复杂环境下岩塞爆破装药施工关键技术

李 江/中国水利水电第六工程局有限公司

【摘 要】 刘家峡水电站岩塞爆破为世界上淤泥层最厚的高水头大型岩塞爆破，爆破体量大，多年固结形成的深厚淤泥层结构复杂，施工环境、爆破技术复杂。岩塞爆破需一次性高质量爆通。通过采取科学、合理的装药技术，优质高效完成了装药施工，取得了良好的效果。【关键词】 岩塞爆破 装药方法 关键技术

1 概述

刘家峡洮河口排沙洞扩机工程岩塞段位于进水口段的最前端。岩塞体体型内口为圆形（内径10m），外口近似椭圆（尺寸为21.60m×20.98m），岩塞最小厚度12.30m，岩塞体方量2606m3。岩塞进口轴线与水平面2 施工重点难点

装药是岩塞爆破的关键环节，也是重中之重。只有夹角45°。岩塞口最大水深70.0m，最大淤泥层厚28.0m，为世界上淤泥层最厚的高水头大型岩塞爆破。岩塞爆破共布置8个小型药室、周边121个预裂孔和12个淤泥孔，采用洞内集中药室和洞外淤泥层协同爆破技术。

岩塞爆破总装药量约9t，分11响起爆，具体起爆程序见表1。

按设计要求装药到位，才能保证岩塞爆破的效果。装药环节也是安全控制的关键环节，必须确保安全施工。为此，可采取以下应对措施：

（1）严格现场管理，按照有关操作规程和规范要求，精心组织施工。制定专项安全措施，专人监督落实。

（2）施工前成立专门的管理机构和作业小组。炸药装填必须在爆破技术人员指导下进行，技术人员不到位不得进行作业。每个药室的药量分别堆放，专人记录在案。装入药室的数量也要专人记录，并与设计数量无误，提交给爆破负责人。药室装药分成上下两个独立的体系进行，遵循先下后上、先里后外的原则。其中上部装药具体步骤为：第一步，4#上药室的装填；第二步，1#药室和2#药室的装填。其中下部装药具体步骤为：第一步，3#药室和5#药室的装填；第二步，4#下药室的装填；第三步，6#药室和7#药室的装填。预裂孔装药与药室装药同时进行。

（3）装药填塞时，平洞、导洞（连通洞）、药室内只准用绝缘手电照明，并由专人管理。更换手电筒的电珠、电池在洞外固定的安全地方进行，废电池要如数回收。

（4）淤泥孔装药前，采用与药卷相似的沙袋进行试孔，确定孔深达到要求后，先进行试装药，检验装药工艺是否满足要求，然后再正式进行装药。

按照各淤泥孔的装药组合依次装药。装药前，按照先装底药，再依次装底部药卷、下部起爆体药包、中部药包、上部起爆体、上部药卷的顺序，将药卷分段固定在装药半管上并系上导爆索（必须采用马蹄扣系紧），装入防水塑料袋内，采用吊绳方法缓慢将药卷放入孔内直至孔底，用吊锤法检查药包长度，确定装药位置，保证装药长度满足设计要求，并进行记录。各个淤泥孔内引出的导爆索、导爆管均做好标识。

