第2期(总第179期)
中国水直总及电气化
China Water Power & Electrification
No.2 (TOTAL No. 179)Feb., 20202020年2月
DOI： 1 0.166 1 7/j.cnki. 11 -5543/TK. 2020.02.07水电站技术乌都河洞口水电站新建厂房开挖
控制爆破施工效果分析胡立剑(贵州中水建设管理股份有限公司，贵州贵阳550000)【摘 要】乌都河洞口水电站新建厂房与原厂房间的水平距离小，开挖位置狭窄，施工条件受限、施工干扰较
大，预固结灌浆后再控制爆破是厂房基础开挖施工技术关键。文章结合工程地质条件，按“自上而下，先坡后
河床”的开挖方式，提出了预开挖边坡固结灌浆超前处理、分区分期梯度爆破为主辅以光面爆破和预裂爆破的 开挖爆破施工技术方案，经爆破后验证，爆破效果良好，达到了预期效果，确保了工程工期质量和施工安全，
节约了工程投资。【关键词】洞口水电站；新建厂房；梯段爆破中图分类号：TV731 文献标识码：B 文章编号：1673,241 (2020) 02-042-04EfecrAnalytntonConrro ledBlatrnng ContrrucrnonnnExcavarnonof
New WorksCop of Wudu River Dongkou Hydropower StationHU Lijian(Guizhou Zhoogshui Construction Management Co., Ltd., Guiyang 550000, China *Abstract: The hoOzontat distancc betreen the new workshop and the 0x0011 workshop of the Wudu 50x0 Dongkou
Hydepowei1 Station is short, the excavation location is narrow, the construction conditions are limited, the construction
inmOeI•encc is laroe, and controlled blastiny is the key te the construction technology of the workshop foundation excavation aOer the preconsolidation yroutiny. The enyineeOny yeologicat conditions are combined in the papeo The excavationblastiny construction technology plan based on preliminao excavation slope consolidation yroutiny advanced treattent and
partition yradient blastiny accompanied by smooth blastiny and presplit blastiny is proposed in accordanco with the “ top
down and slope-riverbed% excavation method. It is verified after blastiny that the blastiny effect is yood, the desired effect is reached to ensure the enyineeOny constoction period quality and constoction safety & thereby saviny the enyineeOny
onaesimeni.Key words: Dongkou Hydopower Station ； new workshop ； yradient blastiny421工程地质概况乌都河洞口水电站工程位于贵州省西南部六盘水
市盘县与普安县交界处，为北盘江流域规划乌都河六 级开发方案中的第四级，主要利用乌都河一期水电站 坝址的弃水及区间集水进行引水发电。引水隧洞长
