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摘要：某些大型工程项目建设的过程中，特别是针对地区山高坡陡，地形复杂，使得工程在建设过程中必须借助以爆破技术形式来完成。但是爆破技术的应用具有一定的危险性，如若控制不好爆破程度，可能会影响周边。所以,根据不同的情况采取得最优的爆破技术是施工过程中必须要考虑的关键技术难题。 本文以在溪洛渡水电站高陡边坡开挖预裂爆破试验的基础上，研究了炮眼直径、不耦合系数、炮孔间距、炮孔排距、药卷直径、单孔药量和线装药密度、装填结构、起爆方式等爆破参数与爆破效果之间的联系，以及如何在给定的地质条件下调整爆破参数获得最佳的爆破效果。
关键词：预裂爆破；高陡边坡；爆破参数;爆破效果
预裂爆破技术是一项非常有效的施工技术，具有机械化程度高、生产效率高等优点，将其有效的、合理的应用到工程项目施工中可以有效的进行高陡边坡爆破，达到高陡边坡开挖的目的，如此不仅完成施工目的，还能节省工程施工成本。当然，前提是预裂爆破技术合理规划与应用。那么，如何正确且合理的规划预裂爆破技术来进行高陡边坡开挖呢?本文笔者在下文中结合实例就此展开分析，希望可以提供一些参考意见。
1 工程概况
金沙江溪洛渡水电站位于四川省雷波县和云南省永善县境内，拦河大坝为混凝土双曲拱坝，最大坝高278.0m，总装机容量为1260万kw。坝址区位于玄武岩峡谷中段，金沙江河道顺直，岸坡陡峻，呈对称的“U”型，两岸山体雄厚，地形完整，无沟谷切割。坝区峨眉山玄武岩厚约500m，致密坚硬、较均一。两岸强卸荷深度一般小于10m，弱卸荷水平深度一般20～40m，弱风化上段水平深度25～40m，弱风化下段水平深度35～50m。坝区除沿个别错动带分布有厚度不大的强风化夹层外，基本无强风化岩体分布。右岸坝肩最大开挖高程为720.0m（与缆机平台相接），开挖最大高度（至400m）约319m。
2 影响预裂爆破效果的主要因素
影响预裂爆破的因素很多，如地质条件、爆破参数以及施工质量等。这些因素相互影响，在不同条件下对预裂效果产生不同的影响。
（1）地质条件的影响：在地质条件中，岩体结构和岩石的非均匀性对预裂爆破影响较大。在预裂爆破中，节理、裂隙的存在会严重影响预裂缝按设计的方向延伸，甚至在非理想方向形成裂缝，造成预裂面的超挖和欠挖。岩石的非均匀性也影响裂缝的形成。官厅水库预裂爆破实验表明，顺岩层走向的预裂爆破容易形成裂缝，而垂直岩层走向的预裂爆破则较难成缝。单孔爆破实验结果表明，顺岩层走向的爆破裂缝长度是垂直岩层走向的2～3倍。
（2）爆破参数的影响：在预裂爆破中，重要的参数有孔径、孔距、炸药品种、装药量和装药结构。孔距一般取孔径的8～12倍，并随着岩石抗压强度和孔径的增加而减小，间距系数（孔间距与孔径比值）对不同的岩石来讲有一个范围，超过此范围，预裂质量将变坏。预裂爆破时，希望是爆炸冲击波作用于孔壁的径向压力低于岩石的极限抗压强度，而切向拉伸应力大于岩石的抗拉强度。为了减轻作用于岩壁上的压力，一是采用低猛度低爆速炸药，另一种是采用不耦合装药[1]。溪洛渡高边坡预裂爆破中采用1、2号岩石乳化炸药。炸药和装药结构决定了孔内爆压的大小和分布，从而决定了预裂缝能否贯通以及预裂面的平整度好坏。
（3）施工质量的影响：预裂爆破的成功与否，不仅取决于合适的地质结构和爆破参数，而且施工的钻孔精度也极为重要。在预裂爆破中，如果在平行于边坡面方向有误差会使炮孔负担面积不均匀，如果在垂直于边坡方向有误差则不利于预裂缝的形成，这些不仅会影响边坡预裂面的成形，还会造成严重的超挖和欠挖现象，直接影响到支护衬砌成本。
