開挖部位		土石方（萬m3）	巖石巖性
引水系統(tǒng)	引水明渠	51.568	Zbd硅質(zhì)泥灰?guī)r、Zbp冰磧巖、Zad6中粗粒砂巖
	進(jìn)水口	15.27	Zad5粗粒砂巖、少量Zad6中粗粒砂巖
	引水隧洞	3.979	Zad6厚層長石石英砂巖、Zad6中細(xì)砂巖、Zad6中粗粒砂巖
廠區(qū)系統(tǒng)	排水洞	0.23
	尾水渠	35.772	Zad6中粗粒砂巖、Zad6中粗粒砂巖、Zad6中粗粒砂巖、ptba泥質(zhì)板巖
	開關(guān)站	10.306	ptba泥質(zhì)板巖
	廠房邊坡	97.425
其它		0.176
圍堰		1.521

　　爆破可能對原樞紐建筑物產(chǎn)生一定的影響，擴(kuò)建

　　開挖各爆區(qū)與需要保護(hù)的建筑物之間直線距離見表2.

　　表2各爆區(qū)與需保護(hù)建（構(gòu)）筑物之間最短直線距離表

爆區(qū)	需保護(hù)建（構(gòu)）筑物	直線距離（m）
引水渠進(jìn)水口	攔河大壩 泄洪（兼放空）洞進(jìn)口 “80山包”棱體及原防滲帷幕	280 120 50
廠房	攔河大壩 泄洪（兼放空）洞進(jìn)口 “80山包”棱體 原防滲帷幕 原廠房 原開關(guān)站	50 50 40 100 110 100
尾水渠	原廠房 原開關(guān)站 泄洪（兼放空）洞	50 0 0
開關(guān)站	原開關(guān)站	0
引水隧洞	泄洪（兼放空）洞及“80山包”棱體	150

　　4爆破施工設(shè)計(jì)

　　4.1各開挖部位控制爆破參數(shù)確定

　　根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《爆破安全規(guī)程》GB22—86和水電部《水工建筑巖石基礎(chǔ)開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》SL47—94，提出了部份建筑物的地面質(zhì)點(diǎn)允許振速，對規(guī)范沒有提到的建（構(gòu)）筑物，根據(jù)現(xiàn)場爆破試驗(yàn)監(jiān)測及參考國內(nèi)外其它工程經(jīng)驗(yàn)確定。部份國內(nèi)外工程實(shí)踐中采用的爆破安全質(zhì)點(diǎn)振速控制指標(biāo)見表3.

　　表3部份國內(nèi)外工程實(shí)際采用的允許振速表

序號	電站名稱	V/（cm/s）	建（構(gòu)）筑物
1	天生橋二級廠房開挖	10 4	邊坡坡角 滑坡體
2	北京官廳水庫溢流道擴(kuò)建	4 5~6	房屋 土壩
3	青銅峽唐渠電站	2 0.5 1	開關(guān)站 中控室 電機(jī)層
4	八盤峽擴(kuò)機(jī)	1.5 9.5 10 2.5	中控室 帷幕灌漿 大體積混凝土 閘門
5	三門峽	0.5 0.5	發(fā)電機(jī)樓板 機(jī)組運(yùn)行時
6	江埡水電站	1.5	帷幕灌漿
7	西班牙維拉卡水電站	1.6 3 5	水輪機(jī) 閘門、閘墩 隧洞

　　80山包“地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，各方向傳播來的振動速度值及相應(yīng)加速度值各不相同，因此，不但要控制其振動速度，還要控制其質(zhì)點(diǎn)振動加速度。對”80山包“棱體進(jìn)行動力穩(wěn)定校核，當(dāng)其承受的動力加速度小于0.1g時，是穩(wěn)定的。

　　其中對泄洪（兼放空）洞出口導(dǎo)墻認(rèn)為不完全是大體積混凝土，作一般混凝土結(jié)構(gòu)物處理，地面質(zhì)點(diǎn)允許振速定為小于5cm/s.