452.2m，总装机5000kW,地面式厂房，水头34.14m, 设计坝高45.4m。水电站新建厂房与原厂房的水平距 离为4m,开挖前高程958.00m,开挖后高程为
939.80m,最大开挖深度为18.2m。厂房开挖场地狭 窄、施工条件受限，多为泥夹石，设计坡比为1：0. 2。
根据开挖暴露地质情况，厂址位置及前沿河漫滩覆盖
层厚8〜10m,成分为块石、碎石夹黏土，结构松散 至稍密实。下伏基岩为石炭系上统与二叠系下统过渡 层第五段薄层至厚层灰岩夹泥岩。新建厂房开挖前,
需在预开挖边坡处采取固结灌浆进行超前处理，并采
用控制爆破等适应性措施，以确保原厂房等已有建筑 和边坡的运行安全口0。2固结灌浆施工预开挖边坡处固结灌浆施工工艺及具体工作流程 为：布孔#钻孔#洗孔及压水试验#灌浆#封孔（见
图1 ）。图1预开挖边坡固结灌浆施工工艺水电站技术Hydropower Station Technolovy2.1布孔及钻孔根据地质勘探成果结合现场实际情况进行布孔，
预固结灌浆孔间排距2mx1.5m,锚筋桩孔间排距
4mx1.5mo采用LY-200地质钻机钻孔，孔径110mm 或91mm配套预埋设!108或Q无缝管做孔口管， 入岩埋深不小于1.0m。钻孔先施工I序孔，待I序 孔灌浆结束后进行\"序孔钻孔灌浆施工/20 o
2.2洗孔及压水试验根据钻孔钻机不同，采取不同洗孔方式，若采取
风动钻机则先用风吹净孔内粉渣后，采用压力水进行
孔内冲洗，至回水清净为止；若采取地质钻机则直接 采用钻杆进行冲洗，至回水清净为止/30o鉴于工程区
地质以泥夹块石为主，岩体整体破碎度大、节理裂隙 发育，遇水软化状，压水试验意义不大，在钻孔固结
灌浆前做简易压水试验即可。2.3孑L （段）灌浆根据孔（段）泥夹块石为主的地质条件，采取
“孔口封闭、纯压式灌浆”方式，其中：一序孔采取
自上而下分段灌浆；二序孔则根据现场情况合理选择
自下而上、自上而下或综合法灌浆。孔口段段长为
5〜7m,灌浆段最大段长不大于10mo 一序孔灌浆压 力为0.2〜0.25MPa；二序孔灌浆压力为0.25〜 0.5MPa。浆液水灰比为 5：1、2：1、1：1、0.8： 1 （或
0.5：1）四个比级。浆液水灰比为1：1、0.8：1、0.6：1 （或0.5：1）三个比级。当灌浆压力保持不变而注入
率持续减少时或当注入率不变而压力持续升高时，不 得改变水灰比；当某一比级浆液的注入量已达到
300L以上或灌浆时间已达到1h而灌浆压力和注入率 均无改变或改变不明显时可以加浓一级。固结灌浆在
规定压力下,当注入率不大于1Lmin继续灌注 30min,灌浆即可结束。3厂房开挖爆破施工设计3.1厂房开挖程序熟悉图纸#测量放样#覆盖层清除#开挖轮廓线43水电站技术
Hydropower Station放样一炮孔定位一#钻孔一洗孔一装药一#堵塞一#起爆一# 安全检查#出渣。3. 2. 1 深孔梯段爆破深孔梯段爆破钻孔直径为75mm,垂直钻孔，炮
3.2开挖爆破采用“自上而下，先坡后河床”的开挖方式。
孔孔距3m,排距2m,梅花形布置；梯段高度按3 =
8m考虑，米用松动爆破，排间微差起爆，排间起爆
时差50ms；单位炸药耗药量经爆破试验确定，乌都 河洞口水电站为0. 25〜0. 35Vy/m3 &梯段钻孔爆破装
采用以深孔梯段爆破为主，辅以光面爆破和预裂爆破
等进行厂房基础爆破开挖。药结构及技术参数见图2和表1 &图2梯段钻孔爆破装药结构表1 梯段钻孔爆破特性指标爆破类型孔径/mm梯段高度/m排距/m堵塞长度/间距/m孔深/m装药直径/耗药量/(超钻/mmmm70 〜80V/m3 )主爆孔缓冲孔75 〜1002 〜3.58〜122.5 〜6.01.5 〜2. 51.5 〜2. 58.5-130.5 〜1.02-30. 35 〜0.81〜232 〜700.3 〜0.7梯段爆破主爆孔采用复式装药结构，即下部装药 60（，上部装药40（，既可降低大块率，又可避免在 梯段底部留下岩埂;当堵塞段长度较小时，应保证堵
底部装药密度0. 9Vy/m。采用预留光爆层的光面爆破
作业中，周边炮孔直径应在50mm以下，炮孔间距为 10〜16倍炮孔直径，最小抵抗线长度由岩石特点、
塞质量，确保堵塞段密实⑷。3.2.2 光面爆破炮孔间距等确定，一般为炮孔间距的1.2〜1.4倍。 当孔深在2m左右时，用2号岩石乳化炸药，线装药密
光面爆破炮孔装药采用间断装药，将药卷间隔捆 绑在竹木上固定，药卷用导爆索连接⑸，孔口预留
