1、工程概況
鐵虎山水電站屬于豎井灌流式電站，位于河北省承德境內(nèi)。工程主體建筑物為Ⅳ等工程，主要建筑物包括：進水口、進水閘、壓力管道、主廠房、尾水渠及副廠房等。電站廠房基礎(chǔ)開挖采取自上而下分層方式，按照從左岸向右岸，自尾水向進水段的開挖順序推進。爆破石方為石灰?guī)r地質(zhì)條件，從局部揭露情況觀察可以看出，其為垂直層理，節(jié)理裂隙發(fā)育，基巖按不同風(fēng)化程度和表現(xiàn)特征分成全風(fēng)化帶、強風(fēng)化帶和弱風(fēng)化帶，巖石堅固系數(shù)f=8-12。基坑需要爆破石方總量為15000m³，基坑底寬23m，邊坡1：0.6，最大挖深16.5m。
本工程主要建筑物地處河床范圍內(nèi)，水位高、滲流大。爆破區(qū)內(nèi)地勢較平坦、有滲流積水，垂直方向沒有側(cè)向臨空面可以利用。爆破環(huán)境復(fù)雜，爆破區(qū)左岸緊鄰公路，距離爆區(qū)最近點僅16m；爆破區(qū)域內(nèi)有高壓輸電線和通訊光纜臨空穿過，河床基底至高壓線距離約10 m，距通訊光纜距離僅6m，是爆破工程最大的安全防護重點。
2、爆破方案的確定
在綜合考慮各種不利因素情況下，本工程石方開挖確定采取分期、分層爆破，不同階段對應(yīng)不同的工作內(nèi)容和施工方法。另外，考慮到環(huán)境、工程質(zhì)量要求等因素，經(jīng)多方案比較論證，以淺孔、深孔控制爆破為主，采用預(yù)裂爆破減震措施，邊坡光面爆破方案。選擇該方案的原因主要有:
①安全性好，采用適當(dāng)?shù)目拙W(wǎng)參數(shù)及起爆控制技術(shù)，可以有效控制飛石的范圍和方向，將爆破震動控制在安全范圍內(nèi)，并有利于邊坡的穩(wěn)定。
②爆破效果好，爆堆、塊度適中，利于破碎石料的清運。
③爆破規(guī)模適中，滿足運輸?shù)钠ヅ湟蠛凸て谝蟆?br /> ④機械化作業(yè)程度高，施工速度快效率高，易于管理、組織，利于爆破與運輸?shù)钠叫凶鳂I(yè)。
⑤針對廠房基礎(chǔ)邊緣、邊坡等位置實施控制爆破和光面、預(yù)裂爆破，保證成型準(zhǔn)確、邊坡穩(wěn)定。
3、邊坡預(yù)裂爆破的施工
主廠房及進水口平面尺寸為46.5*137m，主廠房及進出水口沿設(shè)計開挖線采用了預(yù)裂爆破施工技術(shù)，預(yù)裂爆破平均孔深12m，總長度565m，總孔數(shù)526個，總面積6943m²。基坑左側(cè)鄰近公路段邊坡的開挖也實施預(yù)裂爆破，其作用有兩個:一是可保證邊坡滿足設(shè)計要求，形成無超挖、欠挖的良好邊坡；二是阻斷爆破地震波的傳播，減少爆破振動對公路基礎(chǔ)的危害。
3.1鉆孔控制。
本工程選用輕型QXJ一100B型潛孔鉆，鉆孔直徑D=100mm。預(yù)裂爆破對鉆孔精度的要求高，開孔位置在邊坡線上，預(yù)裂邊坡按設(shè)計輪廓線向下鉆孔，鉆孔斜度與設(shè)計邊坡坡度一致。鉆孔間距0.5m、孔深與邊坡臺階高度相匹配。
3.2裝藥結(jié)構(gòu)
預(yù)裂爆破采用間隔裝藥結(jié)構(gòu)和用導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路。根據(jù)現(xiàn)場石質(zhì)情況，理論估算線裝藥密度300g/m，孔底部藥線裝密度900 g。孔內(nèi)間隔裝藥，用Φ32×200×150藥卷，藥卷綁在導(dǎo)爆索上，導(dǎo)爆索再綁在竹片上。孔口堵塞長度為導(dǎo)爆索在孔外留0.5m，用主導(dǎo)爆索連接后起爆。
3.3起爆。
預(yù)裂爆破對相鄰炮孔起爆的同步性要求高，需要使用導(dǎo)爆索起爆。為控制預(yù)裂爆破本身產(chǎn)生的振動影響，采取分組預(yù)裂的方式。即3~5孔一組，組內(nèi)同段，組間微差。
4、廠房基礎(chǔ)深孔爆破施工
基坑開挖分為多個工作區(qū)，根據(jù)巖石開挖厚度分層進行梯段爆破開挖。整個基坑面采取流水平行施工，出渣和鉆孔同時進行，以加快施工進度。整個爆破施工采用非電毫秒雷管起爆系統(tǒng)進行爆破，梯段爆破采用孔間排間微差爆破。
實踐證明，炸藥單耗過小，則達不到破碎效果；相反，炸藥單耗過大，則易產(chǎn)生飛石。因此，施工中必須遵循控制爆破中的“等能原理”，選取適宜的炸藥單耗，以達到在滿足破碎效果的同時，確保飛石距離在安全距離之內(nèi)，保證公路上車輛行人及爆區(qū)內(nèi)高壓線和通訊光纜的安全。
4.1深孔梯段爆破控制
深孔梯段爆破采用孔間、排間非電毫秒雷管微差爆破技術(shù)，爆破施工采用預(yù)裂爆破和梯段爆破相結(jié)合的施工方法進行，預(yù)裂爆破與梯段爆破同時施工。
①梯段爆破施工前先進行集水井的開挖，爆破施工過程中的基坑滲水和雨水都經(jīng)此集水井用水泵排出。集水井設(shè)計邊線處采用預(yù)裂爆破，井身采用梯段爆破。
②梯段爆破與邊坡預(yù)裂爆破同時進行，預(yù)裂孔距主爆破炮孔1 m，但預(yù)裂爆破超前梯段爆破50 ms起爆。