　　開關(guān)站包括多種輸配電構(gòu)架及安全控制的電氣設(shè)備，耐振性能各異，不能采用一個標(biāo)準(zhǔn)，其中最重要和最敏感的是繼保室的控制元件，國內(nèi)工程一般采用小于0.5cm/s的振動速度作為安全控制標(biāo)準(zhǔn)，考慮原電站正常工作的重要性，繼保室爆破安全振動速度控制標(biāo)準(zhǔn)為小于0.25cm/s.對于開關(guān)站內(nèi)各種輸配電構(gòu)架，按基礎(chǔ)地面質(zhì)點(diǎn)振動速度小于0.5cm/s作為安全控制標(biāo)準(zhǔn)。對開關(guān)站內(nèi)一般房屋爆破安全振動速度控制標(biāo)準(zhǔn)為小于2cm/s.

　　防滲帷幕的爆破安全控制標(biāo)準(zhǔn)主要是根據(jù)大體積新澆混凝土的爆破安全控制標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)強(qiáng)度理論，當(dāng)某一點(diǎn)的應(yīng)力σmax≥[σd]，則材料被拉壞，當(dāng)某一點(diǎn)的剪應(yīng)力τmax≥[τd]時，則材料被剪壞。防滲帷幕大多數(shù)在靜力作用下是受壓，在允許抗拉強(qiáng)度相同的條件下該點(diǎn)能承受更大的動拉應(yīng)力，可承受較大的振動，但“80山包”灌漿區(qū)由于受兩條大斷層的影響，其承載能力較低，因此提出較嚴(yán)格的控制標(biāo)準(zhǔn)。

　　根據(jù)以上條件，提出擴(kuò)建工程各建（構(gòu)）筑物控制爆破參數(shù)見表4.

　　實(shí)際施工中不同的開挖部位，選取不同的控制指標(biāo)，如發(fā)電廠房建筑結(jié)構(gòu)允許質(zhì)點(diǎn)振動速度為5 cm/s，而中控室的允許質(zhì)點(diǎn)振動速度為0.25 cm/s，只要控制中控室的允許質(zhì)點(diǎn)振動速度不超標(biāo)，則發(fā)電廠房建筑結(jié)構(gòu)允許質(zhì)點(diǎn)振動速度一定會滿足設(shè)計(jì)要求。引水洞進(jìn)口EL73.5m高程以上開挖，以“80山包”允許質(zhì)點(diǎn)振動速度作為控制指標(biāo)，引水洞進(jìn)口EL73.5m

　　表4擴(kuò)建工程各建（構(gòu)）筑物控制爆破參數(shù)表

序號	需保護(hù)建（構(gòu)）筑物名稱	允許質(zhì)點(diǎn)振速V （cm/s）
1	泄洪（兼放空）洞	<10
2	泄洪（兼放空）洞進(jìn)口閘門	<2.5
3	泄洪（兼放空）洞進(jìn)口混凝土導(dǎo)墻	<5
4	發(fā)電廠房建筑結(jié)構(gòu)	<5
5	發(fā)電廠房中控室	<0.25
6	一般房屋	<2
7	交通洞	<10
8	繼電保護(hù)室	<0.25
9	開關(guān)站輸配電構(gòu)架	<0.5
10	攔河大壩	<2.5
11	滑坡體	<3
12	“80山包”棱體	<0.5同時a<0.1g
13	原防滲帷幕	<2.5

　　4.2爆破控制及開挖設(shè)計(jì)

　　柘林電站擴(kuò)建工程于1998年12月開始動工，開挖主要有進(jìn)水口、引水渠、引水洞、廠房、開關(guān)站和尾水渠等部分，可見爆破施工控制平面圖。

　　根據(jù)以上分析，被保護(hù)的重點(diǎn)建筑物是原開關(guān)站（主要是繼保室）和“80山包”，為此根據(jù)爆破控制參數(shù)和被保護(hù)建筑物的特性來確定爆破措施。

　　廠房邊坡石方爆破開挖量為38.36萬m3，采用YQ-80型潛孔鉆鉆孔，局部輔以手風(fēng)鉆，6~10m一層臺階進(jìn)行梯段爆破，邊坡周邊采用預(yù)裂爆破，其余部分采用控制爆破技術(shù)開挖。