度为150〜200y/m，宜用直径为25mm的小直径药卷。
3. 2. 3预裂爆破0.5m左右不装药（见图3 ）。炮泥
炸药32x200g边坡台阶高度为8m和10m，边坡预裂一次完成。
爆破技术参数为：孔径75mm，孔距0.8m，孔深8〜
IXI IXIIX\\乡XIIXI\\11m，堵塞长度1.6〜2m，药卷直径32mm，不耦合系
n 1.0m L厂减弱段°r8.5~9.0m中部正常段” ^2.2m^ 数为2.34，上部装药线密度0.3ky/m，底部2.2m装 药密度加强为1Vy/m。在预裂孔与主爆孔之间设置一
5强團排缓冲孔，缓冲孔装药量为主爆孔装药量一半，并采 用间断装药，以减少主爆区爆破对预留边坡的震动影
图3光面爆破装药结构响，确保原厂房等建筑物和边坡不受到破坏，保持整
光面爆破技术参数为：孔径75mm，孔距0. 8〜 1.2m，孔深3. 5〜5. 5m，堵塞长度0.3〜0.5m，药卷直
齐的轮廓面⑹。起爆时，优先起爆预裂孔，而后依次
起爆主爆孔 ， 最后起爆缓冲孔 。 乌都河洞口新建厂房 预裂开挖爆破炮孔布置及起爆顺序见图4&径32mm，不耦合系数为2.34,线装药密度0.3ky/m，
447〜10 —雷管段位数o _炮孔——同段连线图4新建厂房开挖爆破炮孔布置及起爆顺序4厂房开挖爆破施工实践4. 1基础开挖爆破技术参数建基面上1.5m以内爆破技术参数为：孔径 45mm,孔距1.5m,排拒1.5m,孔深2m,药卷直径 32mm,不耦合系数为1.4,堵塞长度1m,炸药单耗 0. 30ky/m3 ；建基面1.5m以上的层爆破技术参数为：
手风钻钻孔，按毫秒分段起爆，起爆药量控制为不大 于 5kyo4.2开挖爆破施工程序按设计在地面上定出两坝肩开挖线，“自上而
下”进行开挖爆破&分区、分期爆破开挖，即954m
高程以上为一区，946〜954m高程为二区，946m高 程以下为三区；厂房尾水闸墩以内为第一期，闸墩以
外尾水地板为第二期&新建厂房分区、分期开挖爆破
程序见图5&图5新建厂房开挖爆破程序4.3开挖出渣边坡排险和开挖出渣直接由挖掘机及自卸汽车配
合进行&每一排炮响完后，由挖掘机进行边坡排险和 出渣，再进行下道孔序的施工&厂房渣拉至导流洞出
口回填一条沿河向原乡村公路修建的临时公路&
4. 4工程施工效果分析在既要保护已有建筑的安全稳定性，又要在开挖
水电站技术Hydropower Station Technology场地狭窄、施工条件受限，多为泥夹石、块石、碎石
夹黏土，结构松散至稍密实，无大型地质构造通过的 情况下实施开挖作业，采取“先固结、后爆破”相结
合的开挖方案，即先对开挖（边坡）区域进行固结灌
浆预处理，再进行爆破作业，取得了良好的施工效果&4. 4. 1 预固结灌浆处理成果分析和评价通过灌浆效果分析、检查孔压水试验、物探检测
对固结灌浆施工效果进行检验&a. 灌浆效果分析&固结灌浆累计完成99.99m, 水泥耗量1207. 43t,最大单耗448. 0ky/m,最小单耗
18.7ky/m,平均单耗134. 16ky/m& I序孔灌浆进尺 5799.88m,水泥耗量 952. 98t,单位耗量 1.31kym, \"序孔灌浆进尺3200.11m,水泥耗量254. 45t,单位
耗量79.51ky/m&通过以上数据得出：\"序孔平均单
耗为I序孔平均单耗的48.39% , I、\"序孔的平均 单耗呈递减趋势，且减幅较大，说明灌浆分序得当， 灌浆效果明显&b. 检查孔压水试验&灌浆后对46段预固结灌浆 进行质量检查，检查孔采用单点压水试验，最大值
3.65Lu,最小值1. 76Lu,平均值2. 32Lu,全部满足 设计要求P<5Lu的技术指标&h物探检测&现场声波检测及成果整理按照
《水利水电工程岩石试验规程》（SL 2-2001）进
行，采用单孔声波测试法，测试仪器为PDS-SW型非 金属超声波测试仪&测试换能器为一发双收（YFS）
测孔换能器，频率为20 ~ 50kHe&物探检测结果显 示：灌浆前波速主要集中在1.2〜4.5km/s,平均为
3.42km/s；灌浆后波速主要集中在2.5〜4.5km/s, 平均为3.57km/s,灌浆效果较好&4. 4. 2 爆破开挖效果评价a. 施工安全&开挖区域岩土破碎、结构松散, 经预固结灌浆处理后，确保了边坡和已有建筑物爆破
