1.工程概况
白鹤滩水电站位于金沙江下游四川省宁南县和云南省巧家县境内，上接乌东德梯级，下邻溪洛渡梯级，距溪洛渡水电站195km。白鹤滩水电站的开发任务以发电为主，兼顾防洪，并有拦沙、发展库区航运和改善下游通航条件等综合利用效益，是西电东送骨干电源点之一。电站装机容量约16000MW。电站左岸坝基高程567~545m建基面为LS331错动带层面，层面下为6~11m厚角砾熔岩，角砾熔岩层下为第二类柱状节理玄武岩，角砾熔岩岩质相对软弱，但仍属坚硬岩类，微新状态下岩体整体性好，前期开挖过程中针对角砾熔岩层顶面预留5m厚保护层，后期5m保护层开挖过程中，需爆破控制减少对角砾熔岩层的损伤影响。
1.1 研究的意义
白鹤滩水电站河床坝段岩体由上至下为第一类柱状节理玄武岩层、角砾熔岩层、第二类柱状节理玄武岩，第一类柱状节理玄武岩层与角砾熔岩层之间发育有LS331错动带，结合坝基各岩性出露高程及岩体质量性能，左岸河床部位坝基高567m~545m利用角砾熔岩层顶面（即LS331错动带层面）作为基础建基面，由于角砾熔岩层厚6~11m，因下部柱状节理玄武岩岩性较差，角砾熔岩层的保护为白鹤滩坝基成败的关键，对此研究角砾熔岩层顶面开挖保护对白鹤滩工程有实践指导意义，同时对类似地质层面开挖保护工程具有参考价值。
1.2 施工关键技术
1.2.1试验主要研究内容
为减少对角砾熔岩层的损伤，研究角砾熔岩顶面保护层开挖的爆破方式及爆破参数。
1.2.2发现、发明及创新点
⑴ 爆破孔底加装消能装置，采用复合消能方式很大程度减少爆破对建基面损伤的影响。
⑵ 实施过程中采用编制三维爆破设计：根据设计提供的角砾熔岩层面地形，逐孔绘制三维孔位，提取放样坐标，现场计算实际孔深，过程有效的控制了钻孔精度。
2 研究内容及方案
2.1 实施地点与计划
根据白鹤滩工程坝基地质条件，角砾熔岩层仅在坝基建基面出露，对此在角砾熔岩上部5m保护层开挖时，先期开展生产性爆破试验。结合河床坝段保护层开挖精细化专项方案，试验区选取在开挖分区拉槽部位。
河床坝段保护层开挖研究计划在河床坝段5m岩石盖重固结灌浆完成后于2017年1月开始实施，生产性试验完成确定最优参数后在整体开挖中实施，根据白鹤滩大坝开浇计划，河床坝段保护层开挖计划于2017年3月中旬完成，角砾熔岩保护层开挖研究同步开挖时段进行。
2.2 实施方案
㈠ 爆破试验施工方法
爆破试验施工流程为：精细化参数设计→测量放样→技术交底→钻孔→验孔→装药联网→爆破（振动数据采集）→爆效检查→场地清理。
⑴ 测量放样
由具有相应资质的专业测量人员，利用白鹤滩水电站施工测量控制网，按照爆破试验用爆破设计进行测量放样。
⑵ 钻孔
按作业指导书要求，安排潜孔钻及液压钻在测量放样点位置就位，严格按照爆破设计造孔参数实施钻孔作业。
⑶ 装药起爆
钻孔验收合格后，进行装药，严格按照爆破设计装药结构进行装药。
起爆网络均采用非电毫秒微差起爆网络，磁电雷管起爆方式。爆前必须认真检查，确定施工无误且安全措施就位后，方可起爆。
⑷ 爆破效果检查
主要检查爆破的爆堆岩石块度及挖装效率、飞石大小及距离、爆破振动速度、非爆破岩体声波波速降低率等。
㈡ 爆破参数试验
本试验主要确定复合消能布孔间排距及装药结构。生产性开挖爆破试验爆破孔主要采用JK590钻机和ROCD7钻机进行造孔，成孔直径为Φ90mm。垂直主爆孔孔低装置消能球，孔低采用1节φ70mm乳化药卷加强、上部采用2节φ32乳化药卷连续装药，间排距1.5×1.5m，双发非电毫秒延期雷管引爆，单孔及最大单响起爆药量不大于20kg，单响爆药量最终通过试验确定。
3 研究成果
3.1 爆破试验区成果
经过河床坝段保护层角砾熔岩试验区生产性试验成果，初定参数满足设计技术要求，故采用试验区参数在河床坝段保护层剩余开挖范围内大面推广使用，河床坝段保护层整体开挖完成后效果良好。
3.2 实物质量检测数据
3.2.1爆破振动监测成果
河床坝段保护层开挖中，对建基面10m处的爆破振动速度进行了严格监测，具体成果见下表。
左岸河床坝段角砾熔岩保护层开挖爆破振动测试成果表
河床坝段角砾熔岩保护层开挖测试结果表明，所有爆破振动速度峰值均低于5cm/s（设计技术要求），符合河床坝段保护层开挖的爆破振动控制要求。爆破振动峰值总体维持在3cm/s～4cm/s，90%的测点的振动峰值在4cm/s以下，表明爆破振动的控制效果良好。
3.2.2爆破损伤深度成果
河床坝段保护层开挖中，对建基面爆破损伤采用声波测试方法进行了严格监测，具体成果见下表。
左岸河床坝段角砾熔岩保护层开挖爆破声波测试成果表
测试成果表明，河床坝段角砾熔岩保护层的爆破损伤深度均在0.8m以内，满足控制要求。
4 结束语
角砾熔岩层开挖保护技术研究国内外基本未涉及，国内专题研究甚少，采用竖直孔复合消能爆破方式开挖也在国内首次大范围实施，实施后效果良好，对角砾熔岩起到了很大的保护作用。该开挖爆破方式同样可以推广于其他类似层面基础保护开挖。
