錢運(yùn)東,張 英

(中國水利水電第三工程局有限公司云南分局,陜西西安 710016)

寬孔距深孔梯段爆破在魯?shù)乩娬竟こ讨械膽?yīng)用

錢運(yùn)東,張 英

(中國水利水電第三工程局有限公司云南分局,陜西西安 710016)

分析寬孔距深孔梯段爆破施工工藝,在深孔爆破技術(shù)的基礎(chǔ)上,采用加大布孔間距及鉆孔深度,合理的裝藥結(jié)構(gòu)(間隔分段裝藥)應(yīng)用非電起爆系統(tǒng),利用導(dǎo)爆索、非電管的特點,孔內(nèi)采用導(dǎo)爆索入孔,孔口非電管連接,組成孔內(nèi)、孔外延期起爆網(wǎng)路的爆破工藝。實踐證明:寬孔距深孔梯段爆破工藝在金沙江魯?shù)乩娬居野? 135m高程以上石方開挖應(yīng)用中取得了較好的效果,可以充分發(fā)揮快速施工的優(yōu)勢,能夠保證良好的爆破效果,又能降低工程成本。

寬孔距;深孔;梯段爆破;應(yīng)用

1 概論

魯?shù)乩娬疚挥谠颇鲜←惤貐^(qū)永勝縣與大理白族自治州賓川縣交界處的金沙江干流上,為金沙江中游水電規(guī)劃 8個梯級電站中的第 7個梯級電站,上、下游分別與龍開口和觀音巖兩個梯級電站相銜接。該工程屬一等大(1)型工程,樞紐建筑物由攔河壩、泄水表孔、底孔及地下廠房等組成。攔河壩為碾壓混凝土重力壩,頂高程 1 228.00 m,最大壩高 140 m,壩頂長 622 m(含進(jìn)水口壩段),共分 29個壩段,,電站安裝 6臺機(jī)組,總裝機(jī)容量 2 160 MW。該工程采用枯水期隧洞導(dǎo)流、汛期基坑過水的導(dǎo)流方式,導(dǎo)流標(biāo)準(zhǔn)采用 20年一遇洪水,相應(yīng)導(dǎo)流流量為 2 170m3/s。導(dǎo)流洞布置在右岸,洞徑為 14.5 m×17.0 m,導(dǎo)流洞進(jìn)口高程1 131.0m,出口高程 1 126.0m,洞身長 865.0m。上游圍堰為碾壓混凝土過水圍堰,堰頂高程為 1 153.0m,下游圍堰采用土石過水圍堰,堰頂高程為 1 137.5m。

右岸 1 135 m高程以上開挖工程主要包括:右岸纜機(jī)平臺及邊坡;右岸 1 135m高程以上壩基及壩肩邊坡;右岸進(jìn)水口基礎(chǔ)及邊坡;右岸 GIS開關(guān)站平臺、高位水池及邊坡;右岸下游 1 135m高程以上岸坡的開挖;右岸中線道路(Y 6)明線段路基及邊坡;GIS開關(guān)站公路路基及邊坡的開挖;開挖邊坡最大垂直高差 245 m,一般邊坡每 20 m設(shè)一馬道,馬道寬度2～3m,巖石邊坡設(shè)計坡比 1:0.3～1:0.75之間,土質(zhì)邊坡開挖坡比 1:1～1:1.5。

右岸進(jìn)水口邊坡及壩肩邊坡、纜機(jī)及出線平臺后邊坡地層巖性主要有:侏羅系中統(tǒng)蛇店組上部(J2s)青灰色變質(zhì)砂巖-S1和灰黑色泥質(zhì)粉砂巖-S2,主要分布在進(jìn)水口邊坡的下部和中部。侏羅系上統(tǒng)妥甸組上部 (J3t),以紫紅色砂質(zhì)頁巖夾中厚層中 ～細(xì)粒石英砂巖為主,層間夾有不穩(wěn)定的粉砂巖、主要分布在進(jìn)水口邊坡的中上部。燕山期侵入巖以巖脈、巖株狀侵入于侏羅系變質(zhì)砂巖中。巖體中裂隙較發(fā)育,強(qiáng)風(fēng)化厚度一般 5 m～10 m,弱風(fēng)化厚度一般 15 m～20 m,卸荷帶深度 10m～15m。

