金瑞芳

（青岛西海岸新区水务发展中心，山东 青岛 266500）

1 工程概况

青岛市崂山林场泉心河水库工程导流隧洞进口明渠长195 m，其中陡坡段长80 m，底宽6.50 m，设计纵比降0.03，陡坡起点高程100 m。导流隧洞洞身进出口底高程分别为97.6 m和82.6 m，全长500 m，洞底坡降0.03。隧洞洞身断面尺寸6.50×8.50 m，洞底宽6.50 m，直墙高6.62 m，顶拱中心角120°，隧洞总高8.50 m，隧洞出口明渠长27 m，出口高程81.79 m。Ⅱ类围岩不实施整体支护，主要根据施工开挖实际实施局部支护；Ⅲ类围岩则实行一次支护，不衬砌；Ⅳ类围岩实施一次支护的同时按0.50 m 的厚度进行钢筋混凝土衬砌。该水库工程主要面临工程量大、工期紧、施工强度高等难点，大坝堆石料主要从库区料场开采，从而扩大库容，故而爆破开挖断面要求严。为保证工期和开挖施工质量，导流隧洞石方洞挖钻爆施工遵循“自上而下，梯段爆破”的原则，主爆孔通过液压钻与潜孔钻配合钻孔；边坡、建基面处则实施预裂爆破，通过潜孔钻钻孔。

2 爆破开挖方案

水库导流隧洞开挖深度1～15 m，开挖深度超过5 m 的区域采用深孔台阶法分层开挖施工，泉心河水库导流隧洞断面分为A 型断面（Ⅲ类岩石）和B 型断面（Ⅳ类岩石）两种，考虑到隧洞断面尺寸较大，故采用台阶法分上下两个台阶施工。而不超过5 m的区域，则采用露天浅孔台阶爆破开挖。边坡坡度1∶0.50，且随着深孔台阶高度的增大，边坡位置炮孔倾斜角度及施工难度也随之越大，考虑到靠近边坡位置倾斜炮孔的施工，分层高度应按照5 m确定。

根据此工程隧洞围岩等级与自身开挖的特点选取炸药单耗为1.50 kg/m3循环进尺1.50～2.50 m。掏槽孔炮孔深度分为1.10 m与2.50 m两种，辅助孔及周边孔炮孔深度均为1.60～3 m。炮孔开挖选用YT-28型手持式风动凿岩机。

3 石方洞挖爆破设计

3.1 炮孔布置

结合设计图纸，尾渠里程0+500 m 处最大开挖深度达到15 m，此处分三层爆破，每层开挖高度5 m。而尾渠里程0+515 m处开挖深度7.5 m，分为第一层5 m深孔爆破和第二层2.50 m露天浅孔爆破。其余里程段均参考0+500 m处与0+515 m处进行炮孔布置。

3.2 单孔装药量

掏槽孔单孔药量的选取必须在考虑爆破振速的基础上达到设计要求的爆破效果。根据爆破振动控制要求，掏槽孔单孔装药量应为一级掏槽0.60 kg，二级掏槽1.80 kg。周边孔单孔装药量的确定依据炮孔间距、最小抵抗线和装药集中度等参数。结合该水库导流隧洞开挖围岩情况、振速指标要求及类似工程爆破开挖经验，其周边孔单孔装药量应为0.40 kg。辅助孔单孔装药量与隧洞围岩坚硬程度、炸药单耗、炮孔设计长度及辅助孔数量、间排距等参数有关，辅助孔回填长度0.60 m，三节炸药连装，单孔装药量0.90 kg。

该水库导流隧洞石方洞挖断面爆破参数详见表1和表2。

表1 水库导流隧洞石方洞挖A型断面爆破参数表

表2 水库导流隧洞石方洞挖B型断面爆破参数表

3.3 爆破器材的选择

泉心河水库工程导流隧洞石方洞挖爆破主要选用70#和32#乳化炸药。

水库导流隧洞石方洞挖爆破使用外径2.80～3.20 mm的普通塑料导爆管，爆速不小于1 600 m/s，并采用MFB-100型发爆器连接激发针引爆导爆管雷管的方式。此种型号发爆器适用于军工、铁路、隧道等掘井工程使用，引爆能力不小于100 发，供电时间和充电时间不超过4 ms和20 s。

