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孔底柔性垫层爆破在坝基开挖中的应用

1工程概况

xx水电站枢纽由碾压混凝土重力坝、左岸通航建筑物、右岸引水发电系统组成。碾压混凝土重力坝最大坝高117m，坝顶高程EL452m，坝顶全长310.0m。xx水电站4#～12＃坝段位于乌江河床上，其中7#～10#坝段位于河床深槽部位为xx大坝基础最低处，最低建基面高程为328.00m，最大坝体断面宽度80.61m。坝后为消力池，消力池最大断面宽度为58.67m，左侧为通航建筑物本体段，最大断面长度为174.9m。

2坝基开挖工程特点

大坝基坑开挖属一等级建筑物基础开挖，建筑物基础轮廓复杂，从EL360m~EL328m高程共有6个建基面平台，共分为13块，最小块建基面面积为392m2，最大块面积为4320m2，基础水平建基面面积共1.9万m2，基础单块面积小、块多、开挖难度大、质量要求高。

坝基座落在夜郎组玉龙山段第二大层（T1y2）中厚、厚层泥晶灰岩和白云质灰岩，岩体坚硬、完整、饱和抗压强度达70～90MPa，变形模量为15～17GPa。左坝肩地基为T1y2-1-2薄～中厚层灰岩，上部涉及T1y2-1-1薄、极薄层灰岩夹泥页岩，河床及右坝肩地基为T1y2-2-1中厚层灰岩、白云质灰岩和T1y2-2-2厚层白云质灰岩、白云岩。

坝基土石方开挖主要包括大坝EL375m高程以下坝基开挖和左岸EL375m高程以下通航道建筑物本体段基础开挖。坝基开挖土石方总量为53.6万m3，其中石方量就达40.3万m3，开挖工期为2个月，月开挖强度达28万m3。开挖水平建基面面积达1.9万m2，建基面清理月强度约1.5万m2。

xx水电站大坝基础开挖工程的综合特性为钻爆工作量大，建基面基础轮廓复杂，月开挖强度高，工期短(工期为2006年2～3月)，建基面开挖质量要求高等。

3建基面开挖施工方法

坝基开挖强度高，伴随着清基交面强度大，若按预留保护层水平预裂爆破的开挖方式难以达到施工工期的要求。因此，坝基开挖必须研究探索新型高效的施工工艺，加快建基面开挖速度，是确保xx水电站坝基开挖如期完成的关键。

为了保证坝基开挖的完整性和平整性，尽量减少爆破振动对建基面岩体的影响，坝基开挖采用梯段爆破技术，除建基面层以外的梯段爆破采用一般岩石梯段爆破技术，建基面层的梯段高度为5m~6m，该层爆破采用孔底填柔性垫层孔间毫秒微差爆破的一次爆破法施工爆破。

采用柔性垫层使炮孔底部形成不偶合的装药结构，即在炮孔底部加柔性垫层，使药卷不与炮孔底部直接接触，从而减少介质传递爆破冲击的作用。经生产工艺性爆破试验证明，加柔性垫层确实可以起到保护下伏岩体的作用，使爆炸能量的转递受到明显的削减。

其施工程序

测量放样-布孔-计算孔深-钻孔-垫层及装药

爆破-清爆碴-人工撬挖-清碴

4爆破设计与施工

4.1爆破参数确定

坝基开挖采用分层梯段爆破，建基面层预留梯段高度5m~6m，建基面层爆破采用孔底填柔性垫层一次爆破开挖施工。为加快造孔速度，主爆孔采用液压钻机造孔，预裂孔采用高风压钻机CM351辅以潜孔钻造孔作业，爆破孔为铅垂孔，布孔采用梅花形，以尽量消除根底的残痕。炸药为φ70mm的2#岩石乳化炸药，雷管为毫秒非电雷管。在开挖初期进行了爆破试验，其初拟爆破参数如下：

1、孔径：φ90mm

2、孔距：钻孔间排距3m×2m3、孔深：6.2~6.4m

4、超钻深度：0.2~0.4m5、药卷直径：φ70mm

6、底部柔性垫层长度：0.3~0.5m

7、起爆网络：采用毫秒微差顺序爆破，孔外延时8、孔内连续装药

根据爆破试验，不断对爆破效果进行总结后，对初拟的爆破参数进行调整，确定出合理的爆破参数和起爆网络。其爆破参数如下：

1、孔径：孔径：φ90mm

2、孔距：钻孔间排距2.6m×2.6m 3、孔深：6.4m

4、超钻深度：0.4m

5、药卷直径：φ70mm

6、底部柔性垫层长度：0.5m

7、起爆网络：采用毫秒微差顺序爆破，孔内延时

8、孔内连续装药

9、平均单耗0.41kg/m34.2施工工艺及技术要求

由于爆破梯段厚度不均匀，为了尽量减少上层开挖对建基面基岩的影响，需采取措施控制造孔深度。

①施工准备：由测量队、部位工程师按爆破设计图放出孔位，确定每排炮孔方位角，孔斜，采用红油