［摘要］在高边坡开挖过程中经常采用预裂（光面）爆破技术,爆破成型质量有较大改观,但围岩损伤仍较严重、轮廓不平整度大、半孔残留率低,镇安抽水蓄能电站下水库下库大坝两岸趾板上游永久边坡、拦砂坝及上、下库大坝坝顶高程以上岩石边坡采用双聚能预裂（光面）爆破技术,爆后保留岩体声波衰减大幅度降低,成功减小了对保留岩体的爆破危害及爆破再生裂隙,半孔残留率达到85%~96%以上,在减少预裂（光面）爆破造孔工作量、降低能源消耗、环境保护、节约成本、加快施工进度等方面效果显著。
［关键词］双聚能爆破；质量控制；施工技术
1工程简介
镇安抽水蓄能电站位于陕西省商洛市镇安县月河镇境内,为一等大（1）型工程。电站总装机容量1400MW（4×350MW）。下水库大坝坝顶高程949m,最大坝高95.00m。下库大坝坝基及趾板边坡土石方开挖工程量为36.27万m3,双聚能预裂（光面）爆破工程量为2.35万m2。溢洪道位于下水库大坝右岸,边坡除堰闸段基坑外按坡比1∶0.2~1∶0.5开挖,每20m设一级2m宽的马道。溢洪道边坡土石方开挖工程量为45.15万m3,双聚能预裂（光面）爆破工程量为8.35万m2。上库库岸开挖环库里程1959.38m,共分5个区域开挖,边坡最大开挖高度93.5m。每20m一个马道,共设有4个马道,一、二级马道宽度为2.5m,三、四级马道宽度为2m。高程1436.0m以上边坡开挖坡比为1∶0.3,高程1395.5m~1436.0m坡比为1∶0.25。石方开挖工程量为1182.36万m3,双聚能预裂（光面）爆破工程量为19.2万m2。本工程双聚能爆破工程量总量为30万m2。
2双聚能爆破施工技术
双聚能爆破采用聚氯乙烯材料双“V”型槽聚能管聚能标准节,采用连接套管连接,间隔布置孔内对中环及孔口对中环,不耦合装药结构,底部加强段采用乳化炸药,间隔等距离装药,全孔导爆索引爆,在聚能空隙的导向作用下对爆轰力产生瞬间抑制和导向作用,使其沿开挖轮廓线方向优先产生裂隙并定向扩展,实现岩体的定向断裂。
2.1施工工艺流程
双聚能预裂（光面爆破）施工工艺流程见图1。
2.2操作要点
2.2.1现场爆破试验根据已上报批复的双聚能爆破试验大纲,双聚能预裂爆破试验时拟选取0.25kg/m,0.375kg/m、0.5kg/m三种线装药密度,2.0m、2.5m、3.0m三种预裂孔间距进行试验,爆破完毕后进行爆破效果分析,并综合考虑工程地质条件,选择最优爆破爆破参数如下：双聚能爆破钻孔孔径Ф90mm,聚能管型号O-70型,预裂孔间距2m~3m,面装药量250g/m2,药卷直径A70mm,缓冲孔孔排距3m×2m,连续装药；主爆孔孔排距3m×3m,连续装药,采用A70mm乳化炸药,切取1/8节或1/16节按设计线装药密度连同导爆索一起用专用卡塞均匀固定在聚能管上,全孔导爆索引爆。双聚能预裂（光面）爆破试验区平面图、剖面图见图2。2.2.2测量放样严格按照爆破设计造孔孔位放样,孔位偏差不超过10cm,放样单提交给现场钻机操作手再进行钻孔作业。2.2.3造孔在钻进过程中施工员要利用坡度尺、钢卷尺、垂球等工具逐孔检查钻孔的方向、角度、深度及间排距等,并在孔口标识牌上用记号笔标记钻孔编号、实际钻孔深度,确保钻孔质量满足要求,如不满足要求时应做废孔处理,需重新钻孔。质检员应抽检钻孔质量是否与设计及规范要求相符。钻孔过程中应严格控制钻孔孔位偏差不超过10cm,钻孔角度偏斜不超过3°,钻孔深度不超过20cm。2.2.4装药结构及装药在装药之前必须对爆破孔进行检查,主要检查孔位及孔深是否在偏差范围之内,合格后才能进行装药。选用聚氯乙烯双“V”型槽聚能槽管,聚能管横截面形状亦为椭圆环,聚能槽夹距50mm单根双聚能管长度为3m,厚度均为2mm。其管壁上沿椭圆长轴方向亦对称设置有两个与聚能管标准节的V型聚能槽相嵌合的V形聚能槽,孔内对中环包括一横截面形状为椭圆环的套于聚能管标准节上的孔内对中套管。采用A70mm乳化炸药,切取1/8节或1/16节按设计线装药密度连同导爆索一起用专用卡塞均匀地固定在聚能管上,双聚能爆破装药必须安装对中环且比较平顺。预裂孔底要加大装药量,在底部五分之一孔深范围内增加2~3倍设计线装药量。