3 施工平台

洞内药室、预裂孔装药利用钢栈桥、脚手架作为施工通道和作业平台；洞外水上淤泥孔装药利用浮桥作为装药通道，自制水上平台作为装药作业平台。

4 施工方法

4.1 装药施工工艺流程

岩塞爆破装药施工工艺流程见图1。

4.2 装药施工

4.2.1 装药前准备工作

（1）在导洞、药室开挖过程中，现场选择场地做1∶1爆破网络模拟试验。

（2）编制装药施工分解图，做好现场技术交底。

（3）施工现场清理：

1）将所有电气设备和导电器材全部撤离出洞。杂散电流控制在30mA以下。洞室内及闸门井口外50m严禁烟火。

2）药室复查。清查药室，达到室内干净、排水通畅。

4.2.2 运输

洞内所有火工材料通过闸门井运至洞内，然后再利用人工搬运。

（1）通过竖井运输爆破器材，遵守下列规定：

1）事先通知卷扬司机和信号工。

2）在上下班或人员集中的时间内，暂停运输爆破器材。

3）用吊罐运输爆破器材时，速度不超过1m/s；吊罐处要有专人负责，药包不得发生坠落。

4）爆破器材不得在井口或井底停放。

（2）用人工往导洞、药室和水上平台搬运炸药时，每次搬运数量不超过两箱（袋），搬运工人行进中，保持1m以上的间距，上下坡时，保持5m的间距。

运送炸药时，不得与雷管混合运送；起爆体、起爆药包或已经接好的起爆雷管，由爆破员携带运送。

4.2.3 起爆体的制作及防水处理

（1）起爆体的外壳采用耐压、不易变形的箱体，箱体接头接缝采用卯榫连接，并用胶黏结。

（2）起爆体箱体制作完后，装药之前在箱体内壁铺装整张防水塑料布2层，装药按设计要求的方式码放，箱体内的装药空隙用散装炸药填充密实。

（3）雷管插入药卷时注意保护好雷管及雷管脚线，并用高压防水胶布将雷管脚线与药卷相交处封死，防止水渗入；然后再用胶布（绷绳）将雷管脚线、导爆索与乳化炸药药卷绑扎结实，防止脱落。做好雷管脚线出口端、导爆索端头以及起爆体引出线部位的防水、防潮处理。

（4）起爆体中雷管脚线长度为30m，起爆体安装完毕后脚线沿药室和导洞岩壁引出并接入相对应的起爆网络内。

（5）雷管脚线和导爆索引出线在箱体内必须固定牢靠，避免运输安装时拉动起爆雷管和导爆索。

（6）运输安装时必须加强对起爆体及起爆体引出线的保护，防止起爆体及起爆体引出线遭受损坏。

（7）出线孔用棉絮封堵，并将外侧口用黄油封口。

（8）在任何情况下都禁止在药室或导洞内及施工现场进行起爆体的改装。

4.2.4 药室装药

（1）装药作业前查看近期天气预报，避开雨天、雷雨天。

（2）炸药装填必须在爆破技术人员指导下进行，技术人员不到位不得进行作业。每个药室的药量分别堆放，专人记录在案。装入药室的数量也要专人记录，并与设计数量无误，提交给爆破负责人。

（3）药室装药分成上下两个独立的体系进行，遵循先下后上、先里后外的原则。

（4）药室中都是整箱（袋）装填，操作时按设计要求的位置、数量码放整齐，要保证装药均匀。另外还需预留出安放起爆体的位置，起爆体周围用散装炸药卷（原包装）填满，避免遗留大的空隙影响爆破效果。

（5）装卸、运输、码放炸药轻拿轻放，严禁在地面上拖拽炸药袋。

（6）事先做好药室排水通道，药室装药完成后用防水塑料布整体覆盖并固定，防止炸药受潮变质。

（7）在药室的预留位置由技术人员指导爆破员进行起爆体的安放，同时做好起爆体引出导线的理顺和保护工作。引出导线可用套管（夹布输水胶管）予以保护。

（8）装药完毕后，待人员撤出洞外，再对起爆网络进行检查，并由现场负责人签字验收。

（9）装药时，洞室内及闸门井口外50m严禁烟火。

4.2.5 预裂孔装药

预裂孔装药与药室装药同时进行。施工时，在排沙洞闸门后部排沙洞内选择适当的位置作为预裂孔药卷加工制作场地，将药卷按照设计要求绑在制作好的竹片上，并绑好导爆索，做好防水处理，将药卷整体装入PE管内。然后由人工运到作业面，逐孔进行预裂孔的装药。装药完成并经复查后，及时进行固定和装药堵塞。

4.2.6 淤泥孔装药

（1）装药前，采用与药卷相似的沙袋进行试孔，探其孔内是否有杂物，并测量其孔深。当确定孔内无杂物后，方可进行装药。装药前，先进行试装药，检验装药工艺是否满足要求，然后再正式进行装药。

（2）按照各淤泥孔的装药组合依次装药。将每个待装药孔加工好的分段药放在孔的附近平台上，并进行标识，注明药卷的对应孔号并在装药半管上标注清楚。检查药卷数量、规格、导爆管的安装位置等是否满足要求。

