劉儒

(中國水利水電第三工程局有限公司，西安，710016)

1 工程概況

向家壩水電站為一等大(一)型工程，工程樞紐建筑物主要由混凝土重力擋水壩、右岸地下引水發(fā)電系統(tǒng)、左岸壩后廠房及左岸河中垂直升船機等組成。右壩肩邊坡開挖高度66.0m，在高程351m、318m處設有兩個臺階，沿水流方向最大開挖長度約123m。

右壩肩自然邊坡高陡，無沖溝切割，出露地層巖性以厚至巨厚層砂巖為主，夾少量薄層粉砂巖、泥質粉砂巖、粉砂質泥巖。壩肩部位主要結構面為層間錯動帶、層面和節(jié)理裂隙，出露有2級軟弱夾層。岸坡卸荷裂隙最大長度可達30m左右，張開較明顯并夾泥。

右壩肩開挖應滿足以下質量標準:局部超欠挖，允許偏差范圍±15cm;面不平整度，允許偏差范圍≤15cm;坡腳及建基面標高，允許偏差范圍0～+15cm;開挖巖面外觀樣板要求巖面清潔、輪廓清晰平整，坡面殘留半孔對齊偏差≤5cm，且應平直呈直線順接，節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖體半孔率＞90%，節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體半孔率＞60%，節(jié)理裂隙極十分發(fā)育的巖體半孔率＞30%。

2 質量控制措施

2.1 “一超一欠”設計預裂施工邊線

右壩肩邊坡開挖梯段高度33.0m，坡比1∶0.3，采用一次性預裂到底，結構面超欠挖程度難以控制。為達到嚴格的質量控制標準，每個梯段分三層開挖，將33m層高邊坡劃為10m+10m+13m型多級預裂。同時，為滿足鉆孔設備操作技術要求，相鄰兩級坡面按一超一欠相結合方式(單級坡面超欠挖均在20cm以內)形成40cm寬小平臺。

2.2 通過試驗優(yōu)化爆破參數(shù)

根據(jù)右壩肩爆破試驗，結合邊坡實際地質情況，邊坡預裂孔按80cm間距布置，線裝藥密度360g/m，主藥卷采用φ25mm乳化炸藥，堵塞長度0.8m，底部設φ32mm加強藥卷，加強裝藥段控制在700g。為減小主爆區(qū)爆破對預裂面的破壞，距離預裂面1.8m布設一排緩沖孔，孔間距1.8m，按2.0kg/m線裝藥密度控制。

局部有夾層穿過部位需進行個性化設計，線裝藥密度控制按300g/m～330g/m，堵塞長度0.6m，底部φ32mm加強藥卷500g～650g效果較理想。

2.3 預裂孔樣架搭設質量控制

預裂孔采用QZJ－100E潛孔鉆造孔。鉆機導向架采用外徑φ48mm壁厚3.5mm鋼管搭設，為提高導向架剛度，增強穩(wěn)固性，與鉆機連接的水平鋼管采用壁厚5mm長3m或6m鋼管，避免在鉆孔過程中因導向架變形導致鉆機位移，影響預裂巖面平整度。導向架形式根據(jù)開挖面現(xiàn)場條件確定。

開口線布置在平臺面施鉆情況下，搭設三角型導向架。地面按2m間距布置兩排錨筋，樣架水平桿將錨筋連接成內外兩排，樣架內外斜桿底部與水平桿連接牢固，外側斜桿上部水平桿連接，上下兩水平桿作為鉆機固定桿。地面錨筋參數(shù)φ25mm，L=1m，外露20cm。

開口線在馬道面施鉆情況下，搭設梯型導向架。馬道坡面按2m間距布置兩排插筋，樣架豎桿直接固定在坡面錨筋上，水平桿將豎桿連接成一個整體，上下兩水平桿作為鉆機固定桿，坡面錨筋參數(shù)φ25mm，L=1.5m，外露1m。