为了降低主爆孔爆破时对抵抗线的破坏作用,设置一排缓冲孔。缓冲孔与预裂孔平行,缓冲孔装药量为主爆孔装药量的70%,依次为起爆预裂孔、缓冲孔、主爆孔[1]。单节3m长聚能药卷槽管装好炸药后,慢慢送入孔内,送入后在其端头套上一节10cm长的联接套管,依次将双聚能槽管接至孔口（设计封堵边界位置）,在双聚能槽管末端套上对中环,用孔口拉线调整对中。双聚能预裂（光面）爆破孔距2m爆破参数见表1。双聚能预裂（光面）爆破孔距2m装药结构图见图3。装药后立即进行孔口堵塞,采用手捏成团的黄土或细沙。2.2.5起爆网络联接及爆破预裂孔必须同时起爆,采用导爆索起爆网路。同时为控制单响药量不超标,中间接2发MS-2非电毫秒雷管[2]。预裂爆破比第一梯段爆破早90ms左右起爆。连线完毕后经检查无误后专人起爆。2.2.6爆破振动监测进行双聚能预裂爆破时,需要进行振动监测,在需要检测的部位布置三矢量传感器监测铅直向、水平径向和水平切向的质点振动速度,若复核爆破振动参数,则按近（爆源）密远疏的规律布置测点,每次测点不少于6个。
2.3爆破效果
根据爆破效果统计,半孔残留率满足对裂隙不发育岩体（微风化岩体和弱风化岩体下部）达到96%以上的规范要求；对裂隙中度发育岩体（弱风化中、上部和强风化中、下部）达到60%以上的规范要求,并且爆后残留半孔没有爆破再生裂隙,减少超欠挖,确保质量满足要求。根据爆破岩石的力学特性和岩石的结构构造预裂爆破孔距一般可以增大2~3倍。下库拦沙坝基岩为花岗闪长岩,中粒结构,块状构造。普通预裂爆破孔间距0.8m~1m,双聚能爆破孔间距1.5m~3m,钻孔量减少约50%,施工成本降低50%以上,由于钻孔工程量、炸药用量均大大减少,本工程综合节省能源消耗50%~60%。
3质量控制要点
（1）爆破前保护好爆破震动监测设备,并定期检查、复核,保证施测和监测精度。（2）双聚能爆破造孔质量是取得最佳光面效果的关键,造孔每达到50cm,专人检测孔向,如有偏差及时调整。（3）爆破施工前必须在爆破区域进行爆破试验,根据爆破效果调整爆破设计,在取得最佳爆破设计参数后进行爆破作业。（4）爆破施工中各项施工工艺应该严格按施工规范要求进行,建立严格的三检制进行检查验收,合格后进行下道工序施工。（5）对涉爆人员定期培训,提高安全操作技能和作业水平,确保作业安全。定期或不定期检查试验涉爆器材。对造孔过程中的孔渣及时登记,画出简易柱状岩性素描图,根据素描图及时调整装药方式及装药量,提高光面效果。（6）为取得较为理想的不耦合系数及更加均匀的分布炸药,底部加强段采用乳化炸药,间隔等距离装药,全孔导爆索引爆,减少对岩体的损伤,起到更好的减压保护效果。
4采用双聚能爆破的优点
（1）由于钻孔、炸药用量均大大减少,本工程综合节省能源消耗50%~60%。双聚能预裂爆破孔装药面密度为250g/m2，常规预裂爆破孔线装药密度为400g/m~500g/m。双聚能预裂爆破比常规爆破节约炸药50%。在保证重要边坡开挖质量的前提下,加快施工进度,降低工程成本,提高施工功效、增加效益,见表2。（2）双聚能爆破技术能够确保聚能射流沿着预裂面发挥气刃作用、爆轰气体的膨胀作用。聚能射流的气刃作用在岩体形成裂缝的瞬间能够有机结合,相互作用,从而实现预裂爆破机理和聚能爆破机理的有机结合,在节能减排、生态与环境保护等方面效果显著,为后期同类型工程积累经验具有重要意义。（3）双聚能预裂（光面）爆破技术采用聚氯乙烯聚能管,施工操作简便,施工工序程序化、规范化程度高。在该工程高边坡石方开挖施工过程中,采用双聚能预裂（光面）爆破技术,残留半孔保留率为85%~96%,除局部地质缺陷外,超欠挖均能控制在±20cm规范要求范围内。既减少了造孔量又降低了施工过程中产生振动、噪声、粉尘、有毒有害气体等,有利于环境保护,同时减小了单位面积装药量,节约施工成本,炸药单耗少,施工进度快,施工质量明显提高。
参考文献
[1]秦健飞.双聚能预裂与光面爆破新技术评析[J].水利水电施工,2008（1）:17-22.
[2]郭金喜.石门河水库大坝土石方开挖技术研究[J].中国水利,2017（14）:37-39.
作者：宁军华 单位：中国水电建设集团十五工程局有限公司
