林中玲,孫昌友,戚會(huì)華

(1.溫嶺市水利局,浙江 溫嶺 317500;2.浙江省正邦水電建設(shè)有限公司,浙江 杭州 310051)

1 工程概況

湖漫水庫(kù)位于溫嶺市城東街道肖溪村境內(nèi),距市區(qū)8 km,是一座以供水、防洪為主,結(jié)合灌溉、發(fā)電、養(yǎng)魚綜合利用的中型水庫(kù)。水庫(kù)集雨面積32.48 km2,總庫(kù)容為3503.57萬(wàn)m3,相應(yīng)水位22.80 m(85國(guó)家高程基準(zhǔn),下同),正常庫(kù)容2671萬(wàn)m3,相應(yīng)水位20.50 m。由于水庫(kù)存在壩下涵洞接觸滲流隱患、涵洞啟閉設(shè)施損壞、溢洪道不配套以及大壩下游壩腳排水設(shè)施失效影響大壩安全等問(wèn)題,2003年安全鑒定時(shí)被確定為二類壩。為了消除壩下涵洞的安全隱患,根據(jù)水庫(kù)大壩兩側(cè)地形地質(zhì)情況,確定在大壩左岸新建放水隧洞。新建放水隧洞長(zhǎng)212.5m,洞徑2.2m,進(jìn)口底高程5.23 m,出口底高程2.60 m。因湖漫水庫(kù)擔(dān)負(fù)溫嶺市區(qū)供水任務(wù),也是市區(qū)的惟一水源,新建隧洞施工只能在水庫(kù)蓄水情況下進(jìn)行,為此打通隧洞的最后一炮(洞進(jìn)口)確定采用巖塞爆破技術(shù)。

2 巖塞段施工設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 巖塞段長(zhǎng)度和斷面尺寸確定

根據(jù)地質(zhì)勘探成果,進(jìn)水口(巖塞段)位置巖石裸露,為灰色流紋凝灰?guī)r,弱風(fēng)化帶厚度2.0～5.74 m,覆蓋層薄,工程地質(zhì)條件較好。

本工程巖塞斷面面積參照類似工程,設(shè)計(jì)取巖塞斷面型式為圓型,直徑為2.2 m,斷面面積為3.8 m2,巖塞設(shè)計(jì)厚度取3.98 m(不計(jì)覆蓋層)。

2.2 巖塞爆破設(shè)計(jì)

2.2.1 鉆孔設(shè)計(jì)

巖塞爆破采用鉆孔爆破,根據(jù)以往巖塞爆破設(shè)計(jì)和施工實(shí)踐,采用在巖塞中部布置揭頂掏槽孔,用以爆通巖塞中部巖石,形成上下的開口;巖塞周邊輪廓線設(shè)置預(yù)裂孔,以成型和減震,維護(hù)圍巖穩(wěn)定;在預(yù)裂孔和揭頂掏槽孔之間設(shè)置主炮眼即內(nèi)擴(kuò)大孔,其作用炸除巖塞內(nèi)石方,以形成巖塞過(guò)水?dāng)嗝妗?/p>

2.2.2 鉆孔爆破設(shè)計(jì)

鉆孔爆破設(shè)計(jì)參數(shù)見表1。

表1 湖漫水庫(kù)新建放水隧洞鉆孔爆破設(shè)計(jì)參數(shù)表

巖塞橫剖面鉆孔布置見圖1。

圖1 巖塞橫剖面鉆孔布置圖

注:1.擴(kuò)大孔:5-4、5-5、5-6孔深為4.5 m,其余均為3.5 m

2.預(yù)裂孔:1-1孔深為4.5 m,1-2、6-2孔深均為4.3 m,1-3、6-1孔深均為 3.9 m,1-4～1-8、2-1～2-8孔深均為3.5 m,6-3孔深為4.7 m,6-4～6-6孔深均為4.8 m。

巖塞縱剖面鉆孔布置圖見圖2。

圖2 巖塞縱剖面鉆孔布置圖

2.3 巖塞爆破石渣處理方案確定

巖塞爆破石渣的處理采用集與泄相結(jié)合的方法,即在巖塞段后面緊接集渣坑,集渣坑設(shè)計(jì)見圖3。將巖塞段爆破后的石塊和石渣絕大部分收集在集渣坑內(nèi),小部分石渣隨下泄的水流沖出隧洞至消力池或尾水渠內(nèi)。

圖3 集渣坑設(shè)計(jì)圖

2.4 巖塞爆破電爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)

本工程鉆孔爆破的起爆程序?yàn)?預(yù)裂孔、揭頂掏槽孔、擴(kuò)大孔,共分3響。毫秒爆破起爆時(shí)間分別為:0,25,50 ms。揭頂掏槽孔共5個(gè)孔,分2個(gè)支路 (主、輔);預(yù)裂孔共22個(gè)孔,分3個(gè)支路;擴(kuò)大孔共8個(gè)孔,分1個(gè)支路。每個(gè)孔均為并聯(lián)毫秒電雷管,詳見圖4。

圖4 爆破網(wǎng)絡(luò)圖

3 巖塞段施工

根據(jù)隧洞設(shè)計(jì)圖紙,對(duì)隧洞軸線進(jìn)行放樣,確定隧洞進(jìn)口位置,并對(duì)隧洞進(jìn)口地形進(jìn)行詳細(xì)測(cè)量,摸清隧洞進(jìn)口地形情況。

