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【摘要】本文介绍了预裂爆破中的钻孔工序的重要性，结合实例地质条件分析了钻孔施工工艺，并对钻孔过程中的误差分析及其预防措施进行分析。
【关键词】预裂爆破； 地质条件；钻孔；误差分析；预防
1. 引言
坝基开挖具有地质条件复杂、爆破震动要求严、建基面开挖质量要求高和长缓坡开挖难的特点，坝基开挖采用三面预裂和深孔梯段爆破施工方案，其建基面质量和开挖速度，明显优于我国水利工程中常用的其它开挖方法，具有保证建筑物基础开挖质量，降低劳动强度，加快施工进度，节省工程投资，适应大型机械化施工等诸多优点，具有较大的推广应用价值。
2. 预裂爆破中的钻孔工序的重要性
预裂爆破实践表明，预裂面壁面的超欠挖和不平整度主要取决于钻孔精度。可以这样说，预裂爆破的成败60%取决于钻孔质量，40%取决于爆破技术水平。预裂孔的偏差直接关系到边坡面的超欠挖，控制钻孔质量是施工人员必须关注的问题。预裂孔的放样、定位和钻孔施工中是重要环节，对不能行走的钻机，铺设导轨往往是不可少的而对于能自行行走的钻机必须注意机体定位。国内外预裂爆破的钻孔深度多在十五米以内，也偶尔有深度达到数十米的情况。过大的钻孔深度，易使钻孔精度难以控制而对预裂爆破效果不利。
3. 大坝地质条件
（1）某电站大坝坝址地质复杂。开挖特点为大坝河床两岸坡脚部位应力集中程度较高，对建基面开挖技术要求较高1580～1870段坝基岩体以微新的第3、4、5层大理岩为主；局部为弱卸荷大理岩。微新岩体为大块状结构，岩体较完整，Ⅱ级岩体，岩体较均一，抗变形能力强；弱卸荷岩体为次块状～镶嵌结构，岩体较破碎，Ⅲ2级岩体，抗变形能力较弱。
（2）该段坝基中F14断层出露在拱端下游顺拱推力约100～200米范围内，前期勘探及地质调查资料表明，在拱推力最大高程之间F14断层破碎带及影响带性状差，破碎带有厚约1～5米的连续软塑状断层泥，为Ⅴ1级岩体；上盘影响带宽5～15米，局部可达20米，为重胶结的角砾岩、碎裂岩，破碎带及影响带普遍弱～强风化，局部渗、滴水；完整性差，为Ⅳ2级岩体，抗变形能力弱；中上部之间，由于断层水平埋深较浅，卸荷作用明显，普遍沿断层有卸荷松弛现象，局部张开宽约5～20厘米，形成深约2米的空缝，抗变形能力弱。上段坝基为第六层大理岩，以微新岩体为主，主要分布在坝基中上游部位，薄～中厚层状结构～次块状结构，岩体嵌合较紧密，完整性较好。
4. 钻孔施工工艺
4.1炮位清理 首先形成钻孔平台，平台宽度不小于2米，采用反铲配合人工对预裂线左右范围进行清理，清理表面浮渣，直至裸露出新鲜岩石面。
4.2测量放样 测量由项目部测量队负责完成。直线段测量时，要求每隔2米至3米放一个开口点和一个方向点，圆弧制段测量时，要求放出每个预裂孔的孔位及钻孔方向点。
4.3技术交底 根据上一梯段的超欠挖情况，调整开口线的位置，并由专人负责。
4.4钻孔 预裂孔主要采用YQ-100B型快速钻造孔，施工过程中，根据施工进度要求合理安排钻机数量。
（1）布孔：测量工根据技术交底单进行表面布孔，施工过程中，根据施工进度要求合理安排钻机数量。
（2）搭设样架：采用48壁厚3.5mm直钢管搭设样架，通过方向点和坡比进行微调，直到达到交底要求为止，调整坡度和方向组装样架，最后打插筋加以加固；用胶布在钢管上对每个孔的孔位和方向做标记，并加以保护，以方便施工中下钻。样架必须留有适当的架钻空间。架钻空间的确定步骤如下：首先确定架钻距离a值的大小，a值为25除以样架倾角的正弦值，数值25表示钻杆中心线与钻机后背面的垂直距离，属于变化值，具体以现场实际尺寸为准。
（3）钻孔：经现场质检员检测样架合格后，再架钻机。钻机就位后，首先采用吊线的方法调整好钻孔方向，然后使用自制坡度尺，调整钻杆角度，二者均满足设计要求后方能开钻。钻孔过程中，现场施工员要求对孔深、孔距、钻孔角度及方向等控制技术指标逐一进行检查，质检员配合抽查，发现有误应及时予以纠正。自制量角器为教学所用量角器的改装品，并已进行校核。由于我们自制量角器本身精度有限，又从方便钻工开孔角度控制方面考虑，我们在右岸拱肩槽开挖时采用分段渐变的方法，取得了良好的效果。
