电站基础石方爆破开挖工程作业指导书.docx
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电站基础石方爆破开挖工程作业指导书
电站基础石方
爆破开挖工程作业指导书
1、总则
1.1、为了规范电站基础石方爆破工程的施工工艺和施工过程，并在施工过程中有计划、有步骤地施工，特制定本细则。
1.2、本细则依据下列文件和图纸编制
《电站土建及机电安装工程施工招标文件（合同编号ZS-建筑-021）》；
《电站土建及机电安装工程施工组织设计》；
《水工建筑物岩基开挖规范》；
《电站土建及机电安装工程基础开挖图（1/7~7/7）》；
1.3、本细则适用于电站土建及机电安装工程的基础石方开挖施工。
1.4、所有施工单位和人员必须严格按本细则实施，并服从设计、监理及项目部有关人员的正确指导。
2、工程概况
电站土建及机电安装石方开挖工程的范围：
上下游方向以分标线为界，下游为本标段范围，上游为大坝标范围；左右方向高程75.0m以下电站基础的开挖及消力池y=14810m以右的开挖，消力池y=14810m以左高程58m（消力池尾坎附近62.3m高程）以下的开挖。
主要包括安I、安II段、电站厂房1＃~2#机组段、厂坝导墙基础段、消力池、尾水渠等部位的基础开挖，总开挖工程量约为30万m3。
开挖高程：
左右岸坝肩部分作为前期工程均开挖至75.0m高程，本标段最高开挖高程75.0m，最低开挖高程为消力池集水井和消力池竖井部位，高程46.5m。
主要部位的最低开挖高程有安I段基础87.5m（已完成）、安II段73.5m、电站厂房1＃~2#机组段50.9m~55.0m、消力池54.0m~55.0m、消力池槽挖50.0m。
最大开挖深度为28.5m（含集水井3.5m）。
3、工程地质
3.1厂区基础工程地质条件
电站布置于河床右侧。
厂区一带岸坡高程74～115m，沿江公路（高程90m）以下有厚度1～4m覆盖层，为崩坡积堆积碎块石土；河床高程70～72m，覆盖层厚1.4～2.5m，主要由砂卵石组成，河床基岩面顶板高程69～71m。
电站基础岩体主要为S2x2细砂岩与粉砂岩、页岩互层，局部为D2y1-1石英砂岩夹粉砂岩、页岩。
尾水渠一带岩体主要为S2x2细砂岩与粉砂岩、页岩互层以及S2x1薄至中厚层粉砂岩、泥质粉砂岩。
S2x2地层为软硬相间结构，相对较软的粉砂岩、泥质粉砂岩有软化、泥化现象，尤其是在软岩与硬岩的接触面泥化现象较普遍。
S2x1主要为较软岩，夹少量较硬的细砂岩，局部有软化、泥化现象，在构造发育部位软化、泥化严重。
岩层走向近东西，倾向上游，倾角46°～55°。
厂区一带分布有一组NNE组断层，规模稍大的主要有五条F30、F40、F41、F42、F43。
F40、F41主要分布在厂房机组一带。
F40断层破碎带在机组中心线一带分布高程45～69m，倾向山里，破碎带厚0.9～3.2m，破碎带物质主要为碎裂岩，局部见角砾岩及断层泥，泥质胶结，断层上、下盘岩石裂隙发育，岩石破碎，影响带厚约1～4m。
F41断层规模稍小，倾向山里，主断面特征不明显，但沿主断面有厚约2～5m岩体破碎。
尾水渠由上游至下游分布F43、F30、F42三条断层，F43断层带厚度1.1～3.2m，构造岩主要为碎裂岩，上、下盘影响带内岩体裂隙发育破碎，岩石破碎；F30断层带厚约1.6～2.0m，构造岩主要为碎裂岩，局部为断层泥及泥质胶结角砾岩，上、下盘影响带内岩体裂隙发育破碎，岩体破碎；F42断层带厚约0.2～0.3m，构造岩为碎裂岩。
厂区基础岩体主要为微新风化岩体，一般较完整，但沿NNE断层具囊状风化加剧现象。
F40、F41、F43、F30、F42断层破碎带及影响带区，岩体性状差。