（3）卷装药时，按照先装底药，再依次装底部药卷、下部起爆体药包、中部药包、上部起爆体、上部药卷的顺序，将药卷分段固定在装药半管上并系上导爆索（必须采用马蹄扣系紧），分段长度为1.5～2.0m，装入防水塑料袋内。

（4）采用吊绳方法缓慢将药卷逐段放入孔底，随放随将吊绳与药卷、装药半管用胶布缠紧固定。并注意不得与导爆管、导爆索缠绕或交叉，以防吊绳用力时损坏导爆管、导爆索。根据下放药卷的情况，当每段药卷下放至露出水面剩50cm左右时，接好下一段药卷，并绑好导爆管、导爆索、吊绳，再缓慢下放，直至放入全部药卷。

（5）药卷下放过程中，设专人记录检查放入的药卷数量。

（6）用吊锤法检查药包长度，确定装药位置，保证装药长度满足设计要求，并进行记录。

（7）各个淤泥孔内引出的导爆索、导爆管均做好标识。

（8）用胶布将外露的导爆索、导爆管用胶布固定在外露的PPR管管口上，并注意端头的防水。

4.3 爆破网络

岩塞爆破网络采用数码雷管起爆、导爆索起爆的混合网络起爆法，其中数码雷管起爆网络共布置2条相同的支路以增强准爆性。

（1）导爆索的连接采用搭接、扭接和水手结等方法连接，为保证传爆可靠，连接时两根导爆索搭接长度不小于15cm，中间不得夹有异物和炸药卷，捆扎牢固，捆扎段长度不小于15cm，网络顺传爆方向的夹角小于90°。

（2）数码雷管起爆网络连接由厂家专业人员来完成。

（3）由于洞内渗水较严重，起爆雷管数量多，雷管装孔前进行一对一的登记造册，以便于装孔、装药，避免出现误操作。

起爆母线布设：装药前在导洞内顶拱部位打φ16mm小孔（不能先安插筋，连网固定时再插入短钢筋头固定线路），岩塞掌子面及集渣坑右侧墙、排沙洞右侧墙等打φ12mm膨胀螺栓，用胶带将起爆母线与膨胀螺栓缠绕固定。最终起爆母线从事故闸门井内引出。

4.4 起爆

（1）所有施工工作完成后，参建各方共同对整个网络进行最后连网检测，网络检测合格后，进入起爆工程准备阶段。

（2）警戒：以岩塞口为中心周围800m划定为警戒区，爆破前通知当地公安局、海事局等有关单位，岩塞段开始装药后水上禁航。共设置7个警戒点：去进口公路、龙汇山庄、黄河上游水面、洮河上游水面、库区坝址处和岩塞口对面两座山各设一点，每个警戒点设置2个人，警戒人员相互联系通信方式统一使用对讲机，全部调至同一规定频道。同时电厂派出所和武警协同一起警戒。

（3）爆破前必须同时发出音响和视觉信号，使危险区内的人员都能清楚地听到和看到。第一次预告信号，第二次起爆信号，第三次解除警戒信号。其他未尽事宜均按《爆破安全规程》（GB 6722—2014）执行。

（4）由厂家专业技术人员起爆。

5 结语

岩塞爆破需一次性高质量爆通，装药施工方法是岩塞爆破成功与否的关键技术。刘家峡岩塞爆破装药施工方案设计合理，充分考虑高水头下浸泡、复杂环境等因素影响，经实施，取得了良好的效果，积累了一些经验和启示：

（1）高水头深厚淤泥层中淤泥孔装药尚未有较成熟的技术，需在施工过程中通过试验确定合理的施工方法，确保药卷能抵达孔底。

（2）高水头下大型岩塞爆破中，爆破器材需浸泡在水下一段时间，导爆索、雷管端头等需要做好防水处理。根据现场实际的水压，通过试验选取适合的防水材料。

（3）在预裂孔、淤泥孔药卷加工前，制定药卷保护措施，避免在装药过程中药卷受损影响爆破效果。

（4）封堵也是装药中的关键项目，尤其是药室封堵，必须做到封堵密实。