2.2.2.1 施工特点难点
(1)西龙池下水库和宝泉上水库库岸地形陡峻，库区地质条件比较复杂，裂隙节理、断层、软弱夹层等发育且相互组合，不利于边坡的稳定。
(2)坡顶基本无道路可以通行，机械设备难以到达，开挖出渣难度大。
(3)库岸公路以上边坡每一定高程设一级马道，库岸公路以下边坡作为面板基础，为一坡到底，开挖精度及边坡平整度要求较高，如未控制好边坡开挖轮廓线，超挖导致回填混凝土经济损失较大，且开挖的石渣要求尽量作为筑坝材料使用，因此爆破技术要求较高。
(4)西龙池多单位交叉施工，施工干扰大，制约因素多。工程工期紧张，且多个开挖面存在交面的节点工期要求，开挖总体安排要求高，可调整余地少。
2.2.2.2 开挖分区分层
西龙池下水库库盆石方开挖，分东区、西区及北区三个区域进行开挖，其中东区各部位开挖高差较悬殊，进一步分成三个小区，即东Ⅰ区、东Ⅱ区及东Ⅲ区。各区的分布范围及特性见表2-3。
表2-3 西龙池下水库库岸石方开挖分区特性表
每一作业区均自上而下开挖进行开挖，分层高度为5m～10m，各部位分层情况见表2-4。
表2-4 西龙池下水库库岸石方开挖分层情况表
续表
宝泉上水库库岸边坡开挖分为七个区，即左Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ区，右Ⅰ、Ⅱ区，分区特性见表2-5。
表2-5 宝泉上水库库岸开挖分区特性表
每个开挖区高度有所不同，但马道之间层高一般都是16m，所以原则上按8m一层进行开挖，不同部位的开挖分层基本相同，但没有马道部位的开挖和有马道部位的最上一层开挖方法基本相同，如果不足8m则按实际梯段高度为一层，以左Ⅰ区为例，分层如图2-3所示。
图2-3 左Ⅰ区开挖分层图
2.2.2.3 开挖顺序安排
高边坡开挖首先需统筹考虑好开挖顺序，这样可以充分利用好所有资源，减少干扰，加快施工进度，又尽可能使挖填土石平衡，提高效益。
西龙池下水库库盆开挖顺序是在具备开挖施工工作面后，优先进行东、西两区靠近左右坝肩部位的石方开挖，以尽早提供被库岸石方所覆盖的坝体上游坡脚周边排水廊道及施工支洞工作面，然后重点进行进/出水口段顶部及两侧石方开挖，北区岸坡石方开挖作为次要工作面进行安排。
宝泉上水库环库公路开挖首先安排右Ⅰ区、左Ⅰ区和左V区的施工。待以上三部分开挖一段时间后，随着工作面的展开和开挖道路的改善，以及部分设备可以从其他开挖工作面上转入，环库公路各部位可以同时施工。
2.2.2.4 开挖技术选用
对于高边坡开挖，常规大致有以下几种方法:
(1)采用小孔径手风钻钻爆。
(2)常规的预裂爆破+深孔梯段微差爆破技术，按一定台阶高度逐层开挖。
(3)先深孔梯段微差爆破，每层预留一定的保护层用手风钻采取光面爆破及时跟进开挖。
第一种方法能较好地控制单响，但由于手风钻钻孔速度慢，装药量小，难以在限定工期内完成开挖任务;
第二种方法通过预裂爆破与深孔梯段微差爆破现场试验后，发现对于岩层较好，岩性坚硬的边坡，开挖效果较好;但对于岩石节理裂隙发育，岩性软弱的边坡，预裂爆破效果不理想，难以满足开挖技术要求。爆破对侧向及后冲方向保留岩体的影响范围和影响深度较大，尤其表层岩体的拉裂现象较严重，边坡侧向保留岩体难以站立，预裂爆破后，预裂缝较窄，宽度一般在5mm以下，且缝宽随深度加大而减小，不能充分起到预裂缝减震的作用，预裂面成型较差，壁面的平整度、壁面的残留半孔率不如光面爆破，残留炮孔内爆炸裂隙的数量和长度也较多且长。