志留系岩体中还分布有较多层间剪切带，多已破碎泥化。
志留系地层具有快速风化的特性，基坑与边坡开挖时要做好防护措施。
3.2消力池工程地质
消力池一带河床高程70～74m，覆盖层厚2～4m，河床基岩面高程66～72m。
地基岩体由上游至下游依次为D2y1-1石英砂岩夹薄层粉砂岩、页岩、S2x2薄至厚层石英砂岩与粉砂岩、页岩互层、S2x1-2薄至厚层粉砂岩、页岩夹石英砂岩，岩层倾向上游偏左岸，倾角50°左右。
各层中都分布有较多软弱夹层。
志留系地层具有快速风化的特性，基坑开挖时要做好防护措施。
消力池一带主要见3条断层：
F1、F30、F42断层。
F1断层从上游左坝肩向下游斜穿至尾坎，在消力池一带，断层破带宽约2.0～2.6m，往下游方向逐渐尖灭变窄，其下盘也存在一定宽度的破碎岩体；F30断层从下游尾水渠出口向上游斜穿至10#坝块的大坝与消力池分缝线一带尖灭，在消力池一带，断层破带宽约0.2～0.6m，两侧影响带宽约1～4m；F42断层则主要分布在尾坎与厂闸导墙交界一带，断层破碎带及影响带宽约2m。
受断层影响志留系岩体中分布有较多层间剪切带，多已破碎泥化。
4、石方开挖施工程序和方法
4.1施工程序
开挖总体采用自上而下，先建筑物部位后其它部位，先关键部位后次要部位的施工程序。
（1）按照开挖设计图进行测量放样，确定开挖边线及开挖深度。
（2）在厂坝导墙部位开挖一先锋槽，然后以此作临空面进行基坑第一层开挖，与此同时进行相应高程的厂区部位的开挖和施工道路的降坡修建。
（3）依次进行第二层、第三层开挖，最后进行保护层集水井的开挖。
4.2石方开挖施工方法
4.2.1开挖分层
开挖采用自上而下分层梯段爆破方法进行。
梯段高度主要考虑为钻孔、爆破和挖装创造安全和高效率的作业条件，同时坝址两岸为陡峭山坡，河床宽度小，基坑工作面狭窄、控制爆破技术要求高。
为控制爆破规模，深孔梯段高度控制在5~9m以内。
75.0m高程以上安装场预留部分分2层进行开挖，预裂一次到底。
消力池y=14810m以右保护以上的开挖分2~3层开挖，第一层梯段高度为9.0m（含覆盖层厚度），高程从75.0m降至66.0m；第二层梯段高度为9.0m，高程从66.0m降至57.0m；第三层（导墙部位）梯段高度为5.0m，高程从57.0m降至52.0m。
消力池y=14810m以左58.0m高程以下采用浅眼梯段爆破开挖，分2层，梯段高度2.0m，最后一层是保护层开挖。
其它槽挖和井挖部位采用浅眼爆破分层开挖。
水平和缓坡（坡度小于1:
1）建基面预留保护层厚度为3.0m，垂直边坡和坡度陡于1:
1的边坡保护层厚度为3.5m。
4.2.2开挖方法
（1）石方开挖
采用分层钻爆法施工、梯段高度5~9m。
岩石边坡采用预裂（或光面）爆破，主要采用英格索兰351潜孔钻钻孔，现场工作面较窄的部位可采用KQ-100型快速钻钻孔。
设计结构面复杂的工作面狭小及坡度缓于1：
1的坡面的部位采用手风钻造孔。
基础部位预留垂直或水平保护层，垂直保护层（水平或坡度缓于1：
1建基面）采用手风钻造孔，水平预裂加垂直孔孔间或排间微差爆破一次性挖除。
爆渣由1.2m3、1.6m3挖掘机配15~20t自卸汽车挖运至王儿峪弃渣场。
（2）特殊部位的开挖
Ⅰ保护层开挖
保护层包括坡面的侧向保护层和水平建基面的垂直保护层，垂直保护层（水平或坡度缓于1：
1建基面）厚度3.0m，侧向保护层厚度不小于3.5m（或根据试验确定）。
垂直保护层用手风钻造孔，开挖采用水平预裂（或光面）加垂直方向浅眼小台阶排间或孔间微差爆破方法一次挖除。
志留系地层的基础保护层开挖采用人工配合反铲、局部浅炮的方法进行开挖。
。
侧向保护层的开挖：
梯段高度较大的边坡，梯段开挖预留6~8m的缓冲区，紧邻边坡2~3排孔作为缓冲孔，采用预裂或光面爆破方法开挖。