　　廠房基坑爆破開挖量為19.52萬m3.采用YQ-80型潛孔鉆鉆孔，局部輔以手風(fēng)鉆，6~8m一層臺階進(jìn)行梯段爆破，周邊預(yù)裂爆破，爆破控制較邊坡更為嚴(yán)格。

　　尾水渠爆破開挖采用YQ-80型潛孔鉆結(jié)合手風(fēng)鉆鉆孔，局部輔以人工開挖。根據(jù)其它工程經(jīng)驗(yàn)，爆破開挖時主要是防止爆破振動引起的跳閘事故，尤其是繼保室的控制元件。因此尾水渠開挖主要受原繼保室控制，在離原繼保室25m范圍內(nèi)，不得采用爆破開挖，在《爆破施工控制平面圖》上18kg裝藥量范圍線內(nèi)只能采用手風(fēng)鉆開挖，在18kg裝藥量范圍線外可采用潛孔鉆鉆孔開挖。

　　開關(guān)站的爆破開挖主要受原開關(guān)站控制。根據(jù)《爆破施工控制平面圖》，在0.3kg裝藥量范圍線內(nèi)只能采用人工開挖，其余部分爆破控制要求與尾水渠爆破開挖相同。

　　以上的控制爆破按最大單響限藥量分為：非爆破開挖區(qū)、爆破特控開挖區(qū)、爆破嚴(yán)控開挖區(qū)、爆破控制開挖區(qū)。

　�。�1）非爆破開挖區(qū)

　　非爆破開挖區(qū)采用“靜態(tài)破碎法”開挖。

　�。�2）爆破特控開挖區(qū)

　　特控開挖區(qū)由最大單響限藥量0.3kg、0.8kg、1.5kg三個限藥區(qū)段組成。巖石開挖采用非電微差淺孔爆破法進(jìn)行低梯段薄層開挖，梯段高1.3~1.5m，孔徑40~50mm，孔內(nèi)采取不耦合方式裝藥，裝藥分布于底部及中部。爆破區(qū)與非爆破區(qū)之間設(shè)置防震孔，孔深采用2倍于特控區(qū)鉆爆梯段高度。

　　（3）爆破嚴(yán)控開挖區(qū)

　　嚴(yán)控開挖區(qū)由最大單響限藥量3kg、4kg、6.5kg、9.5kg、10kg、14kg、18kg七個限藥區(qū)段組成。采用淺孔梯段孔間微差、低單耗減弱松動爆破薄層開挖，梯段高3.2m，孔徑48mm，孔內(nèi)采取不耦合方式間隔裝藥。

　�。�4）爆破控制開挖區(qū)

　　控制開挖區(qū)由最大單響限藥量25kg、32kg、40kg、45kg、50kg、60kg、80kg、110kg等8個限藥區(qū)段組成。該區(qū)同樣在經(jīng)“耕犁法”開挖表層后，其余巖體用深孔梯段孔間微差、低單耗減弱松動爆破，梯段高6~10m，孔徑76mm，孔內(nèi)采取不耦合方式間隔裝藥。

　　4.3爆破飛石控制

　　爆破飛石是對本擴(kuò)建工程的另一主要危害，新開關(guān)站邊坡高程EL85~EL40.5m高于原開關(guān)站地面高程EL40m，新老開關(guān)站緊靠一起，爆區(qū)居高臨下，爆破飛石比控制質(zhì)點(diǎn)振動速度更難，為此采用下列措施進(jìn)行控制：

　　（1）正確設(shè)計(jì)炮孔參數(shù)及起爆網(wǎng)絡(luò)，選用合格的爆破器材；

　�。�2）加強(qiáng)施工質(zhì)量，如鉆孔、裝藥邊線、堵塞等，防止過量裝藥、串段重段、沖炮、帶炮現(xiàn)象；

　�。�3）調(diào)整開挖掌子面方向，使掌子面方向盡量避開需要保護(hù)建筑物方向；

　�。�4）減小爆破作用指數(shù)，采用松動爆破或采用微差擠壓爆破防止揚(yáng)起飛石；

　�。�5）重要部位施工爆破采用覆蓋、攔擋措施以防止個別飛石。

　　4.4施工期爆破監(jiān)測

　　在本工程招標(biāo)階段現(xiàn)場進(jìn)行了爆破試驗(yàn)，并根據(jù)爆破試驗(yàn)結(jié)果確定各開挖部位最大單響裝藥量分區(qū)。施工中對開挖進(jìn)行了全過程監(jiān)測，監(jiān)測情況如下：