3.4 装药结构及起爆网路设计

掏槽孔和辅助孔均按照连续耦合方式装药，正向起爆；周边孔则按照间隔不耦合装药，导爆索连接起爆。

起爆网路采用孔内分段的连接方式，即将1发毫秒导爆管雷管装入每个炮孔，孔外通过1 段导爆管雷管连接，导爆管采用簇并连接法，周边孔采用导爆索连接。

4 石方洞挖爆破施工

4.1 进口洞脸开挖

在开挖洞脸时，必须同时对洞身开挖线以外3～5 m 的区域实施锁口支护。具体而言，进洞前沿开挖轮廓线以外与轮廓线相距30 cm的位置，按30 cm排距和1.50 m间距设置长度3 m、规格Φ25 mm的双排超前锚杆，并按照10 cm×10 cm间距挂φ8 mm钢筋网，按0.80 m间距支设18型工字钢，以上支护参数均需经过监理工程师批准后实施。挂口实施短进尺弱爆破，爆破后以人工方式清除松散部分，并再次进行断面尺寸检查，若不存在欠挖，则应立即挂网、喷射混凝土以封闭岩面。

4.2 爆破施工

在导流隧洞石方洞挖爆破施工前主要由测量队通过激光测量仪进行隧洞中心及断面轮廓测量，并向施工队出具测量报告。在设计布孔图得到监理工程师审查同意的基础上布孔，并通过φ60 mm钢管搭设简易施工平台。

使用乳化炸药，掏槽孔、辅助孔均实行连续装药结构，而光爆孔则通过导爆索制成炸药串，加竹片捆绑后间隔装药；所有炮孔均通过炮泥堵塞，并保证堵塞的严密程度以及堵塞段的设计长度；起爆网路采用的是普通塑料制成的非电导爆管，故应按照设计要求连线起爆。

在导流隧洞石方洞挖爆破后必须及时排除烟尘，并待洞室内烟雾散尽后继续施工。最大通风量必须依据洞室施工程序、爆破施工方法、设备配置及拟定的通风方式等确定，并充分考虑施工人员正常呼吸及时冲淡、排出地下溢出有害气体等方面的需要，通风管路按百米漏风率1%～2%确定，沿程风压损失不得超出20%，隧洞断面风速至少达到0.15 m/s。

为简化石方洞挖爆破操作并确保网路准爆，该水库导流隧洞石方开挖深孔起爆网路主要通过孔外分段接力传爆以及孔内装ms13 段非电毫秒雷管、孔外设置ms5 段非电毫秒雷管的方式接力传爆。在实际操作过程中，根据不同范围内一段次起爆最大药量，分别采用单个炮孔逐一起爆、双孔起爆网路、四孔起爆网路等连接方式。双人制联网作业过程应主要由技术员或经验丰富的爆破员负责，根据设计要求及作业面实际实施连接，并结合单段允许药量进行每组起爆炮孔数量的确定。

5 结论

泉心河水库工程导流隧洞石方洞挖施工历时50 d，从爆破开挖后的作业面看，爆破顺序清晰，岩壁上明显残留有半孔孔壁。爆破开挖施工完全按照设计要求及作业规程进行，导流洞封堵段围岩在爆破开挖施工前已进行过固结灌浆，爆破振动安全计算后原设计要求的封堵施工期间的固结灌浆环节完全可以取消，使施工工期压力大大缓解。该水库导流隧洞石方洞挖采用非电毫秒雷管接力起爆及排间搭接技术，使得爆破施工过程中单响药量得到严格控制，爆破开挖破碎效果及爆破危石控制效果均显著提升。