水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范

【摘 要】在目前水工建筑物施工中，基础施工需要满足抗压、抗渗、抗剪等技术要求。为此一般在工程建设中需要结合明确的技术规范标准和相关制度来进行施工，并尽量避免基础岩石出现爆破裂缝等现象。本文主要介绍了在水工建筑物岩石基础开挖施工中所采用的爆破工艺的爆孔爆破法原理和具体施工工艺，并结合实际工程实例分析其优缺点，以供日后同行工作参考借阅。

【关键词】保护层；水工建筑物；岩石基础

为了适应水工建筑物岩石基础开挖工程施工的需要，我国水利部门颁发了各种相关规章和制度来对施工进行规范和控制。做好水工建筑物岩石基础保护层的开挖工作，是确保水利工程施工质量的有效方法。在施工的过程中需要按照相关规范要求，对接近建筑基面的位置应当预留相应的保护层，避免受到开挖方式的影响而出现恶化问题。在水工建筑物基层开挖施工中，传统的施工方法存在着开挖速度慢、人工劳动量大、施工成本高等多种弊端。随着现阶段我国大型水电站建设数量的与日俱增，施工工程量和施工强度都有了大规模的提高，与传统的水工工程相比已是不可同日而语。传统的基层开挖措施逐步无法满足施工需求，不少工程施工单位不断采用各种新的施工措施和方法来解决基层开挖方式。通过过去多年的工作实践发现，爆破开挖的应用在水工建筑工程中有着巨大的优势，同时也取得量较好的效果和积累了宝贵经验。

1、水工建筑物基础保护层开挖概述

水工建筑物基础保护层开挖方法直接影响到水电工程的质量、进度和效益。开挖不当将降低基岩的承载能力、增大基础的透水性、恶化基岩的天然结构和地质构造，这对于水工建筑物，特别是挡水建筑物是不能允许的，同时将会增加采取补救处理措施所发生的费用，延长建筑物施工直线工期。因此采用先进、快速、可靠的施工方法进行建筑物基础开挖具有非常重要的意义。为了节省施工成本、加快施工进度，目前在水利工程施工生产中逐步试验并推广的保护层开挖方法有水平预裂法，柔性垫层法等。对于垂直孔水平聚能药包爆破用于生产试验仅在少数工程中进行过。该方法仅在原理上进行了较粗略的定性分析，未形成较为系统的理论，该文在分析总结以往这些工程爆破试验资料的基础上，运用断裂力学、爆破动力学理论及有限元分析方法，对这种爆破方法进行了系统、详细的分析及论述，从理论上证明此种爆破方法可以有效地切割基岩面，降低基岩内部的爆破应力值，起到保护下部基岩不受爆破振动影响的作用，并根据其爆破机理分析了爆破的主要影响因素，对实施爆破时的相关参数提出了合理的优化措施。

2、主要施工措施和方法

在施工之前，建设或设计、勘察单位必须要提前向有关的施工单位和部门提交相关的施工文献和设计图纸，并且经过有关部门进行审核和批准之后，向施工单位提交明确的施工要点和施工流程，确保工程的施工工艺能够满足设计要求。

2.1施工准备工作

在保护层开挖施工之前，首先要确定保护层的厚度，一般在应用的过程中能够应当通过爆破试验来确定，也就是在施工的过程中需要根据地质情况来确定工程的施工要求或者施工方法。在施工工艺明确之后再通过钻孔压水、声波和地震的方法来检查保留在岩层中的爆破要求，同时对岩层中存在的相关隐患和缺陷进行严密控制。

