6.4 孤、漂（块）石地层与硬岩地层槽孔爆破辅助成槽工法技术
6.4.1 概述
超深覆盖层通常含有大范围孤、漂（块）石地层和硬岩地层，虽然相关造孔挖槽设备都具有不同的处理能力，但普遍工效大幅下降，既影响工期，又明显增高成本，甚至会导致工程施工无法进行[10-11]。
通过研究与工程实践，总结形成了包括钻孔预爆、槽内聚能爆破和槽内钻孔爆破在内的一整套槽孔爆破辅助成槽工法，大大提高了防渗墙成槽的工效，降低了复杂地层防渗墙施工的综合成本，经济效益和社会效益显著。目前，正在施工的鲁甸堰塞湖红石岩水电站与新疆大河沿水库防渗墙工程，全面应用了该工法技术，目前施工进展顺利。云南红石岩水电站已浇筑5个深度分别为124.64m、126.02m、130.75m、131.52m、129.91m，最深为131.52m的槽孔；新疆大河沿水库已浇筑4个深度分别为160.50m、178.40m、186.15m、172.00m，最深为186.15m的槽孔。该工法被评为国家级工法。
6.4.2 工艺原理
槽孔爆破辅助成槽工法包括钻孔预爆、槽内钻孔爆破和槽内聚能爆破，钻孔预爆和槽内钻孔爆破的原理与常规岩石开挖钻孔爆破基本相同，槽内聚能爆破的原理则与裸露爆破大致相同[12-13]；该工法技术的关键是将上述技术应用到防渗墙地下工程中，较好地解决了复杂地层超深与复杂地质条件防渗墙的施工技术难点。
6.4.3 工法特点
槽孔爆破辅助成槽工法是防渗墙槽孔建造的辅助工法，是先进的深覆盖层造孔技术与爆破技术的集成，同时研究了专用的机具和施工工艺。
该工法与以往防渗墙施工中随意简单的槽内爆破相比，其技术含量和效果明显提高；与复杂地层防渗墙施工不采用任何爆破措施的工程案例相比，其工效大大提高，综合成本降低，且保证了工期；与其他专业的爆破相比，地下工程具有其专业性，技术要求较高，工艺控制较严。因此，该工法是在坚硬地层建造防渗墙行之有效的辅助成槽工法。
该工法的3种爆破工艺各有特点。钻孔预爆由于周围介质约束较强，爆破效果最好，但成本最高；槽内钻孔爆破的效果位于其次，成本也比其低；槽内聚能爆破成本最低，也最灵活、最容易掌握，但效果最差。
6.4.4 适用范围
槽孔爆破辅助成槽工法总体上适用于含有坚硬漂（块）石的不均匀覆盖层和需要嵌入坚硬基岩的防渗墙施工，但3种工艺应用对象不同。
钻孔预爆适用于已探明地层中含有漂（块）石的密集区，或应用于需要穿过较厚全风化、强风化岩层的工程，否则成本会大幅增加；钻孔预爆需要工程留有一定的时间，其施工常占用工程直线工期。
槽内钻孔爆破适用于槽孔建造过程中遇到大直径漂（块）石，或需要穿过较厚全风化、强风化岩层又没有钻孔预爆的情况。
槽内聚能爆破适用于槽内的探头石或较小直径的块石处理，在爆破孔钻机不方便的情况下，也常常采用该工艺。
对于不容许爆破的工程该工法不能应用，二期槽施工应慎用。
6.4.5 工艺流程
（1）钻孔预爆施工工艺流程。钻孔预爆施工工艺流程如图6.2所示。
图6.2 钻孔预爆施工工艺流程图
（2）槽内聚能爆破施工工艺流程。槽内聚能爆破原理如图6.3所示。
图6.3 槽内聚能爆破原理图
槽内聚能爆破施工工艺流程如下：
1）加工聚能爆破筒。
2）装入炸药。
3）停止造孔，将聚能爆破筒放入槽孔内定位。
4）点火爆破。
（3）槽内钻孔爆破施工工艺流程。槽内钻孔爆破施工工艺流程如图6.4所示。
6.4.6 操作要点
（1）钻孔预爆工艺。
1）钻孔。钻孔预爆工艺的关键是预爆孔施工，在覆盖层中造孔，尤其是深厚覆盖层和夹有集中、坚硬的漂（块）石地层，采用普通岩芯钻机工效极低，必须采用先进的全液压钻机和跟管钻进工艺。即使如此，亦必须确定合适的钻具和钻进工艺，否则夹管断管事故会经常发生，将降低工效、增大成本。
2）漂（块）石位置记录。爆破孔钻进过程中，要准确记录漂（块）石大小及位置，为爆破提供依据。
3）爆破筒制作。爆破筒可采用塑料空心管制作，按照记录的漂（块）石大小及位置配置相应的爆破筒，采用可靠的方法将爆破筒串联后下入孔中爆破。一般爆破筒每米炸药用量约2kg。
（2）槽内聚能爆破工艺。如前所述，槽内聚能爆破一般用于处理槽内探头石和基岩。聚能爆破筒可用铁皮制成，常用的聚能爆破筒锥顶角一般为60°～90°，每个爆破筒装药量一般为5～7kg；槽内聚能爆破的关键在于对准要处理的部位并贴近被爆破的对象，否则效果会很差，一般将聚能爆破筒用钢筋连接在冲击钻钻头上定位。
（3）槽内钻孔爆破工艺。槽内遇大直径漂（块）石时，可采用槽内钻孔爆破，其关键是跟管钻进时套管的槽内定位，钻孔需要采用特殊的定位机具，保证爆破孔能在坚硬的漂（块）石开孔；在三峡工程中研究应用了专门的定位器，在确保安全的前提下，也可使用防渗墙成槽空心钻头、反循环排渣管等辅助定位。
6.4.7 主要设备
一般宜选用行走灵活，给进力、扭矩等参数适于穿过块石、钻进深部基岩的钻机。需选用跟管钻具，保证炸药筒的顺利下设。
可根据槽内爆破深度，设计和使用不同类型的槽内定位机具，包括快速连接头、定位架、定位器等。
图6.4 槽内钻孔爆破施工工艺流程图