工程实例：岩塞体双层药室与排孔相结合爆破方案

5.1.5.1　响洪甸抽水蓄能电站岩塞爆破

（1）概况。响洪甸抽水蓄能电站位于安徽省金寨县境内，是国内第一座采用水下岩塞爆破形成进水口的抽水蓄能工程。水下岩塞爆破形成的进水口位于大坝上游210m处，岩塞中心高程90.00m、水库在正常水位125.00m，爆破时岩塞上部水头26m，水下岩体边坡坡度40°～50°，覆盖层厚1～2m，火山角砾岩、局部为溶结凝灰岩和粗面岩，岩石强度较高，透水较严重。

岩塞体为倒圆锥台体，上口直径12.6m，下口直径9m，岩塞体中心厚度11.5m，左侧最大厚度约13m，右侧最小厚度为9m，岩塞爆破岩体方量1350m3。岩塞爆破采取双层药室与排孔相结合的爆破方案，岩塞体内设置二层三个药室、135个排孔，其中主炮孔59个，炮孔直径80mm，预裂孔76个，炮孔直径60mm，最大钻孔深度为9.87m，一般钻孔深度约为8m，总装药量1958.42kg。上层1号药室装药量285kg、2号药室329.8kg[药室尺寸：1.0m×1.0m×1.2m（长×宽×高）]、中部3号药室168.5kg（药室尺寸：0.8m×0.8m×1.0m）。采用电磁雷管毫秒延时网路，分正、副两条起爆网路。响洪甸抽水蓄能电站岩塞爆破纵剖面见图5-5。

图5-5　响洪甸抽水蓄能电站岩塞爆破纵剖面图（单位：mm）

（2）钻孔及药室开挖施工。药室主导洞断面为0.8m×1.0m，中导洞为斜洞，断面为0.8m×0.8m（宽×高）。药室导洞采取先打中空孔，再进行周边孔分段预裂，然后采用短进尺、小药量、多循环的分段松动爆破方案，药室开挖时，先进行掏槽孔爆破，然后以小药量、短进尺扩挖，人工修整成型。

岩塞部位的钻孔施工时，在岩塞底部分层搭设施工平台，用地质钻机造孔。以带刻度盘和指针的高精度旋转样架随时校正钻杆，确保钻孔角度。钻孔岩层出现漏水时，停钻灌浆堵漏处理，凝固后再扫孔继续钻进，直至完成全孔钻进。

（3）装药。药室装药时，清除药室积水后用塑料布封闭药室，将炸药垒在塑料布中，起爆体放在药包的中部，雷管脚线从药室引到导洞，穿入PVC管中进行保护，炸药装完后扎紧塑料袋口，用木板封闭药室口，并贴两层石棉隔热层，随后用黏土封堵药室，封堵长度1m，在导洞内回填二级配骨料。为保证钻孔装药的质量与安全，采用孔外用PVC管装药，管子两端以同橡胶塞塞紧，将导爆索和雷管脚线引出后用防水胶布扎牢管子端头，然后将PVC药管推入炮孔中。

岩塞爆破采用正，副两条起爆网路，母线用1根3×7/1.04BV300/500V三芯铜电缆从闸门井引入集渣坑顶部至岩塞体，当电磁雷管导通检查无误后，将2根引爆主线自上而下呈之字形分别穿过正副网路电磁雷管的磁环，最后将正副两条网路的主线连接到母线上，测得两条母线电阻分别为1.5Ω、1.6Ω，均小于准爆值5Ω。

（4）气垫技术。岩塞内进行密封，采用高水位充水，在岩塞内部形成一个有压力的缓冲气垫，起到一个弹性的缓冲作用，以有效减弱岩塞爆破时的冲击波。充水过程中，随着闸门井水位的上升，岩塞后部，集渣坑上部的气垫室体积压缩，压力升高。当闸门井充水位达到高程103.73m时，相应的集渣坑水位达到78.10m，气垫体积1197m3，然后启动20m3空压机通过预埋在洞顶部混凝土内的φ50mm钢管向气垫室内补气，形成0.26MPa压力气垫。

（5）爆破效果。1999年8月1日10时起爆，水库水面传出沉闷巨响，进水口上方水面鼓起蘑菇状的浪涛，闸门井不断涌出气体，岩塞爆破后进行水下摄像观察检查，岩塞周边半孔留痕普遍清晰可见，成型好，闸门井门槽及底板没有石渣，只有几厘米厚泥沙。爆破石渣全部落入集渣坑内，集渣坑内堆渣曲线平缓。