梯段高度较小的边坡预留3.5m的侧向保护层，采用手风钻钻孔浅眼梯段方法进行开挖。
Ⅱ建基面以下的止水基座开挖
止水基座开挖在保护层开挖之后进行。
主要采用手风钻钻孔放小炮或风镐配以人工撬挖方法进行，开挖的结构轮廊尺寸必须满足设计图纸要求。
Ⅲ地质缺陷部位开挖
施工过程中，对基础面出现地质缺陷如断层、夹层、断裂交汇带及裂隙密集带等，首先及时报告监理。
建基面地质缺陷的开挖利用人工、风镐或液压反铲直接挖除。
如需爆破，采用手风钻造孔，浅孔小药量微差爆破方法进行。
出渣采用0.8m3反铲配15t自卸汽车挖运。
开挖后的地质缺陷，人工清除其浮渣，冲洗干净，排净渍水，报监理验收合格后覆盖。
如边坡上揭露局部随机不稳定岩体或其它地质缺陷，按设计、监理工程师要求采用锚杆或锚喷支护措施主动进行处理，或人工予以清除。
Ⅳ基础整修清基交面施工
基岩面整修和清理包括局部欠挖、反坡、倒悬坡、陡坎尖角、岩锈及破碎和松动岩体，均须按照有关规范及监理工程师的指示进行处理。
保护层开挖完成后，人工对表面爆破松动的岩石或呈薄片状、尖角状的突出岩石撬挖，清理干净。
用高压风水枪进行冲洗干净至验收合格。
志留系地层基础清面时，主要采用高压风（少用水）进行清理，以防岩面水化。
基岩面清理处理过程中应协助业主进行地质测绘，基岩面清理结束后立即进行竣工断面的测量并申请基础终检验收。
4.2.3爆破施工
本工程基坑面狭小，两岸高程边坡稳定性问题突出，因此必须控制爆破规模，必须进行控制爆破，加强对爆破振动的监测。
（1）主要爆破技术措施
Ⅰ前期进行生产性爆破试验，通过试验成果指导施工；在施工过程中，进行动态监测，优化钻爆参数，控制爆破规模；
Ⅱ石方爆破主要采用梯段爆破，施工时创造良好的临空面，确保爆破效果；
Ⅲ预裂爆破和光面爆破，采用小孔径、近孔距等技术；
Ⅳ控制最大单段起爆药量。
（2）现场爆破试验
在进行石方开挖的前期，根据本标段的具体情况结合我部以往开挖施工经验，初步确定爆破参数，选择合适的部位，进行梯段爆破、光面爆破、预裂爆破，保护层的一次性爆除等生产性试验，以寻求适合本工程的钻爆参数、装药结构和各种安全控制标准。
试验内容主要包括：
Ⅰ火工产品（炸药和雷管）性能试验；
Ⅱ基岩保护层爆破（水平预裂和水平光爆）试验；
Ⅲ梯段爆破、光面爆破、预裂爆破等控制爆破试验；
Ⅳ爆破破坏范围试验；
Ⅴ监理工程师指定的其他试验。
（3）爆破设计
Ⅰ梯段爆破
在距设计边坡6m左右以外的大面石方开挖采用梯段爆破，按技术规范和试验成果，控制爆破规模。
先开挖先锋槽的，创造临空面，然后从侧向推进。
确定主要爆破参数如下表。
梯段爆破主要爆破参数表
钻爆参数
爆破类型
孔径
（mm）
孔距
（cm）
排距
（m）
药卷直径
（mm）
单位耗药量
（kg/m3）
梯段高度m
梯段爆破
75~89
2.0~2.5
1.5~2.0
φ25（预裂）~φ60
0.45~0.5
5~9
Ⅱ侧向预留层的爆破
本工程所有的岩质边坡均采用光面或预裂爆破，以减轻主爆区震动对边坡的影响。
侧向预留层的爆破采用光面爆破加缓冲孔的方式开挖。
当边坡高度小于3.5m时，采用手风钻钻孔，侧向保护层厚度预留3.0m；当边坡高度大于3.5m时，采用液压钻钻孔，距设计边坡内6~8m以内的岩体作为边坡缓冲爆破区，紧邻设计边坡面2~3排缓冲孔炮孔间距不大于1.5m。
缓冲孔药卷直径减少为主炮孔药径的2/3~1/3，每孔装药量较梯段爆破主爆孔减少1/2~1/3。
根据监测结果指导施工，必要时在保护层外侧增加施工预裂和缓冲层。
侧向预留层的爆破主要钻爆参数参下表。
Ⅲ垂直保护层爆破
水平或边坡缓于1:
1的设计建基面预留垂直保护层，保护层的厚度按技术规范暂定为3.0m（待爆破试验后确定）。