2 寬孔距深孔梯段爆破參數(shù)確定

本標(biāo)段施工前期由于施工干擾等問題,施工進(jìn)度受到制約,工期緊,為確保施工任務(wù),參照相關(guān)地質(zhì)資料及以往常規(guī)梯段爆破開挖相關(guān)經(jīng)驗,根據(jù)現(xiàn)場地形地質(zhì)條件,結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行了常規(guī)深孔梯段爆破與寬孔距深孔梯段爆破的設(shè)計參數(shù)比較,并進(jìn)行了試驗爆破。開挖邊坡進(jìn)行預(yù)裂爆破,梯段爆破采用CM 351鉆機(jī)造孔,鉆孔直徑 105mm,采用巖石乳化炸藥,藥卷直徑 70mm,藥卷長 30 mm,每節(jié)藥卷重1.5 kg。由于梯段高、裝藥量大,通過現(xiàn)場實際爆破試驗后選定裝藥方式為:底部 10m采用 φ32硝銨炸藥剖開后散裝密實,上部采用 φ70巖石乳化炸藥連續(xù)裝藥,單孔裝藥量分別為125 kg,現(xiàn)場實測線裝藥密度平均值底部 10 m為8.0 kg/m.上部分別為 4.28 kg/m。采用“一 ”字型或“V”字型起爆,孔內(nèi)導(dǎo)爆索入孔,孔外非電管連接,采用微差梯段爆破。1～7段非電管跳段使用,8～l3段連續(xù)使用,13～15段根據(jù)一次爆破量使用,重點部位爆破單響按 4～5孔控制。鉆爆參數(shù)比較見表 1。

表1 鉆爆參數(shù)統(tǒng)計表

相關(guān)參數(shù)的確定,根據(jù)本標(biāo)段開挖情況,邊坡開挖梯段高度 20m,相關(guān)參數(shù)取值標(biāo)準(zhǔn)如下:

(1)鉆孔超鉆深度:h=(8～12)D=72～108 cm,取h=75 cm,式中 D為鉆孔直徑;

(2)鉆孔深度:L=(H+h)/sinα,式中 α為鉆孔的傾斜角度。

(3)最小抵抗線按 W=KD計算;(式中:K為系數(shù),一般取 K=25～45,本方案選擇參數(shù):K=30,W=3.0。)

(4)孔距 a

a=mW(式中:m—密集系數(shù),通常深孔臺階松動控制爆破,取m=2～8。本方案選擇參數(shù):m=2～2.16,a=6.0～6.5m。)

(5)排距 b

本標(biāo)段取 b=W。

(6)堵塞長度 Ld

根據(jù)現(xiàn)場實際結(jié)合施工經(jīng)驗,堵塞長度 L2和最小抵抗線的關(guān)系經(jīng)驗公式按:

Ld=(1.0～1.2)W L2=3.0～3.6

(7)單位耗藥量 q

影響單位耗藥量的因素很多,主要有巖石的爆破性、炸藥種類、自由面條件、起爆方式和塊度要求等。合理的單位耗藥量 q值往往通過經(jīng)驗和現(xiàn)場實驗確定。單純地增加炸藥單耗,對爆破質(zhì)量不一定有很大改善,只能消耗在巖石的過破碎和增加爆破有害效應(yīng)。本標(biāo)段爆破單耗根據(jù)現(xiàn)場爆破實驗確定:q=0.31～0.32kg/m3,采用 2#巖石乳化炸藥。

根據(jù)爆破試驗的結(jié)果,寬孔距深孔梯段爆破能夠有效控制爆破飛石,爆后石渣塊度均勻,滿足挖裝要求,而且節(jié)約鉆孔進(jìn)尺,經(jīng)綜合比較分析采用 6.5m孔間距寬孔距爆破方式炸藥單耗低、鉆孔成本較低,并能滿足施工要求。

3 爆破效果

魯?shù)乩娬居野哆吰氯坎扇☆A(yù)裂控制爆破,從爆破結(jié)果表明,寬孔距深孔梯段爆破孔深較大,由于采取孔內(nèi)導(dǎo)爆索入孔,孔口非電管聯(lián)接并采用微差網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行控制爆破,提高傳爆可靠性,安全性好,瞎炮率大大降低,爆破質(zhì)量良好,爆后聲波檢測結(jié)果滿足設(shè)計規(guī)范要求。從施工成本及施工進(jìn)度方面,寬孔距深孔梯段爆破有效減少了單位面積鉆孔量,施工進(jìn)度極大提高。

4 結(jié)語

在進(jìn)行寬孔距深孔梯段爆破施工過程中要結(jié)合實際地質(zhì)及邊坡設(shè)計情況進(jìn)行合理的爆破設(shè)計規(guī)劃,本工程邊坡開挖過程中,寬孔距深孔梯段爆破得到了很好的運(yùn)用并取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]現(xiàn)代水利水電工程爆破 /張正宇 等著——北京:中國水利水電出版社,2003年 11月;

[2]工程爆破實用手冊/劉殿中等主編——北京:冶金工業(yè)出版社,2003年 6月;

[3]工程爆破常用數(shù)據(jù)手冊/楊文淵編——北京:人民交通出版社,2002年 3月。

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2010-10-20

錢運(yùn)東(1981-),男,陜西白河人,助理工程師,主要從事水利水電工程施工管理。