according to the actual situation of the site. Ensure quality requirements are met.
Key words: water conservancy and hydropower；blasting；be in the process of construction
0 引 言
水利水电项目的施工过程中，爆破是基础工程土石方开挖的关键工序，精度要求较高，难度相对较大[1]。在施工过程中如因土石方爆破造成较大程度的超欠挖现象，施工方将面临业主方的巨额索赔，用以补偿其混凝土材料浪费及延误工期等损失。
1 爆破开挖分类
水电水利工程按施工要求可分为：导流明渠开挖、溢洪道开挖、坝肩开挖、料场开挖和地下厂房开挖等，而对溢洪道的开挖过程中通常存在着围堰控制爆破开挖、边坡控制开挖和保护层控制开挖等不同类型的爆破开挖[2]。
2 爆破施工要求
在水利水电爆破开挖过程中，爆破施工过程中存在着对爆破开挖精度要求高、爆破振动控制要求严，爆破开挖工期要求紧，施工要求任务重等问题[3]，而在坝肩开挖及溢洪道爆破开挖过程中，根据设计要求，常常需要通过不同的爆破方式方法，来达到预期的爆后效果，要求达到预定的爆破形状，包括开挖坡面的阴阳角爆破成型、碎落台面的爆破成型、混凝土沟槽的成型、挡水围堰爆破拆除等，它们均需一次成型，无修复机会，在施工过程中超挖需控制在+10 cm以内，严禁出现欠挖现象，在爆破施工过程中需严格管控与爆破效果相关的方法，确保爆破一次成功。在岩土爆破施工过程中，水利水电工程的土石方爆破开挖属于施工难度较大、技术要求较高、质量控制较严的工程，在施工质量和进度控制方面，为了达到《水电水利工程爆破施工技术规范》[4]DL/T 5135-2013施工要求，必须具备一支技术硬，生产能力强，听指挥，守纪律的施工队伍。在施工过程中，钻机手能够严格根据技术施工要求，钻凿各种不同类型的钻孔，包括：水平预裂孔、倾斜预裂孔、垂直预裂孔、各种不同方式的辅助孔、各个角度的主爆孔、各种方式的导向孔、保护层的水平孔、保护层的垂直孔等各种炮孔。
3 应用实例
对于坝肩开挖[2]及溢洪道开挖[3]，边坡与沟槽成型的爆破施工方法，下面结合本人在国外的水利水电项目SUDAN DAM COMPLEX OF UPPER ATBARA PROJECT 中边坡和沟槽爆破施工方案为例，进行简略阐述。
该项目溢洪道开挖如图1-施工现场平面图所示。
图1 施工现场平面图
Fig.1 construction site plan
结合图1，根据该施工现场平面图，通过计算可以得知：
区域1：
边坡施工段坡比为1:0.50，边坡长度为13.30 m，水平碎落台宽度为2.00 m。
区域2：
① 高边坡施工段坡比为1:0.75，边坡坡长为39.70 m，无碎落台，属于高边坡预裂爆破施工。
② 沟槽开挖段存有不同深度及宽度的沟槽。
③ 在斜坡变坡交叉段有一个待爆破成型的燕尾槽。
对于该种类型的水利工程，预形成优良的爆破效果，在施工过程中，需从以下几个方面加强管理。
3.1 预裂爆破钻孔要求
预裂施工中，在钻孔施工过程中必须做到定位准、方向正、角度精，严格按照施工图的要求，结合实际的地势地形确定合适的开口位置，对于直线预裂孔，钻后炮孔投影需在同一平面内，对于扇形面钻孔，钻后炮孔圆弧面方向点必须在同一同心圆上，对于高边坡钻孔施工，因受钻机钻杆重力及轴向压力的作用，爆后预裂面常出现一定数值的超欠挖，对于高边坡爆破，为了避免出现严重的贴膏及超挖现象，在预裂孔开口之前，需对钻孔倾角进行角度修正。
3.2 沟槽爆破钻孔要求
沟槽爆破钻孔与爆破施工基本与边坡施工工艺基本相近，只是沟槽施工在拐角处通常表现为直线衔接，以渐变线或圆弧变化过度的情况较少，而以直角衔接方式的尤为常见。在施工过程中，导向孔的布置与施工，需根据岩石性质、钻机性能参数、成孔要求、施工要求综合评定而确认。
3.3 建基面施工要求
在开挖接近建基面基础时，为了降低爆破作用对预留基础层的扰动作用，需采用保护层开挖模式进行施工。
