泽城西安水电站溢洪道石方开挖施工成本控制

葛鸿飞

(山西省水利建筑工程局，山西太原 030006)

泽城西安水电站溢洪道石方开挖工程量约为149万m3，同时结合大坝堆石料开采进行施工，溢洪道边坡质量要求高，施工工期短、石料开采强度较大，为加快施工进度，施工中投入大量人力、施工材料与施工机械，因此必须作好石方开挖成本控制。现具体介绍深孔预裂爆破施工中，影响成本的主要因素及控制方法。

1 工程简介

1．1 工程概况

山西省泽城西安水电站(二期)工程主要建筑物由挡水坝、溢洪道、导流泄洪洞、发电引水洞及水电站等建筑物组成。

溢洪道位于坝址右岸，坝轴线上游约200．0 m，长307．0 m，由引渠段、闸室控制段、泄槽段、挑流消能段组成，开挖工程量约为149万m3。溢洪道设计进口高程843 m，长307 m，宽60．0 m～71．5 m，出口高程814．81 m。进口段前部为NW向冲沟，地形坡度约60°，出口段岸坡较陡。

1．2 工程地质

溢洪道底板以上出露地层为常州沟组第三至第五岩组长石石英砂岩、石英岩状砂岩和含铁质长石石英砂岩，厚20．0 m～70．0 m。底板岩体主要为含铁质长石石英砂岩、长石石英砂岩、石英岩状砂岩和条带状石英砂岩，强风化厚度0．8 m～3．0 m，岩体中主要发育两组节理裂隙，常形成裂隙密集带，局部岩体破碎，存在边坡稳定及底板冲刷问题，岩石抗压强度为70 MPa～100 MPa。

2 影响施工成本的主要因素及控制方法

影响深孔预裂爆破施工成本的主要因素有:工程地质、爆破区域岩性、爆破设计、施工工艺、钻孔质量、火工品选用及用量、施工机械配制与使用保养等。

2．1 工程地质与岩性

爆破施工前应对爆区地质结构与岩性进行勘察，检测岩石成分及强度，并分析勘察资料，现场察看岩石走向，分层厚度，根据上述情况确定布孔方向，单位耗药量，爆破网络等相关参数，从而控制施工成本。

2．2 合理的爆破设计及施工方法

爆破设计是爆破任务的技术指导，合理的爆破设计才能保证爆破任务的成功。如果爆破设计不合理，或出现技术性错误那么带来的一系列问题会直接影响爆破成本与爆破安全。所以在做爆破设计时就要根据施工任务合理划分爆破区域，同时单位耗药量、布孔及起爆网络设计的科学性都是爆破设计的关键。

泽城西安水电站溢洪道山高坡陡，开挖设计每20 m设一条马道，属高边坡爆破作业。针对本工程设计图纸及现场地形确定采用深孔预裂梯段爆破，这样既可以保证开挖质量与施工进度，又可以控制成本。

2．3 钻孔质量

工程开挖过程中钻孔主要有两种:主炮孔和预裂孔。主炮孔采用金科CM358和宏大HD452钻孔，成孔孔径为:120 mm。预裂孔采用QJB100B潜孔钻钻孔，成孔孔径为:100 mm。

主炮孔:在钻孔过程中影响爆破成本的主要因素有:孔距、排距、孔深、超钻深度及钻孔角度等因素。如果孔、排距没有按照爆破设计的要求布孔，孔、排距过大会出现爆后大块率过多，需二次解小而增加二次解小费用。孔、排距过小则减小了延米爆破量，而增大了岩石单方炸药用量，从而加大成本投入。钻孔深度及超钻深度也是影响爆破成本的主要因素，如果孔深没有达到设计高程则会在底部留下岩坎或爆破后底部不平整，影响下次爆破时钻孔作业。如果超过设计高程则超过部分成为无效孔深，可能破坏建基面，形成不必要的资源浪费。钻孔角度也应严格按照爆破设计中的角度控制，如果控制不好则底部药量集中的部位岩石破坏严重，而其他部位留下了岩坎。

预裂孔:在钻孔过程中影响爆破成本的主要因素有:孔距、钻孔角度。孔距过大则形不成预裂缝，孔距过小则增加了钻孔费用。角度过大会在开挖面上形成欠挖，则增加二次处理费用，角度过小会在坡面上形成超挖，增加后期工程施工费用。

钻孔误差随着钻孔深度增高而增大，表面孔位虽然位置没有变化，但孔底将发生较大变化，钻孔误差直接改变炮孔底部的孔网参数，影响爆破效果，易产生大块和残留根坎，因此控制钻孔误差，提高钻孔质量是深孔爆破关键技术之一，同时也是控制成本的关键因素之一。

2．4 火工品

炸药在炮孔中爆破时，其释放能量大小，对岩石破碎效果不同，高威力、密度大的炸药对岩石的破碎效果相对较好，施工爆破过程中火工材料的选用是直接影响爆破成本的重要因素。同时在装药过程中炸药的用量要严格按照爆破设计装药计算表装药，如果少装会影响爆破效果，多装形成不必要的浪费，甚至可能会发生安全事故。电雷管、导爆管、导爆索等材料在使用过程中根据工程特点、设计要求等合理选用，有效降低工程成本。

2．5 机械配制与使用

工程施工过程中投入的主要设备有:金科 CM358、宏大HD452液压钻机5台、QJB100B潜孔钻机10台、冰轮20 m3空压机5台。施工机械根据施工强度及设计要求合理配置，既保证进度、质量，又不造成机械闲置，同时施工机械的合理保养会降低机械维修费用，从而间接降低了石方开挖成本。机械操作人员对机械的性能及工作原理的理解，会减少机械故障发生率，提高机械使用率，降低维修费用。故应注重机械操作人员的定期培训，提高操作人员的知识技能，从而间接降低施工成本。

3 结语

泽城西安水电站溢洪道施工中，爆破预裂面比较平整，无大的爆堆和爆坑现象，岩石级配良好，残孔率在80%以上，根据泽城西安水电站溢洪道石方开挖的施工经验，依据上述条件进行人员配备、机械设备及科学的施工方法，合理的爆破设计，取得了良好的经济效果，能够有效降低石方开挖作业的施工成本。