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光面爆破和预裂爆破在水电施工中应用的研究 尹岳降 （中国水利电力第八工程局技术处 长沙市 410007） 摘要：光面爆破和预裂爆破均为特殊爆破，本文通过研究光面爆破和预裂爆破在水电施工中应用的优缺点，得出了光面爆破的应用明显优于预裂爆破的结论。 关键词：光面爆破 预裂爆破 建基面 1 概述 在水电工程施工中，光面爆破和预裂爆破所要解决的中心问题是：缩小普通钻孔爆破法爆破时在炮孔周围岩体出现的粉碎区，把爆破产生的裂隙减少到最低限度，并使径向裂隙沿人们所希望的方向发展，达到形成平整开挖面、保护保留岩体的目的。预裂爆破，就是在主体开挖爆破之前，首先爆破布置在设计开挖轮廓线上的深孔药包，使岩体形成一条沿设计轮廓线延伸的贯穿裂缝，在这条裂缝的“屏蔽”下，再进行主体开挖部分的爆破，从而达到保护开挖线以外保留岩体不受破坏的目的。而光面爆破，则是先爆破主体部位的岩石，然后再利用布置在设计开挖轮廓上的光爆炮孔，将作为保护的“光爆层”炸除，从而形成一个平整的开挖面。在水电施工早期，光面爆破一般用于隧洞开挖中，对隧洞周边实行控制爆破。在光面爆破技术日益发展的今天，其应用范围越来越广，在某些方面光面爆破明显优于预裂爆破。 光面爆破和预裂爆破在施工中的应用 2.1 光面爆破和预裂爆破在边坡开挖中的应用 在水电施工中，大坝基础永久边坡开挖，一般采用预裂爆破来保护永久边坡的稳定，一般情况而言，这是一种行之有效的方法。但在扭曲的永久边坡和高边坡的硬岩开挖中，则光面爆破优于预裂爆破。 扭曲面永久边坡开挖 扭曲面也就是说永久边坡的开挖面不在一个平面上，而预裂爆破一般要求预裂面在一个平面上，故采用预裂爆破施工很难预先在设定的开挖面上形成理想的预裂缝，即使形成了预裂缝，肯定存在较大的超欠挖，难以满足施工的要求。如东江电站大坝岸坡开挖，大坝为混凝土双曲拱坝，两岸永久边坡同一高程不在一个平面上，岸坡永久边坡开挖为预裂爆破，爆破后不能完全达到设计的扭曲面，超欠挖达0.5m，对开挖质量产生较大影响。而在四川省沙牌水电站，大坝为碾压混凝土拱坝，两岸边坡为扭曲面，坝基岩石为花岗岩夹千枚岩，岸坡边坡开挖首先采用预裂爆破，在右岸永久边坡试验预裂时，没能形成理想的预裂缝，经过仔细研究，将预裂爆破改为光面爆破，梯段高度10m,采用YQ—100B型潜孔钻造孔，孔径为100mm，光爆孔距80—100cm，转角区域采用较小值，其余部分采用较大值，由于岸坡岩石风化严重，裂隙发育，且千枚岩遇水易泥化，爆破后，半孔残留率不高，一般为30—40%,但被保留岩体完整，符合设计要求的钻孔，超欠挖较小（个别钻孔角度不符合设计要求，超欠挖较大），基本上控制在设计范围之内。 2.1.2 深孔硬岩永久边坡开挖 在深孔硬岩永久边坡开挖中，由于硬岩抗压强度大（饱和抗压强度1200kg/cm2以上），需要的线装药量大，对于15—20m的深孔预裂在孔底部难以形成理想的预裂缝。如五强溪安装间边坡开挖，梯段高度15m,潜孔钻造孔，孔径为100mm，预裂孔距为100cm,岩石为砂岩，最大饱和抗压强度大于1200kg/cm2，底部1m范围内加大装药量，为2000kg/m，爆破后，离孔口三分之二孔深半孔残留率达80%左右，其余部分则几乎看不到半孔，这表明底部夹制力太大没能形成预裂缝。若采用光面爆破则能很好解决这一问题。在五强溪坝前边坡开挖中，梯段高度同为15m，采用光面爆破，从孔口到孔底半孔残留率达80%以上，爆破后完全满足设计要求。 光面爆破和预裂爆破在水平建基面开挖中的应用 根据《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范（SL47 --94）的规定，对于水工建筑物紧邻水平建基面的爆破可以采用三种方法：其一为预留保护层法，传统的保护层开挖为分层爆破，一般为三层，此法施工速度缓慢，难以满足进度要求，在实际施工中较少应用；其二为预留保护层一次爆破法，主要方法为手风钻造孔，孔底设置柔性垫层充填或由空气充任的垫层段，采用小梯段的爆破方法，此法爆破后的建基面参差不齐，超欠挖较多，施工速度较慢，一般在狭窄的深槽中使用；其三为水平预裂爆破法，在基础岩石开挖时，梯段爆破和水平预裂孔同时钻孔装药，水平预裂孔和梯段爆破孔孔底根据不同的地质条件和钻孔机械预留合适的距离。此法对于大面积的基础开挖应用较多，施工速度较快。其实水平预裂爆破也有许多不足之处，对于硬岩或地应力较大的地质条件和积水严重的基坑，采用水平预裂法达不到防震的目的。 由于硬岩抗压强度大，预裂孔靠底部夹制力大，难以形成理想的预裂缝从而达不到防震的目的；而对于地应力大的地质区域，即使水平预裂预先形成了预裂缝，在地应力作用下很快就会闭合，水平预裂对于主爆孔传来的爆轰波不能隔断，建基面得不到保护。对于积水较多的基坑，由于水是爆轰波良好的