保护层采用水平预裂加浅眼梯段爆破一次性的爆除。
浅眼梯段爆破首先开挖先锋槽创造临空面。
水平预裂加小梯段爆破孔均采用手风钻钻孔主要爆破参数下表。
垂直保护层水平预裂加垂直小梯段爆破主要爆破参数表
序号
项目
参数
序号
项目
参数
1
保护层厚度（梯段高度m）
3.0
7
垂直炮孔孔距（m）
1.0~1.2
2
钻孔直径（mm）
38
8
垂直炮孔排距（m）
0.8~1.0
3
水平预裂孔距（m）
0.4~0.5
9
垂直炮孔孔深（m）
1.8
4
水平预裂孔深（m）
5.0
10
单位耗药量（kg/m3）
0.45~0.5
5
水平预裂孔线装药量（g/m）
180~220
11
垂直炮孔药卷直径（mm）
φ32
6
水平预裂孔药卷直径（mm）
φ25
12
堵塞段长度（m）
0.7~0.8
Ⅳ集水井爆破
集水井周边采用光面（靠近设计边坡设缓冲区）、中间采用空孔掏槽分层控制爆破方法开挖。
2＃集水井最低建基面高程为46.5m，相对挖深为3.5m，平面尺寸4.5×8m。
考虑分两层钻爆开挖，每层进尺1.5m。
第二层开挖爆破采用孔底设柔性垫层一次性爆除的方法挖除。
集水井的开挖若每一层实行全断面一次性爆破，必然成为挤压爆破，影响爆破质量。
为改善爆破效果，确保边坡开挖质量，可先期把掏槽孔、第一排爆破孔及第二排爆破孔实施爆破，爆后出渣形成空腔临空面，然后进行第一排缓冲孔、第二排缓冲孔及光爆孔的钻孔与爆破。
Ⅴ消力池槽挖
消力池槽挖底高程50.0m，梯形断面，开挖深度4.0~5.0m。
采用槽底和坡面预裂加垂直梯段一次性爆破方法挖除，每次循环6.0m长。
槽挖爆破设计初拟主要参数参下表。
槽挖爆破设计初拟主要参数表
4.2.4各工序施工要求
爆破施工程序：
测量布孔钻孔验孔装药堵孔连线起爆。
（1）测量
测量员根据爆破设计进行现场测量，测出爆破范围及每孔孔口高程。
（2）布孔
施工员根据爆破设计进行现场布孔，布孔须标明孔号、孔深、孔向，同时向钻孔施工人员进行技术交底。
（3）钻孔
Ⅰ钻孔之前，要开足风力，吹净表面浮土和残碴，然后对准孔位，调好方向，用小风量打出孔窝，再开足风量快速钻进；
Ⅱ钻孔深度要保持孔底高程一致，使得爆破后工作面平整；
Ⅲ孔打好后，要及时用编织袋将孔口堵好，以免掉落石块堵塞炮孔。
（4）测孔
装药前，要仔细检查孔位、孔深和方向，并做好记录，对不符合设计要求的钻孔要重钻、补钻。
无法补钻的，要调整爆破设计和装药量。
（5）装药
Ⅰ主爆孔的装药：
主爆孔采用单一连续装药结构，孔深6m以上，每个炮孔装2发相应段位的雷管，第一发雷管装在孔底第一节药卷上，聚能穴朝向孔口，第二发雷管装在药柱中部；
Ⅱ光爆孔、预裂孔的装药：
预裂孔、光爆孔采用不耦合间隔装药。
用导爆索制成炸药串，并加竹片捆绑，然后将制作好的炸药串装入孔内，并尽量使药串处于炮孔中心。
（6）堵孔
先用一纸团（或草团）堵塞，然后用钻出的岩粉或砂夹土、半干黄土堵塞。
应分层捣实，堵够设计长度。
（7）连线：
预裂孔用导爆索连通，爆破孔内用相应段位的雷管，孔外按起爆网络设计要求采用相应段位导爆管雷管连接，尾线长度不够的用1段雷管加长连接。
（8）起爆
每次至少用双发电雷管，或火雷管起爆。
5、质量控制措施
（1）建立适合本工程特点的质量保证体系。
实行三级质量检查制度，严格控制开挖施工各工序的质量。
（2）钻孔质量的控制：
重要部位的钻孔，先测量放样，控制开孔的位置。
钻孔过程中进行监测，钻孔完成后进行验收，不合格钻孔进行返工。
梯段爆破孔不得钻入预留的保护层内。
（3）装药控制：
首先按爆设计在各孔位分堆药卷和相应段位的雷管，分配完后进行验收，确认无误后由炮工开始装药。
（4）连线控制：
按起爆网络设计要求用准确段位雷管进行连接，采用非电雷管连接时，雷管与导爆管之间用胶带邦紧，聚能穴朝向与传爆方向相反，并使整个网络处于松弛状态。