5.1.5.2　汾河水库岩塞爆破

（1）概况。山西省最大的水库——汾河水库，是一座多年调节的大型水利枢纽工程。为提高水库防洪标准，保障下游太原市的安全，在水库右岸增建一条内径8m的泄洪隧洞，设计最大泄流量785m3/s，初设方案的施工为岩坎加混凝土围堰挡水方案。施工过程中要求水库降低水位运行，直接影响水库效益，且工程量大，总工期延长。经技术经济比较，改为岩塞爆破方案，岩塞水深24m，水下淤泥厚18m，水库大坝为水中填土均质坝，岩塞爆心距大坝坡脚最近距离只有125m。

岩塞形状为截头圆锥体，岩塞底部开口直径8m，顶部开口直径29.8m，岩塞厚度9.05m，岩塞厚度与内口直径比为1.13，岩塞中心线与水平线夹角为30°。由于施工中下半部超挖最深处达2.7m，后用浆砌石衬砌修补平，使岩塞体下半部直立于隧洞底平面。汾河水库岩塞中心线剖面见图5-6。(www.xing528.com)

图5-6　汾河水库岩塞中心线剖面示意图

采用排孔、药室方案，总装药量2799kg，毫秒延时电雷管复式网络，设主副两条网络系统。

（2）钻孔与药室开挖。钻孔的关键为准确控制孔位和方向，制作样板架固定在设计的标准岩面上，并将预裂孔及上部的内外扩大孔按设计要求点画在样板架上，钻孔定位放样，制作钻杆承托架来控制，承托架可上下升降和左右移动、水平调整，准确控制钻孔角度。施工中实施的岩塞钻孔，其爆破特性见表5-13。

表5-13　岩塞钻孔爆破特性表

注 岩塞爆破采用水胶炸药（型号SHJ-K1），药室单个药包尺寸为20cm×30cm×30cm。要求密度1.2g/cm3。防水要求在水下15m浸泡72h后，用8号雷管可引爆。

岩塞爆破的药室断面尺寸为1.0m×1.0m×1.3m（宽×长×高），药室导洞开口处在岩塞面的顶部，与水平面的夹角为15°，断面尺寸为0.8m×1.0m（宽×高）。导洞开挖采用一次钻进，先预裂、短进尺（每次0.5m）分段爆破的开挖方法，均采用15°钻杆承托架辅助手风钻钻孔，中间导向掏槽孔采用潜孔钻钻孔。药室开挖时因钻具受导洞高度的限制，只能造斜孔，且无法周边预裂，采用小药量、短进尺开挖方案。

（3）爆破器材试验。为确保岩塞爆破成功，爆破器材必须进行试验。采用SHJ-K1型水胶炸药，厂家现场进行炸药密度、殉爆距离、爆速、猛度、爆力的试验，对1～5段8号毫秒延期电雷管，采用BQ-2型爆破器材参数综合测试仪，进行电阻值、延时值、最高安全电流、最低准爆电流测试；取50m导爆索，一端使用8号电雷管作引爆试验，经起爆试验全部合格。

（4）装药与堵塞。药室采用人工装药，装药的同时制作起爆体，起爆体设计两条起爆网路，各起爆12发2段雷管，雷管束与电缆线的接头进行防水处理。为增加起爆体起爆能量，在起爆体木箱中放入一定长度的导爆索，将装满炸药的起爆体木箱捆绑牢固，药室炸药装到一半时放入起爆体，保护好穿电缆的管道，装完炸药后用5cm木板隔离，铺两层厚3cm的石棉被，再用20cm黏土堵塞，随后在导洞内填碎石，用回填灌浆封堵导洞。

汾河水库岩塞爆破为并串并毫秒延时复式电爆网路，即孔内并联电雷管。孔外各孔串联成分支线路，并设主副两条网路，最后各分支线路并联于主线。主线经闸刀开关与电源线相接，形成一个完整的电爆网路，网路共有8条支线，4个段数（即1段、2段、4段、5段中间跳过3段）电雷管引爆。

（5）爆破效果。起爆前量测主线电阻值，在起爆开关处测得电阻值为2Ω，网路正常，岩塞准时起爆。起爆后在爆心的前上方距岸约30m水面处涌起一个高6～7m的水鼓包，紧接着在距岸约20m处又涌起一个泥鼓包，泥鼓包轮廓清晰，高度约4～5m。随着爆破声响，黄黑色气浪由井口喷出，起爆约1min27s后黑水夹着石渣冲出洞口，3min左右全洞满流，4～8min出流最大，平均流速为11.9m/s，8min开始关闭进口闸门，15min闸门全关闭。

汾河水库泄洪隧洞进水口岩塞爆破设计科学合理，成功地解决了有较厚淤积物覆盖的水下岩塞爆破技术问题，为多淤泥水库改建工程进行岩塞爆破积累了经验。