中国水利水电第十工程局有限公司 四川成都 610072
摘要：伊朗塔里干水利枢纽工程地下洞室工程众多，隧洞和地下洞室合计有23个，直接影响着施工进度和是否按合同工期完成。伊朗的爆破器材管理甚严，无法按计划采购需要的火工产品。伊朗工程施工爆破有专业爆破公司实施，施工时须有警察监督，且手续繁多。如何保证工程施工进度和质量，笔者根据实际情况，进行了一系列尝试，成功的应用了半秒电雷管。为大坝工程的如期导流、发电工程的顺利施工和水库的如期蓄水创造了条件，为整个工程的施工完成做出了贡献。作者认为，半秒电雷管的应用，既可以加快进度、更可以保证开挖质量，值得推广。
关键词：地下工程；半秒电雷管；应用
1.工程概述
1.1.工程总述
伊朗塔里干水利枢纽工程（Taleghan Dam and HPP Project）（以下简称塔里干工程）是水电建设集团公司牵头水利水电建设集团第十工程局有限公司从一开始就参与投标的EPC/T交钥匙工程。本工程施工总工期46个月。
工程位于伊朗首都德黑兰（Tehran）西北135km的塔里干山谷。
塔里干工程建设的主要任务是控制和调节Taleghan河流地表水，满足灌溉、城市生产生活供水及水力发电等的需要。也就是说工程有两个用途：蓄水供水和发电调压，其中供水为工程的主要用途，整个工程分为大坝工程和发电工程两大部分。
1.2 地下工程概况
Taleghan地下工程包括两部分：大坝附属结构的导流洞底孔工程和发电厂房洞室群。
1.2.1 大坝工程导流洞底孔工程
大坝导流洞位于大坝左岸，后期将改造为水库放空底孔，在底孔中部设置有阀室及其阀室交通廊道。导流洞（底孔）长647.9米，底孔阀室上游隧洞开挖断面7.2×7.2m马蹄形，成形断面为直径6m的圆形断面；在底孔阀室下游隧洞开挖断面为7.2×7.2m城门洞形，成形断面为6×6m的城门洞形断面。底孔阀室交通洞，长245m，开挖断面4.8×5.9m城门洞形。
1.2.2 发电厂房洞室群
发电工程位于大坝坝体上游约600m处。发电厂房地下洞室包括5个进入各工作面的施工支洞在内共计19个隧洞、3个竖井以及地下发电厂房、尾水调压室两个洞室。
水库蓄水后位于水库正常水位以下90m，交通竖井是进入地下厂房的唯一通道，其高度89.5m。进口检修闸门竖井高53.5 m。压力管道竖井段高25m。
地下厂房开挖13.6m×33.6m×29m（宽×长×高）。尾水调压室布置在厂房下游32m处，开挖尺寸9.4m×26.2m ×34.6m（宽×长×高）。
地下工程地质情况为火山沉积砾岩，为三类围岩。
地下工程施工是塔里干工程的重点，导流洞的施工直接影响大坝的开挖和填筑施工，地下厂房的顺利完工直接影响水库的蓄水。
2.地下工程施工
隧洞洞挖采用钻爆法施工，钻孔设备为Tamrock Axera T08二臂台车，钻孔深度3.7m。人工装药，半秒电雷管分段爆破，周边光爆。地下厂房和尾水调压室洞室开挖采用先导洞后扩挖，周边光爆。竖井开挖采用反井钻机钻导孔（φ140cm）然后扩挖，周边光爆。
伊朗只有三种电雷管（瑞典诺贝尔公司技术），下面是三种雷管延时时差比较（见参数表）：
伊朗毫秒电雷管有20个段位，由于伊朗工程爆破施工由专业爆破公司实施，施工时爆破公司只提供前10个段位，原因不详。
无疑半秒管段间时段差500ms比毫秒管25ms大。根据笔者在老挝NEM LEUK电站有压引水隧洞中使用非电延时毫秒雷管延时时差300ms~1000ms为最佳的经验。由于伊朗火工产品供应原因，如全部采用毫秒雷管，其延时时间太短，加之毫秒电雷管段位常常不能按计划供应，无法满足施工需要。因此，在塔里干地下工程洞挖中为了各部位顺利完工以及施工安全，笔者尝试使用半秒雷管。
塔里干地下工程的隧洞众多，下面以导流洞马蹄形断面为开挖典型断面，进行布孔及雷管起爆顺序说明（见下“隧洞开挖典型断面半秒电雷管段位布置图”）。
从上图可知，雷管的起爆顺序直接影响炮孔的利用率，关系洞挖的成败。①~④段是爆破成败关键的关键，其段位延时时差越大，有利于充分形成临空面，直接影响爆破效果（见下“分段爆破临空面示意图”）。发电厂房隧洞的开挖、地下厂房、尾水调压室导洞开挖亦按此图方法实施，其扩挖按临空面方向分段先后爆破，在此不做图解。
在相同断面，掏槽布孔一样的掌子面上，运用半秒电雷管与毫秒电雷管爆破效果比较：
A.毫秒电雷管因段间时段差太短，几乎是同时爆破。孔与孔间爆破时受夹制作用大，爆破时不能干净利落的逐一形成临空面。对围岩的震动远大于分几次爆破的震动能量，极不利于围岩的稳定。爆破后石碴飞太远，在出碴前，人工有时无法处理安全，出碴时给设备和人员造成极大的安全威胁。