开挖施工期的安全&b. 加快了施工进度，节约了工程投资&工程区
域地质条件复杂，施工条件受限而不能放缓坡度开 挖，若采取连续桩基围护结构等方案（下转第49页）45科学研究及工程设计Scientific Research & Engineering Desivn灌溉水利用系数三项指标有所提高，但与国内大型灌 参考文献/10康绍忠•贯彻落实国家节水行动方案 推动农业适水发展与
绿色高效节水［J］.中国水利，2019(13) ：1-6.区先进管理水平相比，此三项指标属于中等偏下，需
要进一步提高管理水平，加大灌区管理改革力
度，提高灌溉水的利用率和利用效率，使灌区持续良 性发展。/ 2 0范雷雷，史海滨,李瑞平，等•河套灌区畦灌灌水质量评价与优
化［J］.农业机械学报，2019，50(6) ：315-321，337.［3 0赵珊,齐兴利•组织制度改革对农业水利基础设施运行的影响
分析一一以陡山农业水利基础设施为例［J］ •农村经济,2012
5结语水利工程作为国家的基本建设工程，是关乎国家
(3) ：84-88.［40孙丽波，吕秀敏•小型水利工程中节水灌溉技术研究［J］ •黑龙
江科学，2019，10(16) ：106-107•经济发展和人民生活水平的重要工程。作为一个有着
8亿农民的农业大国，我国一直非常重视灌区节水技 术研究，投入了巨大精力创新，也取得了快速稳定的
/ 5 0吴蒙•基于农田灌溉系统水能关系的农业节水管理分区研
究一一以上海为例［J0.灌溉排水学报,2018，37 (2 )：116-122，
128.发展。当然灌区节水灌溉工程任重而道远，我们要在
/60屈忠义，杨晓，黄永江.内蒙古河套灌区节水工程改造效果分
析与评估［J0.农业机械学报,2015 ,46(4) ：70-76,112.各个环节审视自身的不足，从思想根源上把节水事业 重视起来，从技术和管理上不断改革和创新，使农业
/ 7 0薄宏波，胡健，刘新兵，等•山东省引黄灌区节水灌溉的必要性
与主要措施［J0.水利科技与经济,2013,19(3)：1-3•灌区节水事业发展越来越好。$/ 8 0韩振中，闫冠宇,刘云波，等•大型灌区续建配套与节水改造评
价指标体系的研究［J0 •中国农村水利水电,2002(7) ： 17-21.(上接第45页)对基坑进行加固处理，其工程量将大 根据设计计算确定分区、分期采用梯段爆破、光面爆 破和预裂爆破等相结合的爆破技术，做到高标准要求
大增加，工程投资将增大，工期也将延长。而采取 “先固结、后爆破”相结合的开挖方案，工程实施效
果达到预期目标，开挖边坡安全稳定，施工进度和工
地控制爆破施工。c. 工程实施过程中 ， 需要根据开挖爆破设计方案 进行现场爆破试验，对装药量、安全距离和冲击波等
程投资控制均较好。特性指标进行复核验证，确保电站现有构(建)筑物
5结论乌都河洞口水电站新建厂房基础开挖工程具有地
和边坡运行安全，达到精细控制爆破开挖施工目的。$参考文献/10袁媛•受邻近厂房影响的坝基开挖爆破设计/ J0 •水利规划与
设计,2016(7) ：114-117.质条件复杂、爆破施工难度大、施工干扰大等特点，
要防止爆破产生的震动、水中冲击波和飞石等对原厂 房等建筑物和边坡造成不利影响。通过运用科学的施
/ 2 0蔡畅，梁剑•深孔固结灌浆法在下穿河道经过断层施工中的应
用［J0.水利建设与管理,2018,38(10) ：14-18.工组织设计及管理，开挖过程中对应不同地质条件采 用预开挖边坡固结灌浆、 控制爆破等适应性措施， 主
/30吴永风•峡江工程坝基固结灌浆试验分析/ J0 •水利科技与经
济,2014,20(4) ：135-137.要取得如下结论：a. 新建厂房与原厂房间水平距离仅4m，且开挖 深度较大为18.2m，开挖场地狭窄、施工干扰大，采
/ 4 0张长久•梯段与光面爆破技术在古田双口渡电站大坝坝基开
挖中的应用/ J0 •水利建设与管理,2008 ,28(6)：21-22./5 0谢盛•印尼PAKKAT水电站隧洞竖井开挖及支护施工技术探
讨［J0 •陕西水利,2016(1) : 104-105.用预固结灌浆对预开挖边坡进行加固处理， 确保已有
建筑物及边坡施工安全。b. 按“自上而下、先坡后河床”的开挖方式,/60王登伟•预裂爆破技术在龟峰水库石方开挖中的应用/ J0 •水
利技术监督,2017,25(5) ：126-128.49