第三种方法能较好地克服前两种方法的不足，尤其光面爆破技术已被国内工程爆破界认定为控制周边超挖的标准方法，爆破后可以获得一个光滑的岩面，并能减少岩体中的裂隙，有效减少随机锚固支护的工程量，但工程进度稍慢，且需统筹好深孔梯段爆破与边坡保护层开挖的进度。
实际施工时，根据不同部位的地质情况及不同的开挖位置高度，在西龙池下水库和宝泉上水库对几种爆破技术均进行了综合运用，在边坡第Ⅰ层和厚度较薄部位主要采用手风钻进行钻爆;对于岩层较好区域的边坡开挖且便于实施预裂爆破的边坡段，采用预裂爆破和深孔梯段爆破;其他则主要以预留保护层采取光面爆破方法进行施工，达到了较好的开挖效果，如图2-4 和图2-5所示。
图2-4 西龙池下水库库岸边坡开挖效果图
图2-5 宝泉上水库库岸边坡开挖效果图
2.2.2.5 开挖施工方法
库岸石方采用的开挖方法主要有:浅孔梯段爆破、深孔梯段爆破、边坡预裂爆破或光面爆破等。
(1)浅孔梯段爆破技术。
采用浅孔梯段爆破的部位主要有:各开挖区库岸的第Ⅰ层开挖、底部保护层石方开挖以及其他边角小范围内开挖等。
各开挖区库岸的第Ⅰ层开挖，由于库岸山坡陡峭，为形成施工作业平台或形成简易施工道路而采取浅孔爆破开挖手段。施工时采用手风钻造孔，依地形情况孔深为1.5m～4.0m，浅孔梯段爆除，靠近设计边坡轮廓线则采取光面爆破开挖。由于不便出渣，在爆破参数设计时，着重控制了排间起爆时差，减少石方在工作面的堆积，减轻人工清渣工作量。
实施底部保护层石方开挖的部位主要有:边坡马道、环库公路路基、库底基础等，在主爆破区开挖时，临近以上部位均预留不小于2.0m厚的垂直保护层。保护层石方主要采用手风钻造孔，孔深2m～2.2m，倾角70°～75°，并于孔底20cm范围内设柔性垫层，非电导爆管敷设网路浅孔梯段一次性爆除。
(2)深孔梯段爆破技术。
除边坡及建基面采取控制爆破外，其他部位主要采用深孔梯段爆破。钻孔设备根据开挖地形地势进行选择，对于岸坡陡峭的部位，采用YQ100轻型支架式钻机进行造孔;在施工工作面条件具备时，采用英格索兰潜孔钻机或阿特拉斯液压潜孔钻等进行造孔，孔排距根据爆破试验结果进行确定，重点考虑小抵抗线宽孔距的布孔方式，孔深根据各层梯段高及实际地形进行确定，爆破网路以导爆管非电毫秒雷管敷设网路(孔内统一采用MS13非电毫秒雷管，孔外采用MS2非电毫秒雷管进行分段)，孔内连续装药，采用“V”形起爆，以改善次堆石料的级配。
(3)特殊部位控制爆破技术。(www.xing528.com)
进行特殊控制爆破部位主要有:库岸设计边坡面开挖及临近新浇混凝土等部位的爆破。
对于设计边坡面开挖，通常采用预裂爆破或光面爆破措施。在便于实施预裂爆破且岩性较好的边坡段，优先采用预裂爆破，预裂爆破孔采用YQ100轻型支架式钻机进行钻孔，孔径90mm，孔内采用Φ32mm乳化炸药间隔装药(竹片绑扎)，导爆索联网，先于主爆区起爆。
