摘要：随着我国水电行业的发展，建设项目的整体质量及水平得到了长足的进步和发展，在水电工程施工技术不断革新的今天，高边坡开挖作为工程项目的重要一环，面临施工条件恶劣，地质条件复杂等不可预见因素，如何保证边坡开挖施工质量及体型控制，成为高边坡开挖的重点和难点，因此，合理选择正确的开挖施工技术，对建设项目的整体施工质量有着重要的意义。
关键词：高边坡；建基面开挖；施工技术
一 概述
某水电站坝肩开挖高度约185m，每20m一个马道，开挖坡比1:0.6，斜坡长度23.32m。建基面开挖采用351履带式液压钻进行造孔，预裂孔一次预裂到底（底部预留保护层厚度2m），缓冲孔及主爆孔10m一个台阶进行爆破，预裂孔孔径φ115mm，间距80cm；主爆孔孔径为φ115mm、间排距为2.5×3m。
二、工程地质条件
坝肩原始地形边坡陡峻，一般40°～45°，临水岸坡多为公路开挖形成的人工堆积覆盖，岸坡较缓，坡度为19°～30°，局部可见崩坡积的覆盖层。
岸坡基岩露头较好，第四系覆盖层面积较小，部分为灰～青灰色薄层状砂质板岩、泥质板岩夹变质石英砂岩。以砂质、泥质板岩为主，约占60%，其余为变质石英砂岩。部分为灰色、灰黑色薄层状砂质板岩、泥质板岩夹中厚层变质石英砂岩及少量英安质凝灰岩，岩体强风化水平深度6m～21m，以弱风化为主。
三、爆破参数确定
在预裂孔及爆破孔造孔前，首先按设计要求打孔声波检测孔，进行声波检测；其次选取无结构面要求的部位进行爆破试验，初步确定爆破参数，然后根据现场揭露的岩石情况进行调整完善。
1、预裂孔参数
（1）钻孔孔径：D= 115mm。
（2）孔距：一般情况下a=（7~12）D，即取值范围为80.5cm~138.5cm，为保证左坝肩左坝肩预裂爆破质量，孔距取80cm。
（3）孔深：根据设计坡比及梯段高度，预裂孔孔深为23m。
（4）堵塞长度：根据爆破试验，左岸坝肩破碎岩体取1.2m，岩石完整区域取1.0m。
（5）装药结构
不耦合系数一般取2~4，取D（115mm）/d（32mm）=3.59.
根据经验公式：△线=0.042【R压】0.5a0.6=0.26kg/m
【R压】：岩石的极限抗压强度：54MPa~184MPa，取小值54MPa。
a：孔距取0.8m。
2、缓冲孔参数
缓冲孔孔径为115mm，孔深10m，距预裂孔1m位置布置，间距2m，与主爆孔距离为2.5m。
缓冲孔装药量为主爆孔1/2~1/3，药卷直径采用φ70mm，φ32mm连续装药，堵塞长度2m。
3、主爆孔参数
主爆孔孔径为115mm，孔深10m，间排距2.5m*3m。
主爆孔装药量为40~80kg/孔，药卷直径采用φ70mm，连续装药，堵塞长度2.5m。
主要爆破网络图如下：
二、 爆破参数试验成果
在进行高边坡建基面开挖过程中，选取了3个开挖断面对爆破参数进行了统计分析，优选爆破参数作为后续建基面开挖的主要控制参数，具体参数见表1：
四、CM351型履带式潜孔钻工艺控制
坝肩预裂爆破均采用CM351型履带式潜孔钻造孔，CM351型履带式潜孔钻钻机具有自带行走马达和履带，钻进效率较高，便于移机定位，对正孔施工较为方便等特点， CM351型履带式潜孔钻应从以下几方面进行控制：
1、开钻平台清理和平整
预裂孔钻孔前首先对钻孔部位和架钻的平台进行清理，局部不平整的用冲击锤进行处理。预裂孔钻孔部位平台不平整度控制范围±20cm。