依据实际需要，需采用不同钻孔施工模式，使其适应于开挖需求，包括采用小孔径钻孔爆破施工、水平孔爆破施工、倾斜孔爆破施工等。在采用水平小孔径施工时，为了避免欠挖的现象出现，在0平面开口处通常以向下倾斜的方式进行钻孔，但孔底距±0.00平面的垂高不得大于允许超挖值。
4 质量控制方法
针对该水利水电工程的施工要求，采用如下管控手段进行控制[5]。
（1）通过系列预裂爆破试验[6]，确定在各级岩石条件下预裂炮孔的堵塞段长度、孔径、孔距、线装药密度及不偶合系数之间的关系。
（2）通过主体爆破试验，调整选定最合理的爆破参数。减小爆破对周边环境的影响，降低爆破对周边建筑物的破坏，避免根底，降低大块率；爆堆满足机械装车条件。
（3）通过保护层开挖爆破试验，调整选定最合理的爆破参数，避免爆破对建基面地质条件的破坏。
（4）通过爆破破坏范围试验，监测爆破区对爆区底部和四周保留岩体的破坏情况，确定岩体保护层厚度或需要获得的其他有关数据；监测爆破对建筑物或防护目标的破坏影响，判断它们的安全性，为调整爆破参数和控制爆破规模提供依据。
（5）通过爆破地震效应试验，监测确定适用于施工场地地形地质、岩体特性和爆破条件的爆破振动参数传递规律的经验公式，以用来进行预报和控制；监测建筑物或防护目标及基础面上的爆破振动参数的量值，配合爆破破坏范围试验，判断它们的安全性，为调整爆破参数和控制爆破规模提供依据。
5 控制过程
通过试验，确定如下相关参数。
5.1 钻孔直径的确定：
主爆孔采用Tamrock液压钻机进行钻孔，钻头直径为75 mm；预裂孔采用QZJ-100B潜孔钻机[7]，钻头直径为89 mm；建基面光爆孔采用YT-28气腿钻机进行钻孔，钻头直径为38 mm。
在钻进过程中，每隔2 m对钻孔角度进行一次校核，出现偏差及时调整。由于地质原因不宜钻进、卡钻或不易成孔时，及时修改或找出替代方案。
5.2 预裂爆破的相关参数的确定：
线装药密度:根据经验公式：
（1）
式中，q线为线装药密度，g/m，扣除底部增加药量；a为钻孔间距，m；R为岩石极限抗压强度，MPa。
取值范围如下：
钻孔直径:根据扩孔经验系数Ψ确定，Ψ与岩石级别有关的系数。
5.3 钻孔间距
根据间距系数（钻孔间距a与钻孔直径D的比值a/D）确定。a/D的经验取值8~12，岩石越坚硬，取值越小。
5.4 不偶合系数
孔径与药包直径的比值D/d， 2≤D/d≥5，岩石越坚硬，取值越小。
通过对钻孔、爆破、挖掘等工序严格控制，结合现场实际情况，选用适当的爆破机具与爆破参数，严把质量关，取得了很好的施工效果。
本工程竣工效果如图2、图3、图4所示。
图2 区域1爆破挖掘后效果图
Fig.2 area 1 effect diagram after blasting excavation
图3 区域2爆破挖掘后效果图-a
Fig.3 area 2 effect of blasting excavation Fig. -a
图4 区域2爆破挖掘后效果图-b
Fig.4 area 2 effect diagram -b after blasting excavation
6 结束语
经过实践得知，严密合理的方案，精心严格的管理，使爆破工程达到了预期的效果[8]，满足了施工要求，得到了业主方的肯定和赞誉。
参考文献：
[1] 高月.施工质量管理在水利工程项目中的应用研究[D].大连海事大学,2017.
[2] 黄强.水利枢纽工程项目建设管理研究[D].广西大学,2018.
[3] 张文煊.大型地下厂房开挖爆破振动破坏特性研究[D].中国科学技术大学,2008.
[4] 本社.水电水利工程爆破施工技术规范[M].天津大学出版社,2002.
[5] 陈士超.水利水电工程施工质量的管理与控制探究[J].科技创新与应用,2018(34):193-194.
[6] 胡银林.水介质对预裂爆破效果影响的试验研究[D].辽宁科技大学,2018.
[7] 张强.风动潜孔锤钻机在水利水电工程中的应用[J].地质装备,2013,14(05):39-41.
[8] 梁志杰.水利水电工程施工难点及施工技术要点[J].南方农机,2018,49(22):105.