其他部分的边坡开挖，以光面爆破方法为主。即主爆区爆破时，沿设计坡面先预留一定厚度的岩石保护层，采用光面爆破法爆除。为充分发挥保护层的作用，保留好边坡保护层的岩体，有效抵消或减少主爆破振动的冲击和对岩体的拉伤，在爆破控制上，主爆区采取适当降低梯段高度和爆破规模，现场以10m左右为一梯段，并在主爆破区最后一排设置缓冲孔，适当减小炮孔的孔网参数避免在后冲方向给保留边坡造成拉裂破坏，同时，采用孔间毫秒微差起爆网路，最大单响控制不超过100kg。沿设计坡面岩石保护层预留厚度为2.0m～2.5m，在主爆破区爆破出渣后，采用手风钻沿设计坡面进行造孔，孔深4m～4.5m，边坡部位孔间距约60cm，不耦合装药，自上而下分Ⅲ～Ⅳ层将该梯段岩石保护层用光爆法进行爆除。
对于临近新浇混凝土开挖区域的爆破，对新浇混凝土的震动影响需进行估算，确定最大允许单段药量，严格控制对新浇混凝土的震动影响。在实际施工中，临近新浇混凝土的爆破施工时间尽可能与新浇混凝土的浇筑时间错开，同时采取多分段的措施以减小最大单响药量。
2.2.2.6 爆破施工参数
(1)爆破试验。
库岸边坡开挖不仅要保证设计边线及边坡平整度，防止边坡受到破坏，而且为了充分利用当地材料，其开挖料还作为库盆围筑的重要料源，即边坡所开挖出的石渣还须满足填筑的级配要求。因此，在边坡正式开挖前，通常根据各开挖区的地形、地质和施工条件及大坝填筑料级配要求，选择有代表性的开挖区域进行爆破试验。
爆破施工参数主要包括:孔径、孔深、孔排距、钻孔方向、装药结构等，试验目的是获取满足工程要求的、经济的爆破参数和堆石料的高成品率。一般情况下，由于钻孔设备、火工品材料和梯段高度已事先确定，因此现场需确定的参数主要有孔排距、钻孔方向、装药及起爆方式。
根据爆破的一般规律，在炸药单位耗药量不变的情况下，宽孔距、小抵抗线的布孔方式比常规布孔方式爆破石渣粒径小，“V”形起爆较排距顺序起爆破石渣块度小，挤压爆破较非挤压爆破石渣块度小。因此，在爆破试验的实际操作中，根据施工组织设计中初拟的爆破参数及爆渣粒径布孔、起爆方式等的一般关系，适当调整孔排距，分别进行不同方式的起爆。爆破后，分别对爆渣进行颗分试验，并将每次爆破筛分试验成果绘制成级配曲线进行比较分析，与填筑料设计级配包络曲线，提出经济合理的钻爆参数。同时，根据所有爆破参数和相应的筛分试验成果试验资料，建立快速判断最优级配曲线的优化模型公式。
(2)爆破参数。
西龙池下水库边坡开挖料大多用于坝体次堆石料，其设计控制最大粒径为600mm，粒径小于5mm的含量不超过17%，粒径小于0.1mm的含量不大于5%，不均匀系数宜大于8。根据库岸边坡岩石特性、开挖梯段高度，结合次堆石料设计级配要求以及现场爆破试验，库岸石方开挖采取的常用爆破参数详见2-6～表2-9，并且根据库岸的开挖位置和地质情况的不同，现场再适当进行局部优化调整。
表2-6 浅孔梯段爆破参数表
表2-7 深孔梯段爆破参数表
表2-8 边坡预裂爆破参数表
表2-9 光面爆破参数表
(3)爆破影响验算。
库岸开挖一般受多因素限制，需对爆破个别飞石距离进行有效控制，并且为减小对附近混凝土施工等的影响，在进行深孔梯段爆破的同时，还必须对爆破最大单响药量进行控制。以西龙池下水库为例，为减小对附近村庄和库盆廊道新浇混凝土的影响，其爆破影响验算分别参见表2-10、表2-11。
从表2-10 中可看出，正常爆破时，安全距离为400m，个别飞石对500m～600m以外的村庄无影响。