2、孔位确定
预裂孔孔位采用全站仪进行放样，预裂面直线段的预裂孔每孔放点并放出后视方向点；上下游折线预裂面进行逐孔放样，每个孔必须放出后视方向点。测量放样预裂孔孔位允许偏差±2cm。
3、孔向、孔斜的控制
（1）孔向、孔斜控制
根据设计开挖边线，采用全站仪按0.8m预裂孔测量点位，钻机定位后，调节钻杆角度，采用坡度尺按1:0.6的坡比进行控制。
上下游方向，在钻爆平台搭设三角样架，在三角样架中心挂铅垂钱，使铅垂线与钻杆保持在一条直线上，并用测斜仪校对。
（2）孔位偏斜控制
导致钻孔孔位偏斜因素主要是钻头轴压力（推进力+自重）、岩体构造和岩石性质的变化，由于潜孔钻机一般钻孔较深（21m）,钻孔过程中必须多次接杆,钻杆质量不断变化,钻头轴压力也发生变化。轴压力过大,会造成钻头回转不平稳,钻头产生飘移,使钻孔发生偏斜。
其次，在钻孔过程中,钻头接触的孔底岩石的结构和性质具有复杂多变性。当钻头前端工作面同时接触到不同性质的岩石时,会使其受力不均匀其合力的作用线与钻头轴线不重合,导致钻头发生偏载。
因此，有效地控制钻孔偏斜,关键在于对钻机推进器的推进力进行有效的控制,使钻头轴压力在钻孔过程中保持近似恒定值,减慢钻进速度，以不大于6m/h控制。
单孔造孔完成后，用测斜仪测量孔斜度及孔深；当出现不合格废孔时、采用M20砂浆将废孔堵塞，并在旁边20cm范围内重新造孔。
五、预裂孔爆破控制措施
1、根据围岩状况进行详细的预裂爆破设计，结合已爆破面的质量及时优化调整爆破参数和爆破网络；
2、预裂孔采用间隔不耦合装药结构，药卷采用φ32mm乳化炸药，导爆索串联、竹片固定药卷。
3、预裂孔线装药密度控制在240~280g/m之间。
4、爆破网络联线后，认真检查联线情况，然后由质检人员签字确认。
六、预裂开挖控制措施
1、加密缓冲孔间排距，降低单响药量，减小预裂面外缓冲孔爆破区的爆破块度。
2、预裂面外侧爆破石渣开挖过程中选派技术好、责任心强的反铲操作手并安排专人控制。
3、开挖完成后，采用冲击锤对边坡建基面进行修整，确保建基面的平整度。
七、预裂爆破质量措施
（1）施工中结合已爆破面的质量及时优化调整爆破参数和爆破网络，提高爆破质量。
（2）预裂面外侧爆破石渣开挖过程中安排专人控制。
（3）残留预裂孔为半孔，应均匀分布；
（4）根据岩体实际情况确定半孔率均应达到80%以上；
（5）相邻预裂孔炮孔间岩面不平整度不应大于15cm；
（6）作好爆破设计及现场网络联线，预裂孔不得有瞎炮，超欠挖控制一次到位（超欠挖20cm），不得二次处理。
结束语：总而言之，要确保高边坡建基面开挖施工质量及开挖体型，必须根据不同地质条件和施工机械，不断优化和调整爆破参数，加强过程控制，
提高建基面开挖平整度，上述工程施工中通过对爆破参数不断优化调整，取得了良好效果，为类似工程提供借鉴。
参考文献：
【1】《控制爆破技术》，作者：邵鹏，东兆星，2006年12月，中国矿业大学出版社。
【2】《控制爆破技术》，作者：杨军，程鹏万，胡刚，2005年9月，北京理工大学出版社。
论文作者:范长选,崔永祥,钱俊良,赵立艳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/17
标签：裂孔论文; 钻孔论文; 钻头论文; 参数论文; 建基论文; 板岩论文; 孔径论文; 《建筑学研究前沿》2018年第19期论文;