B.半秒电雷管，其段间时段差间隔大，爆破时能清楚地听出每个段位的声响，能有效地逐一形成临空面，充分发挥其爆破效果。其对围岩的震动能量分为有序的几次作用，因此对围岩破坏较小，利于施工安全。
C.用半秒电雷管做洞挖爆破，其临空面是按爆破顺序形成，爆破后石碴很集中，大部分堆积在掌子面处，利于施工安全处理，节约出碴时间。对洞内风水电设施威胁小，不易受到损坏。
D.用半秒电雷管做洞挖爆破，其爆破是有序进行的，给周边的光爆孔形成极有利的临空面，光爆效果非常理想，在导流洞647.9 m洞挖中，光爆率达95%以上。
E.用以上两种不同延时时段雷管起爆（同种布孔方式），炮孔利用率也有一定影响，当用毫秒电雷管时，利用率为45 % ～70%。而用半秒电雷管时，利用率为95% ～100%。时段差大，炮孔利用率高。炮孔利用率高低影响槽炮进尺，影响月开挖进尺，也就直接影响地下工程的施工进度。
由于伊朗国家实施的是计划经济，爆破器材管制特别严，爆破还有专门的爆破公司，雷管计划必须提前半年提供，即使提供了计划，购买的雷管只是符合计划总量，根本不可能按雷管段位的数量购买。所以，在爆破过程中经常遇半秒雷管段位短缺，为了不影响洞挖爆破施工，有时不得不将毫秒雷管取一两个段位（1ms，9ms或2ms，10ms）和半秒雷管结合运用，甚至还将瞬爆雷管、毫秒雷管、半秒雷管同时结合运用。但这两种结合方式爆破后的炮孔利用率，经实践只能达到全用半秒雷管爆破的90%。
因伊朗国家爆破器材管制特别严，在爆破前要想对炸药及雷管先做性能实验几乎是不可能的。经再三说服，并要求笔者承担责任及后果，爆破公司才勉强同意在现场施工时做实验。爆破试验事实完全排除了爆破公司所说的现象。其原因；一是电雷管起爆前雷管线路必须是相通的，并须测定电阻值，爆破时每个雷管已通电。其二，雷管是装在孔底，毫秒雷管和半秒雷管的延时是在管里面，不是在线路上。
在647.9 m导流洞洞挖中，成功运用半秒雷管起爆，其开挖月平均进尺135 m/月（单头），最高月进尺153.5 m（单头）。这在国内也许不算什么，但在伊朗市场就完全不一样了。用伊朗业主和业主代表的话说这在伊朗的历史上是从没有过的，是一个奇迹。伊朗的爆破开挖非常棘手，伊朗市场与国内完全不同，开挖虽然是承包商自己组织，但爆破还得专门的公司，并且每次爆破必须请警察监督。也就是每钻爆一次必须按照钻孔—填爆破申请—爆破公司工程师批准—请炮工和警察（警察站）到库房拿药—装药爆破—送还炸药及雷管—送炮工回营地，送警察回警察站。这一复杂的程序的完成耽误的时间可想而知了，平均每次炮耽误至少2小时。
在导流洞开挖成功的基础上，将成功的经验推广至发电厂房地下洞室群开挖。发电厂房引水隧洞、尾水隧洞、压力管道、排水廊道、灌浆廊道、施工隧洞等隧洞工程采用半秒电雷管起爆开挖，均获得成功。地下厂房、尾水调压室的扩挖，为了保证一期顶拱砼不被破坏，保证周边围岩（开挖高差分别25m，34m）稳定，开挖采用周边光爆法，均用半秒雷管分段起爆。同样，交通竖井、进口检修闸门井、压力管道竖井段的扩挖，为保证开挖周边也均采用半秒雷管起爆，均收到良好效果。事实已证明，整个地下工程开挖能顺利完工，在开挖过程中未出现一次安全事故，这与半秒雷管的成功运用是分不开的。
3.体会及建议
在国内洞挖施工中，大部分采用国产非电毫秒雷管进行洞内作业爆破，其段间时段差25毫秒（±25ms），延时误差大，延时时间很短，爆破效果差，震动也大，对围岩的稳定及施工安全不利。特别是在洞挖挂口时，必须采用浅孔多循环进行爆破，洞口才易成型，既浪费时间和材料，安全处理也困难。而半秒雷管延时时间长，在爆破过程中能有序的形成临空面，克服了毫秒雷管起爆的不利条件，洞挖挂口可一次成型。经过伊朗Taleghan地下工程开挖对半秒雷管的成功运用，建议国内地下工程施工采用非电半秒雷管，既节约时间，节约人力，也节约成本。运用半秒雷管起爆的洞挖效果与非电延时毫秒雷管（延时时间300ms~1000ms）起爆的洞挖效果基本一样。
作者简介：
黎雄飞：（1966—），男，重庆、垫江人，伊朗Taleghan项目地下工程部副部长，工程师，长期从事水电工程施工技术与管理工作。
论文作者:黎雄飞
论文发表刊物:《基层建设》2016年1期
论文发表时间:2016/5/19
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