从表2-11 中可看出，为控制深孔梯段爆破对新浇混凝土的影响，取允许质点振动速度为1cm/s 进行计算，当距离为50m、100m时其控制最大单响药量分别为16kg、128kg;当爆破距离超过140m时，控制最大单响药量为350kg，此时按表2-7 中的参数进行常规梯段爆破(最大单响药量不大于300kg)完全满足要求。在实际爆破开挖中，新浇混凝土与开挖作业区的距离可以控制在100m以外，因此在新浇混凝土与爆破作业同时进行且距离在100m～140m之间时，深孔梯段爆破最大单响药量宜按不大于128kg 进行控制。
表2-10 个别飞石距离验算表
表2-11 爆破振动影响验算表
(4)起爆网路。
起爆网路的设计原则是:保证梯段爆破临近坡面最大单段起爆药量符合规范要求;排间微差延时分段，尽可能多创造瞬时临空面以提高爆破效果，在新喷锚支护区爆破最大单段起爆药量必须确保其质点振动速度在安全范围以内。为减少震动，有的部位采用单孔毫秒微差网路起爆。利用孔间微差的方法，控制最大单响起爆药量，确保边坡、建基面和新喷锚支护区的安全以及控制飞石，减少开挖部位之间、开挖和其他工序之间的影响。
有些部位需要从中间先开工作面时，采用“V”形起爆网路，预裂前沿一般采用排间起爆网路，近开挖区边界一般采用单孔微差起爆网路。“V”形起爆网路如图2-6所示，一般排间起爆网路如图2-7所示，近开挖区域边界部分的起爆网路如图2-8所示。
上述爆破参数及起爆网路需根据实际施工的不同情况进行调整，以具体的爆破设计为准。
图2-6 “V”形起爆网路示意图
图2-7 一般排间起爆网路示意图
图2-8 单孔微差起爆网路示意图
2.2.2.7 开挖出渣方法
高边坡开挖除了爆破控制技术以外，在开挖出渣上往往由于道路不通也是一大难题。因此开挖出渣与道路布置也是开挖技术重点研究的问题之一。
西龙池下水库在库岸高边坡开挖时，除左右坝肩部位可通过上坝公路修筑临时道路至开挖工作面外，大部分开挖面由于地形陡峭，机械起初无法到达工作面，钻孔等设备均为人工背运至坡顶。开挖最初阶段主要采用人工清渣，并通过改进爆破技术，使爆破后的石渣尽量抛离作业面，以减少清渣工作量。当边坡开挖至一定高度后，则利用爆破堆渣采用反铲修筑临时道路，供小型履带式挖推设备爬至工作面，进行推挖甩渣。由于此开挖阶段临时道路很难保留，机械无法自由上下，因此均停留在工作面，开挖过程中采取合理布置开挖作业面，并在爆破时对机械加强安全防护以达到避炮要求。当开挖面下降至足够高度，条件具备时再修筑临时施工道路至开挖工作面，采用反铲挖装，自卸车运输的方式进行出渣，如图2-9所示。同时，随着开挖面的下降，及时动态调整道路。
图2-9 西龙池下水库边坡开挖出渣图
宝泉上水库道路布置就是利用副坝左右坝肩两条道路分别修支路进入各自开挖工作面。右岸环库公路开挖直接从坝肩道路修支路进入各工作面，所有开挖出渣均由此路运出(同副坝右坝肩相接部位与副坝此部位开挖方法相同);左岸环库公路开挖则通过三条道路进行:分别从上坝路修至左坝肩高程约845m、842m和815m处分别进入工作面，所有开挖渣料通过各自开挖道路分别运出，如图2-10所示;各工作面在开挖中，根据具体地形的不断变化，修建临时施工道路，进行动态道路布置。这些开挖出渣方式根据不同地形组合运用，较好地解决了施工难题。
图2-10 宝泉上水库库岸边坡开挖出渣图
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