樣架搭設過程中用水平尺檢測，確保臨近預裂孔側水平連接桿的水平度。樣架搭設完成后，測量使用全站儀校核樣架工作面豎向傾角和水平連接桿的水平度，微調處理后加固連接扣件，在上下兩排水平桿上測量放出鉆機固定點位。樣架搭設完畢后，測量人員對導向架逐一檢查、校正，確保樣架導鉆方向和斜度與預裂孔一致。導向架搭設穩(wěn)固后方可擺放鉆機，鉆機擺放位置由鉆工用吊錘將中心點放于導向架底部橫桿上。鉆機擺放完畢后，檢查鉆機傾角并進行調整，確定與設計傾角相符后，使用扣件將鉆機固定于導向架上安裝鉆桿，采用坡度尺檢查鉆桿傾角。

2.4 造孔質量控制

2.4.1 鉆機架設完畢后，測量檢查、校核，確保鉆機開孔方向、點位與爆破設計一致。根據(jù)現(xiàn)場基巖面情況，個別開孔部位基巖面不平整，采用人工鑿孔。

2.4.2.鉆機開孔前，現(xiàn)場技術人員對鉆工進行詳細的技術交底，每個孔的孔深、孔斜及鉆孔責任人實行掛牌標示。

2.4.3 在鉆進過程中，鉆桿容易發(fā)生偏移，經(jīng)現(xiàn)場試驗，QZJ－100E鉆機增加限位擋板和加裝孔內扶正器等，能有效縮小鉆桿偏移幅度。為保證鉆孔質量，要求鉆孔人員用地質羅盤精確檢查樣架、鉆桿的角度，檢查樣架與鉆機連接的牢固性。當鉆桿傾角偏差大于0.3°、方位角偏差大于0.5°或鉆機固定卡松動時，必須停鉆采取措施糾偏。在開孔1m范圍內，每鉆進20cm對鉆桿傾角進行檢查，之后每1m檢查一次。

2.4.4 鉆進深度接近設計孔深時，在最后一根鉆桿上用油漆或線做出記號，待鉆到設計孔深后即停止鉆孔，終孔后檢查孔深、孔向。若孔深超出設計10cm，超鉆孔段用砂子或砂漿回填，保證預裂孔底落在同一高程點上。若傾角偏差大于0.3°、方位角偏差大于0.5°、孔深偏差大于5cm，不合格，孔砂漿回填，重新開孔。

2.5 預裂孔裝藥及網(wǎng)絡現(xiàn)場施工控制

2.5.1 預裂孔線裝藥密度，嚴格按爆破設計參數(shù)控制。根據(jù)實際地質狀況，對局部巖層較差部位預裂孔線裝藥密度，采取在孔口2m段范圍內按正常裝藥量的10%裝藥，以改善預裂面孔口成型質量。為避免預裂孔裝藥出現(xiàn)錯裝，在每個孔位樹立標示牌，注明孔號、孔深及線裝藥密度。

2.5.2 預裂孔竹片裝藥，竹片的寬度為3cm～4cm，人工削除竹片中間的竹節(jié)。預裂藥卷現(xiàn)場綁扎，為保證綁扎藥卷的線裝藥密度與孔位一一對應，在竹片上注明其孔號與線裝藥密度。

2.5.3 裝藥前檢查預裂孔內是否有塌孔、堵孔現(xiàn)象，裝藥過程中做出裝藥記錄，裝藥完畢后逐孔檢查，排查漏裝、漏堵現(xiàn)象。

2.5 爆破網(wǎng)絡根據(jù)邊坡及附近受保護質點震動速度要求設計，控制最大單響藥量在規(guī)定范圍以內。右壩基預裂爆破按邊坡質點振動速度5cm/s進行控制。

3 預裂效果

根據(jù)邊坡預裂面成型情況，在軟弱夾層或層間結合帶半孔率偏低，孔位偏差最大為8cm，不平整度最大為11cm。節(jié)理、軟弱夾層在很大程度上影響了爆炸應力波以及爆生氣體對巖石的作用，使預裂爆破抵抗線以及巖石裂紋擴展方向發(fā)生變化，從而產(chǎn)生不規(guī)整的爆破輪廓線。邊坡開挖面其余炮孔均可見半孔，半孔率達100%，孔位偏差在3cm以內，坡面不平整度在8cm以內。根據(jù)爆破振動檢測結果，右壩肩開挖導致的保留邊坡巖體爆破影響深度在1m范圍以內，且多數(shù)情況下巖體爆后波速變化率較小，屬甚微爆破破壞或未破壞。 ■