3 预裂爆破参数设计
（1）钻孔直径：目前孔径主要是根据台阶高度和钻孔机械性能来决定，溪洛渡水电站坝肩开挖台阶高度为10～15m，边坡预裂孔采用CM351或YQ-100B潜孔钻造孔，故采用的是φ105mm炮孔直径。
（2）钻孔间距：炮孔间距a是预裂爆破的重要参数，是爆破成败及边坡质量好坏的关键。孔距大小主要取决于炸药的性质、不耦合系数、岩体结构和岩石的物理力学性质。通过相邻孔起爆时差分析，得出炮孔间距：
（5）缓冲孔爆破参数：缓冲孔的主要目的是减小主爆孔的后冲和地震效应。本工程缓冲爆破钻孔采用CM351钻机或液压钻（D7）钻孔，初期选定孔径φ105mm，孔距1.5～2.0m，W1=1.2～1.5m。药卷直径为φ50mm，与前排主爆孔排距2.5m，堵塞长度2.0～3.0m。
（6）主爆孔的爆破参数：梯段爆破孔孔距a=3.0～4.5m，爆破排距b=2.5～3.0m。爆破孔孔径d=105mm，主爆孔用φ90mm药卷连续装药，堵塞长度2.0～2.5m。新鲜岩体爆破单位耗药量0.50～0.57kg/m3；风化岩体单耗药量0.40～0.45kg/m3，相应孔排距取大值。主爆孔用CM351高风压钻造孔，主爆孔视实际地形情况在周边布置加密孔，保证底盘抵抗线不大于3.0m。
（7）装药结构：装药结构含三个方面：孔口堵塞长度和堵塞方法，线装药密度的实现，孔底加强装药。孔口用黄泥封堵药包，堵塞长度为0.9～1.2m，在堵塞过程中，力求做到不过紧，使药卷保持在孔中央的位置，不能造成药卷被压向孔底或在炮孔内弯曲。炮孔采用空气间隔装药，竹片绑扎，导爆索起爆。孔底1～2m为加强装药，药量为2~3倍线装药密度。靠孔口堵塞段的1m减弱装药，药量为1/2～1/3倍线装药密度。
4 爆破分块及单响控制
当开挖岩体较厚，一次爆破排数太多，为降低爆破震动对后边坡的影响，需对爆块进行前后分块，分块依据以每次爆破排数不超过8排为准（含预裂孔及缓冲孔），一般为6排。先爆块最后一排孔即与后爆块相连的一排孔减弱装药，减弱装药孔间距为前排主爆孔的80%。采用φ50mm药卷连续装药，堵塞长度2～3m。
由于预裂爆破是在夹制作用下很大情况下的爆破，其震动作用大是显而易见的。据多个水利水电工程，尤其是三峡工程测得资料，在相同的可比条件下，某一装药量的预裂爆破震动的强度相当于3~4倍台阶爆破装药量引起的震动强度。因此，在有重要设施需要保护时，应当限制预裂爆破的一响起爆量。故爆破网络设计保证梯段爆破单响装药量不大于500kg，临近设计边坡单响不大于300kg，缓冲孔单响药量不大于100kg，永久边坡预裂爆破单响不大于50kg。
5 结语
在溪洛渡水电站右坝肩高陡边坡的开挖中，考虑到边坡高而陡的特点，对爆破震动要求严格，同时还要考虑开挖强度及某些部位锚喷支护的限制，因此需通过爆破试验不断进行优化调整、改进相应的爆破参数和爆破方案，以期取得良好的爆破效果。
参考文献
[1]蒋成荣等，边坡预裂爆破质量影响因素分析，云南冶金，2002，36（6），6～8
[2]水电八局，金沙江溪洛渡水电站右岸坝肩EL720m~EL610m开挖与支护施工组织设计，内部资料，2005
[3]冯叔瑜，土岩爆破文集，冶金工业出版社，1980
[4]张正宇，爆破新技术，冶金工业出版社，2004
[5]张正宇等，现代水利水电工程爆破，北京：中国水利水电出版社，2003
论文作者:张俊
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/14
标签：药量论文; 孔径论文; 参数论文; 间距论文; 岩石论文; 裂缝论文; 钻孔论文; 《基层建设》2017年第7期论文;