边坡预裂爆破的施工

边坡预裂爆破的施工（精选4篇）

边坡预裂爆破的施工 第1篇

关键词：高边坡,路堑,光面预裂爆破,施工技术

一、对光面预裂爆破施工技术的分析

(一) 定义

光面预裂爆破又可称之为密眼小炮孔爆破, 主要对爆破现场进行实际勘察, 结合各种数据参数的运算, 对弹药量进行合理控制, 按照科学的原则, 对爆破眼孔的位置进行合理定位, 最后结合包装药的使用, 以岩石抗拉度为前提, 实现爆破。在爆破工作结束后, 为了有效地对岩石的稳定进行控制, 则可采用保持岩石自身强度的方式, 同时在其岩石表面加护支护装置。由此可见, 利用人为控制的爆破方式, 属于光面欲裂爆破, 其按照爆破方式的不同, 分为缓冲爆破、周边爆破以及轮廓线钻孔爆破等。

(二) 特点

从整体上来看, 光面预裂爆破属于科学爆破手段, 其具有适应范围广以及优越性强的特点, 可通过光面预裂爆破手段, 实现坑道与边坡的成型修整工作, 同时还能依据边坡轮廓性的要求, 对围岩进行稳定性加固处理, 避免各种爆破裂缝的产生。针对此, 下文主要对光面预裂爆破施工技术的特点进行详细阐述。

第一, 爆破坑道光滑平整。坑道成形需要具备光滑和规整等特点, 尽最大可能接近设计轮廓的需求, 并保证受力性能相对较高, 在应力方面呈现均匀分布的状态, 为围岩稳定性奠定基础, 进而加强整体的防护能力。

第二, 坑道岩石层震动范围相对较小, 不仅能明显降低裂缝的出现, 而且还可以有效降低应力过于集中发生塌方危害等;对落石与危险断面进行有效控制, 从而减少人员的伤亡, 避免发生任何安全事故;优化作业环境, 营造安全施工范围, 同时降低高边坡路堑光面预裂爆破后排险时间, , 从根本上改善施工速度, 尤其是石质不稳定的阶段, 其效果更加明显。

第三, 由于光面预裂爆破成形规整, 针对坑道溶蚀只需要设置5cm-15cm支护即可, 进而传统爆破方式相比而言, 前者的使用范围较广, 可以对空间进行合理、科学、有效的应用, 进而提升空间整体的利用率。

第四, 降低材料, 将工程造价控制在合理范围内。光面预裂爆破和传统爆破方式对比发现, 从药量计算方面, 能降低15%左右的炸药;光面预裂爆破后, 不会留有太多残孔, 并且在眼孔使用率方面, 要提高10%左右;因为光面预裂爆破后, 坑道成形相对规整, 因此, 能明显降低出碴量, 约在15%左右, 从而降低修理工作任务量, 并在运碴和扒碴方面, 不仅降低时间的花费, 而且还能明显节省劳力, 例如:在对铁道进行光面预裂爆破后, 可以多挖1千米左右的断面隧道;坑道选择光面预裂爆破, 可以降低材料的消耗, 其中块石降低10%左右, 混凝土减少8%左右, 而将光面预裂爆破和喷锚支护进行结合使用, 每平米能减少35%左右的资金。

第五, 光面预裂爆破施工技术同时还具备抗震性好的特点。结合相关煤矿的开采工作发现, 煤矿在进行光面预裂爆破后, 完好率已经达到95%左右。

(三) 工作原理

对于光面预裂爆破施工技术适用于次坚石、坚石等岩石层, 同时对岩石层的精度、坡度也有着更为严格的要求。在高边坡路堑开挖爆破工作中, 应事先对高边坡相关资料信息进行综合调查并综合, 同时通过开挖实验的开展, 为全面开展爆破工作提供数据参数支持, 结合岩石层类型、节理发育情况对其光面预裂爆破施工技术的实施标准进行准确定位。

(四) 施工流程

对高边坡路堑爆破床底进行清理、对现场参数进行测量、炮孔确定与钻孔、安装爆破药、实际爆破以及出渣。其中在爆破工作中涵盖的施工技术有:预留爆破层、爆破方案设计与实验、钻孔、炸药安装以及炸药引爆等。

二、对高边坡路堑光面预裂爆破施工技术的分析

(一) 工程实例

某市开展铁路建设项目, 其中双线路堑边坡长度在625米左右;路堑上部开挖范围在35米至47米之间、底部宽度为21米;实施爆破点的距离在69米至94米之间。在本项目工程中, 确定路堑爆破石方在22万方左右, 因爆破石方数量的众多, 需采用光面预裂爆破施工技术。