（5）紧邻设计边坡，一律采用预裂爆破或光面爆破，条件许可时优先采用光面爆破。
（6）紧邻水平建基面的爆破：
紧邻水平建基面的保护层厚度由现场试验确定；采用通过现场爆破试验证明可行并经监理工程师批准的水平预裂或光面爆破法。
（7）预裂或光面爆破形成的边坡面的相邻两炮孔间岩面的不平整度应不大于15cm，孔壁表层不应产生明显的爆破裂隙，残留炮孔痕迹保存率应控制在SL47-94第3.4.1条的规定范围内。
（8）与预裂面相邻的缓冲爆破孔，应严格控制其爆破参数，其孔距、排距、和每孔装药量应较前排梯段炮孔减小1/3~1/2，避免对保留岩体造成破坏，或使其间留下不应有的岩体而造成施工困难。
（9）控制梯段爆破的梯段高度（一般不大于10m）；采用微差爆破技术并由试验确定最大单段起爆药量。
6、施工安全防护
（1）安全管理总则
坚持“安全第一、预防为主”的方针，制定安全管理措施，做好宣传教育工作，坚持周五安全日活动，学习安全技术知识和安全管理措施。
坚持“三工”检查制度，进入工地必须戴安全帽，定期或不定期组织安全生产大检查，发放不安全因素通知单“治理隐患，保障安全”，发现问题及时整改，对事故处理坚持“三不放过”原则。
（2）爆破作业安全管理
Ⅰ爆破作业要严格遵守《爆破安全规程》，加强火工品领用、运输、保管、使用的管理。
履行出入库登记手续。
不同性质炸药须分别存放。
任何情况下，炸药都不得与雷管一起运输或存放。
爆破器材的运输、加工以及爆破作业的实践与事故处理均应严格按有关的安全操作规程执行。
Ⅱ参加爆破作业的有关人员，必须通过公安部规定的考核合格后，爆设计人员持有公安部颁发的《爆破工程技术人员安全作业证》，炮工必须持有县级以上公安部门颁发的《爆破员作业证》方可上岗。
Ⅲ在大规模开挖爆破之前，根据具体的开挖特性，结合生产有针对性地进行爆破试验，并提交正式报告经审批后作为钻爆施工的指导性文件和依据。
同时根据岩体条件，不断优化爆破参数，避免恶化保留岩体的自然状态，确保岩体的稳定和安全。
Ⅳ边坡开挖前，详细调查边坡岩石的稳定性，包括设计开挖线外对施工有影响的坡面和岸坡等；设计开挖线以内有不安全因素的边坡，必须进行处理和采取相应的防护措施，山坡上所有危石及不稳定岩体均应撬挖排除。
Ⅴ爆破作业统一指挥，按业主的要求和《爆破安全规程》等有关规定，设置警报装置和视觉信号，设置警戒标志，警戒人员佩带袖标，口哨，红绿旗。
Ⅵ爆破现场指挥员负责与警报调度联系。
第一警报后，警戒人员到位，警戒区内非爆破作业人员、设备迅速撤离警戒范围。
二声警报为起爆警报，现场爆破指挥员在确认安全的情况下与报调度联系后发出，第二声警报后点火起爆。
爆后检查现场，确认安全后，指挥员通知调度，发出第三声解除警报信号，解除警戒。
Ⅶ雷雨季节或杂散电流区须采用非电起爆。
Ⅷ本施工期间，直至工程验收，要对边坡稳定进行监测。
若出现不稳定迹象，及时通知监理并及时主动地予以支护或清除。
Ⅸ不稳定岩体的处理：
如施工过程中发现不稳定边坡，应先作稳定处理，然后进行开挖。
Ⅹ开挖爆破中，应避免飞石危害，特别要加强对左岸纵向围堰坝段下纵和右岸已浇部分坝段、相邻建筑物的安全保护。
（3）机械作业安全管理
Ⅰ制定机械操作程序，严格要求操作手、驾驶员按程序操作，常检查机械，及时排除故障，严禁酒后操作机械设备。
Ⅱ开挖机械要停放平稳牢固，机械旋转范围内不得站人，施工中常检查边坡岩石有无滑塌危险。
Ⅲ钻孔前，对机械进行全面检查，排除一切不利因素。
严禁双层作业。
Ⅳ夜间施工要有足够的照明，特别是各路口交叉点与转角应增设照明器具。
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