2.2开挖

2.2.1开挖前，施工单位必须提出开挖施工计划和技术措施。

2.2.2开挖应自上而下进行。某些部位如需上、下同时开挖，应采取有效安全技术措施，并经主管部门同意。未经安全技术论证和主管部门批准，严禁采用自下而上的开挖方式。

2.2.3设计边坡轮廓面开挖，应采用预裂爆破或光面爆破方法。

高度较大的永久和半永久边坡，应分台阶开挖。

2.2.4基础岩石开挖，应主要采用分层的梯段爆破方法。

2.2.5紧邻水平建基面，应采用预留岩体保护层并对其进行分层爆破的开挖方法，若采用其他开挖方法，必须通过试验证明可行，并经主管部门批准。

2.3排水

2.3.1基坑开挖施工中，应及时排出工作场地的积水。基坑中来水量很大时，应采取有效办法减少来水量。

2.3.2基坑排水应减少污水对河流的污染。

2.4出渣运输

2.4.1出渣运输应按设计要求进行。

2.4.2堆（弃）渣应符合下述要求：（1）场地应有足够的容量，施工过程中不宜变动。除通过论证合理或对堆（弃）渣需要利用者外，应避免二次挖运。（2）宜不占或少占耕地，有条件时应结合堆（弃）渣造地。（3）不得占用其他施工场地和防碍其他工程施工。（4）不得堵塞河道。

2.4.3出渣运输和堆（弃）渣不得污染环境。

3、钻孔爆破

3.1一般规定

3.1.1钻孔施工不宜采用直径大于150mm的钻头造孔。钻孔孔径按造孔的钻头直径可分为：（1）大孔径110mm

3.1.2紧邻设计建筑基面、设计边坡、建筑物或防护目标，不应采用大孔径爆破方法。

3.1.3在有水或潮湿条件下进行爆破，应采用抗水爆破材料，若使用不抗水或易受潮的爆破材料，必须采取防水或防潮措施。

3.1.4规范所述炸药用量，硝铵炸药为准，若使用其他品种的炸药，其用量应进行换算。

3.1.5爆破作业的安全，必须遵守现行《爆破安全规程》的规定。

3.2爆破试验和爆破监测

3.2.1钻孔爆破施工前或施工中，应按有关要求进行爆破试验。爆破试验宜成立由有关人员组成的试验组。

3.2.2爆破试验应选择下述内容进行：（1）爆破材料性能试验；（2）爆破参数试验；（3）爆破破坏范围试验；（4）爆破地震效应试验。

3.2.3爆破破坏范围试验的观测方法：（1）在表面应采用宏观调查和地质描述方法；（2）在隐蔽部位应采用弹性波纵波波速观测方法。

3.2.4爆破地震效应试验，应采用质点振动速度观测方法。

质点振动速度传播规律，可采用附录B的经验公式进行统计分析确定。

3.2.5重要的和有特殊要求的爆破试验，应按有关要求增加其他观测方法。

3.2.6钻孔爆破施工中，对建筑物或防护目标的安全有要求时，应进行爆破监测。

3.2.7对爆破空气冲击波（或噪音）、水中冲击波（或动水压力）和飞石等效应有防护要求时，应编入爆破试验或爆破监测大纲（计划），并予实施。

3.3爆破设计与施工

3.3.1钻孔爆破施工前，施工单位应进行爆破设计，并报主管部门；重要的爆破设计，应经主管部门批准。

钻孔爆破施工，应按爆破设计要求进行。

3.3.2钻孔质量应符合下述要求：

（1）钻孔孔位应根据爆破设计确定；（2）钻孔开孔位置与爆破设计孔位的偏差，不宜大于钻头直径的尺寸，实际孔位应有记录；（3）钻孔角度和孔深，应符合爆破设计的规定；（4）已造好的钻孔，孔内岩粉应予清除，孔口必须盖严。钻孔经检查合格才可装药。

3.3.3炮孔的装药和堵塞，爆破网络的联结以及起爆，必须由爆破负责人统一指挥，由爆破员按爆破设计规定进行。

3.3.4爆破后，应及时调查爆破效果，并根据爆破效果和爆破监测结果，及时调整爆破参数。

4、结束语

水工建筑物基础保护层开挖是水利工程中不可忽视的环节，通过本文对施工方法的各个细节进行分析总结得出，在施工中应当根据不同的岩石物理学特性和工程等级来确定质量控制标准，并且采用新技术进行施工，在保证工程质量的前提下起到加快施工进度和降低成本的效果。