根據(jù)測(cè)量,當(dāng)隧洞開挖至巖塞爆破段后,在洞的頂、中、底部位置將巖塞段鉆通,一是探明巖塞段實(shí)際厚度,進(jìn)一步驗(yàn)證測(cè)量成果的正確性,二是進(jìn)一步探明巖塞段的地質(zhì)情況,鉆通后及時(shí)灌漿堵塞或用插入頭部帶有球閥的PVC管堵塞。

巖塞爆破鉆孔實(shí)施 。鉆孔的施工順序依次是揭頂掏槽孔、內(nèi)擴(kuò)大孔、外擴(kuò)大孔、預(yù)裂孔及底孔。根據(jù)鉆孔布置進(jìn)行放樣,以巖塞中心線為圓心,分別以25,65,110 cm為半徑畫出揭頂掏槽圓、內(nèi)擴(kuò)大圓、預(yù)裂孔圓,再以各圓的中心夾角分別為90,45,15°(18°)布置各孔的位置。巖塞中心線與水平面的夾角為30°。中心揭頂掏槽孔必須嚴(yán)格控制,它是各孔施工的標(biāo)桿和參照點(diǎn),設(shè)計(jì)鉆孔深度為3.5 m。中心孔打好后用炮棍或鋼筋固定好,引出一定長(zhǎng)度,以作為其它鉆孔時(shí)的方向參照點(diǎn)。

施工時(shí)注意事項(xiàng)及技術(shù)要求:

(1)控制巖塞厚度。巖塞爆破是在水下預(yù)留一定厚度的巖塞中施工的,在接近巖塞部位時(shí),要注意控制開挖量,確保預(yù)留的巖塞厚度,這對(duì)確保巖塞部位安全施工十分重要。

(2)精心安排施工。為確保爆通成型,施工中要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)確定的鉆孔位置和藥量精心施工。巖塞厚度確定后,對(duì)于已確定的貫通孔,應(yīng)注意掌握堵漏的機(jī)遇和時(shí)間,做好堵漏工作。

(3)爆破安全工作。①為了安全準(zhǔn)爆,應(yīng)做好炸藥 、雷管、導(dǎo)爆索檢查和各項(xiàng)試驗(yàn)工作。毫秒電雷管、導(dǎo)爆索、2#巖石乳化炸藥等火工材料進(jìn)洞之前必須嚴(yán)格檢查,檢查其質(zhì)量及有效期是否符合設(shè)計(jì)要求,是否符合爆破安全規(guī)程規(guī)定,同時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)要抽樣實(shí)測(cè)毫秒電雷管電阻、雷管延時(shí)、最大安全電流、導(dǎo)爆索炸速、炸藥炸速,以驗(yàn)證其質(zhì)量是否符合要求。千萬(wàn)要注意杜絕雷管混段;②爆破前應(yīng)根據(jù)電爆網(wǎng)絡(luò)圖,按1∶1在洞外安全場(chǎng)地做好整體爆破網(wǎng)絡(luò)試驗(yàn),來(lái)驗(yàn)證電爆網(wǎng)絡(luò)能否滿足要求;③爆破材料進(jìn)洞前,應(yīng)切斷洞內(nèi)電源,照明用絕緣手電筒,場(chǎng)地照明用36 V低壓探照燈,但燈體、電線等要絕緣,燈體距爆破材料堆放距離要大于50 m。爆破電源設(shè)專用閘刀,閘刀開關(guān)要安裝指示燈,電壓要保證220 V;④裝藥和起爆網(wǎng)絡(luò)完成后,設(shè)專人看管,設(shè)專人對(duì)電阻進(jìn)行測(cè)定,做好記錄,發(fā)現(xiàn)不正常情況及時(shí)向設(shè)計(jì)人員報(bào)告,及時(shí)處理;⑤當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電阻正常時(shí),經(jīng)批準(zhǔn)方能進(jìn)行起爆網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)接工作。網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接工作按編號(hào)由爆源向電源方向逐次連接,接頭用砂紙擦光擰緊,以減少接觸電阻。各支路電阻要平衡,單個(gè)雷管的起爆電流要大于4A。經(jīng)批準(zhǔn)起爆前20 min可將母線與電源閘刀聯(lián)接,等待起爆命令合閘。

4 巖塞爆破效果評(píng)價(jià)

湖漫水庫(kù)新建隧洞工程巖塞爆破于2008年9月28日完成。巖塞爆破完成鉆孔總深度134 m,共用炸藥136.6 kg。

巖塞爆破完成后,經(jīng)專業(yè)潛水隊(duì)潛水探摸和檢查:巖塞段 (洞深4.0 m)斷面符合設(shè)計(jì)要求,洞壁較完整,而且爆破未對(duì)水工建筑物及大壩造成任何影響。

5 結(jié) 語(yǔ)

巖塞爆破技術(shù),比較適宜在水庫(kù)無(wú)法放空水的情況下新建放水隧洞中的應(yīng)用,既經(jīng)濟(jì)又合理。若采用常規(guī)圍堰方式施工,則投資需增加近300萬(wàn)元,圍堰拆除增加工期2個(gè)月,且拆除圍堰時(shí)有可能對(duì)水庫(kù)水質(zhì)帶來(lái)污染。當(dāng)然這項(xiàng)技術(shù)比較專業(yè),技術(shù)、安全要求比較高,一旦巖塞爆破失敗,則采用水下爆破方式處理較復(fù)雜。因此使用時(shí)必須結(jié)合實(shí)際情況,嚴(yán)把設(shè)計(jì)審查關(guān),嚴(yán)把施工質(zhì)量、安全關(guān)。