5. 钻孔过程中的误差分析及其预防措施
5.1钻孔误差包括开孔误差、对中误差和轨迹误差三类。开孔误差是指对位误差，属于初始误差，不随孔深变化而变化；对中误差是指钻进过程中钻杆的轴向误差，它与孔深成正比，这项误差是由于钻杆轴压过高，引起钻杆变形，钻头晃动而导致的钻进方向出现偏差；轨迹误差是指导向性误差，它是因为岩石导向性引起的，随孔深的增大而增大，是钻孔误差中最为重要的一项误差，另外轨迹误差还与孔径、钻具转数、轴压、钻进速度和钻机稳定性有关。
5.2以上的分析标准为一般情况下的状况，对于水电站右岸坝基开挖工作中的误差情况与理论相比较，有以下几点不同的误差表现形式：搭设材料误差、搭设位置误差、样架震动误差、地面条件误差、钻机设备误差、钻工开孔误差、施工放样误差。下面对以上误差情况进行说明：
（1）搭设材料误差：在预裂样架工序施工中，我们采用的是循环使用48壁厚3.5mm的钢管，在施工过程中及频繁转运材料过程中，我们的管材都会发生不同程度的弯曲。虽然我们在每次样架搭设准备阶段都将管材进行了调直，但都还是无法消除管材的轻度弯曲。
（2）搭设位置误差：在开钻前的样架搭设过程中，我们习惯于将样架比设计开口向后退3～5cm，以防止冲击器开孔滑动导致开口线欠挖。冲击器的滑动不均匀性，引起了此处的搭设位置误差。
（3）样架震动误差：样架震动误差主要表现在冲击器冲击导致样架晃动的误差及样架晃动所致的样架不均匀沉陷误差。
（4）地表条件误差：地面条件误差主要是开孔岩层有顺坡向倒角引起冲击器在开孔点处移位所致。
（5）钻孔设备误差：在坝基开挖前期，我们所用的钻机与普通边坡开挖钻机一样，均为旧钻机。该批机具有部分属于拼装式产品。有部分划板松动，变速箱也被屡次拆换修理，及钻杆中心孔也松动，钻杆弯曲等现象均有发生，这些都会导致钻孔过程的误差。
（6）钻工开孔误差：前期几个梯段有部分有100个孔左右，钻孔都是分段分钻工进行，由于每个钻工的开孔习惯不一样必然也会导致误差。
（7）施工放样误差：由控制网有误差引起，该类误差也是不可避免的。
【摘要】本文介绍了预裂爆破中的钻孔工序的重要性，结合实例地质条件分析了钻孔施工工艺，并对钻孔过程中的误差分析及其预防措施进行分析。
【关键词】预裂爆破； 地质条件；钻孔；误差分析；预防
1. 引言
坝基开挖具有地质条件复杂、爆破震动要求严、建基面开挖质量要求高和长缓坡开挖难的特点，坝基开挖采用三面预裂和深孔梯段爆破施工方案，其建基面质量和开挖速度，明显优于我国水利工程中常用的其它开挖方法，具有保证建筑物基础开挖质量，降低劳动强度，加快施工进度，节省工程投资，适应大型机械化施工等诸多优点，具有较大的推广应用价值。
2. 预裂爆破中的钻孔工序的重要性
预裂爆破实践表明，预裂面壁面的超欠挖和不平整度主要取决于钻孔精度。可以这样说，预裂爆破的成败60%取决于钻孔质量，40%取决于爆破技术水平。预裂孔的偏差直接关系到边坡面的超欠挖，控制钻孔质量是施工人员必须关注的问题。预裂孔的放样、定位和钻孔施工中是重要环节，对不能行走的钻机，铺设导轨往往是不可少的而对于能自行行走的钻机必须注意机体定位。国内外预裂爆破的钻孔深度多在十五米以内，也偶尔有深度达到数十米的情况。过大的钻孔深度，易使钻孔精度难以控制而对预裂爆破效果不利。
3. 大坝地质条件
（1）某电站大坝坝址地质复杂。开挖特点为大坝河床两岸坡脚部位应力集中程度较高，对建基面开挖技术要求较高1580～1870段坝基岩体以微新的第3、4、5层大理岩为主；局部为弱卸荷大理岩。微新岩体为大块状结构，岩体较完整，Ⅱ级岩体，岩体较均一，抗变形能力强；弱卸荷岩体为次块状～镶嵌结构，岩体较破碎，Ⅲ2级岩体，抗变形能力较弱。
（2）该段坝基中F14断层出露在拱端下游顺拱推力约100～200米范围内，前期勘探及地质调查资料表明，在拱推力最大高程之间F14断层破碎带及影响带性状差，破碎带有厚约1～5米的连续软塑状断层泥，为Ⅴ1级岩体；上盘影响带宽5～15米，局部可达20米，为重胶结的角砾岩、碎裂岩，破碎带及影响带普遍弱～强风化，局部渗、滴水；完整性差，为Ⅳ2级岩体，抗变形能力弱；中上部之间，由于断层水平埋深较浅，卸荷作用明显，普遍沿断层有卸荷松弛现象，局部张开宽约5～20厘米，形成深约2米的空缝，抗变形能力弱。上段坝基为第六层大理岩，以微新岩体为主，主要分布在坝基中上游部位，薄～中厚层状结构～次块状结构，岩体嵌合较紧密，完整性较好。