　　引水隧洞進(jìn)水口爆破作業(yè)時主要保護(hù)對象為防滲帷幕和“80山包”構(gòu)造棱體。進(jìn)水口在EL73m高程以上部位爆破時，共進(jìn)行168次監(jiān)測，監(jiān)測到“80山包”控制點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動速度小于0.5 cm/s的占進(jìn)水口爆破開挖次數(shù)的81.4%，實(shí)測峰值加速度值0.085 cm/s（小于0.1 cm/s）。

　　廠房段開挖共進(jìn)行了135次監(jiān)測，監(jiān)測到“80山包”控制點(diǎn)的質(zhì)點(diǎn)振動速度小于0.5 cm/s的占廠房段爆破開挖次數(shù)的98.5%.據(jù)統(tǒng)計(jì)，從1999年3月下旬到2000年3月下旬廠區(qū)開挖爆破時對老繼電室共進(jìn)行了83次監(jiān)測，當(dāng)振速控制標(biāo)準(zhǔn)為0.25 cm/s時，實(shí)際施工中有40.96%的次數(shù)超標(biāo)，但大多數(shù)集中在0.25~0.5 cm/s范圍內(nèi)，最大振速達(dá)到0.67 cm/s，在整個施工期未出現(xiàn)繼保室跳閘的現(xiàn)象或其它不良反應(yīng)。以上監(jiān)測值的主振頻率在20~80Hz的占93%.

　　5結(jié)論

　　柘林電站擴(kuò)建工程已于2001年12月實(shí)現(xiàn)首臺機(jī)組發(fā)電，從成功完成柘林電站擴(kuò)建工程的爆破開挖中，可得出下列結(jié)論：

　�。�1）本擴(kuò)建工程爆破振動可能對原建（構(gòu)）筑物帶來一些不利的影響，但采取控制爆破技術(shù)可以將這些影響控制在允許范圍內(nèi)。

　�。�2）雖然施工中采取了嚴(yán)格的控制措施，但大多數(shù)部位從單響裝藥來看與常規(guī)施工無很大區(qū)別，主要是對重點(diǎn)部位必須嚴(yán)格控制爆破。如原繼保室附近25m范圍內(nèi)尾水渠不得采取爆破作業(yè)，原開關(guān)站附近、“80山包”附近進(jìn)水口邊坡、廠房邊坡等裝藥量要嚴(yán)格控制等。

　�。�3）只要精心組織，精心設(shè)計(jì)、認(rèn)真對待，對在地質(zhì)條件較差的電站附近進(jìn)行近距離開挖爆破是可行的。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]貴陽勘測設(shè)計(jì)研究院。江西柘林水電站擴(kuò)建工程可行性研究報(bào)告《施工組織設(shè)計(jì)》。1996年7月

　　[2]貴陽勘測設(shè)計(jì)研究院。江西柘林水電站擴(kuò)建工程招標(biāo)階段技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告《施工組織設(shè)計(jì)》。1998年6月

　　Design of blasting control of extension project of Zhelin hydropower station in Jiangxi

　　Wu Zhengxin Liu Wen

　�。� Guiyang Hydroelectric Investigation Design & Research Institute， SPCC， Guiyang， 550002， China ）

　　Abstract： The extension project of Zhelin hydropower station in Jiangxi has a large volume of blasting excavation， frequent blasting and a short construction period. During the construction period， the blasting excavation is required not to influence upon the safety of original hydraulic structures， especially the pyramid stability of No.80 hill and ensures that the original powerhouse will be in normal generation operation. The most blasting excavation positions of the extension project are near the original hydraulic structures and powerhouse， so one of the key factors is to control the blasting construction near structures， which will concern whether the project is successful or not.

　　Key words： Zhelin hydropower station in Jiangxi； blasting excavation； control