4. 钻孔施工工艺
4.1炮位清理 首先形成钻孔平台，平台宽度不小于2米，采用反铲配合人工对预裂线左右范围进行清理，清理表面浮渣，直至裸露出新鲜岩石面。
4.2测量放样 测量由项目部测量队负责完成。直线段测量时，要求每隔2米至3米放一个开口点和一个方向点，圆弧制段测量时，要求放出每个预裂孔的孔位及钻孔方向点。
4.3技术交底 根据上一梯段的超欠挖情况，调整开口线的位置，并由专人负责。
4.4钻孔 预裂孔主要采用YQ-100B型快速钻造孔，施工过程中，根据施工进度要求合理安排钻机数量。
（1）布孔：测量工根据技术交底单进行表面布孔，施工过程中，根据施工进度要求合理安排钻机数量。
（2）搭设样架：采用48壁厚3.5mm直钢管搭设样架，通过方向点和坡比进行微调，直到达到交底要求为止，调整坡度和方向组装样架，最后打插筋加以加固；用胶布在钢管上对每个孔的孔位和方向做标记，并加以保护，以方便施工中下钻。样架必须留有适当的架钻空间。架钻空间的确定步骤如下：首先确定架钻距离a值的大小，a值为25除以样架倾角的正弦值，数值25表示钻杆中心线与钻机后背面的垂直距离，属于变化值，具体以现场实际尺寸为准。
（3）钻孔：经现场质检员检测样架合格后，再架钻机。钻机就位后，首先采用吊线的方法调整好钻孔方向，然后使用自制坡度尺，调整钻杆角度，二者均满足设计要求后方能开钻。钻孔过程中，现场施工员要求对孔深、孔距、钻孔角度及方向等控制技术指标逐一进行检查，质检员配合抽查，发现有误应及时予以纠正。自制量角器为教学所用量角器的改装品，并已进行校核。由于我们自制量角器本身精度有限，又从方便钻工开孔角度控制方面考虑，我们在右岸拱肩槽开挖时采用分段渐变的方法，取得了良好的效果。
5. 钻孔过程中的误差分析及其预防措施
5.1钻孔误差包括开孔误差、对中误差和轨迹误差三类。开孔误差是指对位误差，属于初始误差，不随孔深变化而变化；对中误差是指钻进过程中钻杆的轴向误差，它与孔深成正比，这项误差是由于钻杆轴压过高，引起钻杆变形，钻头晃动而导致的钻进方向出现偏差；轨迹误差是指导向性误差，它是因为岩石导向性引起的，随孔深的增大而增大，是钻孔误差中最为重要的一项误差，另外轨迹误差还与孔径、钻具转数、轴压、钻进速度和钻机稳定性有关。
5.2以上的分析标准为一般情况下的状况，对于水电站右岸坝基开挖工作中的误差情况与理论相比较，有以下几点不同的误差表现形式：搭设材料误差、搭设位置误差、样架震动误差、地面条件误差、钻机设备误差、钻工开孔误差、施工放样误差。下面对以上误差情况进行说明：
（1）搭设材料误差：在预裂样架工序施工中，我们采用的是循环使用48壁厚3.5mm的钢管，在施工过程中及频繁转运材料过程中，我们的管材都会发生不同程度的弯曲。虽然我们在每次样架搭设准备阶段都将管材进行了调直，但都还是无法消除管材的轻度弯曲。
（2）搭设位置误差：在开钻前的样架搭设过程中，我们习惯于将样架比设计开口向后退3～5cm，以防止冲击器开孔滑动导致开口线欠挖。冲击器的滑动不均匀性，引起了此处的搭设位置误差。
（3）样架震动误差：样架震动误差主要表现在冲击器冲击导致样架晃动的误差及样架晃动所致的样架不均匀沉陷误差。
（4）地表条件误差：地面条件误差主要是开孔岩层有顺坡向倒角引起冲击器在开孔点处移位所致。
（5）钻孔设备误差：在坝基开挖前期，我们所用的钻机与普通边坡开挖钻机一样，均为旧钻机。该批机具有部分属于拼装式产品。有部分划板松动，变速箱也被屡次拆换修理，及钻杆中心孔也松动，钻杆弯曲等现象均有发生，这些都会导致钻孔过程的误差。
（6）钻工开孔误差：前期几个梯段有部分有100个孔左右，钻孔都是分段分钻工进行，由于每个钻工的开孔习惯不一样必然也会导致误差。
（7）施工放样误差：由控制网有误差引起，该类误差也是不可避免的。