(二) 光面预裂爆破方案设计

在针对该项铁路项目路堑光面预裂爆破工作中, 其方案设计主要包括以下几点内容:实际工程概况 (开展项目工程的目的、现场地质情况、环境条件、温度) 、实际光面预裂爆破方案 (爆破参数、钻孔编号位置以及平面图、爆破施工技术、炮孔装药方式和结构、、爆破设备、起爆方法等) 、安全控制措施、爆破施工注意事项等。

(三) 具体施工操作流程

首先, 设孔钻眼。按照从大到小的原则, 利用抵抗线与爆破眼之间测正比例关系, 可在高边坡路堑中设置单排眼或多排眼方式。其中各个爆破眼之间的距离为a=D/n (其中D代表爆破眼直径、n属于岩石层坚硬值, 在6-10之间) ;各排之间的距离为b (28) (0.8 (10) 0.9) DKs (其中Ks的取值范围在25-45之间。)

其次, 装药。依据最小抵抗线的相关数据, 对装药指数进行确定, 其具体数据如表1所示。

表1装药指数表

最后, 起爆流程。对于需要永久性保存的高边坡, 应采用光面预裂爆破的方式, 即利用能量释放与控制的方式, 对爆破方向和范围进行有效控制, 以此实现对高边坡稳定性加以维持。具体爆破流程为:先主区爆破、再边区爆破, 具体爆破管安装网络构线图如图1所示。

结束语:

总结上文, 在高边坡路堑爆破工作中, 需对爆破施工技术进行优化, 以及对爆破方案的完善, 从而才能实现爆破过程中安全性、稳定性以及质量性的严格控制。

参考文献

[1]刘克峰.预裂爆破技术在路堑施工中的应用[J].石家庄铁路职业技术学院学报.2015 (03)

[2]任亮平, 米糠德.光面预裂爆破对边坡保留岩体损伤规律研究[J].中国科技信息.2012 (12)

边坡预裂爆破的施工 第2篇

1.1 工程基本情况

某电站工程扩建工程土石方开挖量为180多万m3, 边坡预裂约1万m2, 施工工期要求一年内完成, 向建设方交付场地。原中国核工业总公司七一一矿承担了开挖区内土石方爆破和边坡预裂爆破两项任务, 先后投入大型钻孔车3台, 提前一个月完成全部施工任务, 一次性通过验收, 并被评定为优良工程, 获得建设方的认可。

1.2 边坡爆破技术要求

1) 爆破地震加速度在核电一期核岛处允许值为a≤0.03 g (g=9.8 m/s2) , 确保一期安全。

2) 厂区最终平面 (+13.5 m) 高低不平度为±100 mm。

3) 爆碴粒径不超过500 mm。

4) 边坡预裂半孔率为硬岩85%, 软岩50%。

5) 预裂边坡不平整度为±200 m。

6) 最终边坡无爆破产生的裂隙。

7) 梯段及最终边坡角和各平台参数略。

2 地质及水文地质条件

2.1 地质条件

1) 开挖区表土覆盖极薄, 由褐色黏性土夹碎石组成, 厚度0.1~1.0 m。岩性主要由上侏罗纪中酸性火山碎屑岩系 (J3b) 组成。岩石按埋深分布:22 m标高以上主要岩石为英安质熔结凝灰岩、含砾晶玻屑熔结凝灰岩、晶屑凝灰熔岩 (λ (v) t) 。22 m标高以下为火山角砾岩、火山集块岩及辉绿岩脉。

2) 岩石的物理力学特性见表1。

3) 地质构造。开挖区岩石具流动层理构造、块状构造、气孔状构造, 岩石致密坚硬, 总体向南西缓倾。32 m标高到13.5 m标高南部有一条连续的破碎带, 破碎带最厚处达6 m, 长200余m, 平均倾角20°, 倾向南西, 破碎带内张性、闭合交替, 张性裂隙处导水, 闭合区充填泥质, 呈棕褐色。边坡的其他部位有局部裂隙, 大多呈张性, 并有导水作用, 坡面见到的出水痕迹均有裂隙。

2.2 水文地质条件

无地下水, 裂隙渗水水源来自然降水。水文地质条件简单。

3 影响预裂爆破效果的几个主要因素

3.1 地形条件影响

开挖边坡与厂生产区紧密相连, 施工场地陡峭而且狭窄, 钻孔设备行走困难, 打孔在斜面上进行, 钻孔开口定位困难, 钻孔质量保证难度大, 几乎每个梯段都有一部分弧状地形, 钻孔深浅不一, 装药要每孔计算药量。

3.2 地质条件影响

对预裂爆破影响较大的地质因素是岩石的构造和裂隙, 在柱状裂隙发育地段的集块岩中实施预裂爆破, 由于柱状裂隙具有导向作用, 预裂缝不一定沿预裂面轴线成直线分开, 常常沿自然裂隙拉开, 但最终还是回到孔与孔之间, 只是出现凸块、凹窝, 给壁面造成不美观感。在含水破碎带内进行预裂爆破, 在钻进过程中, 孔内充满水和岩碴, 由于岩碴破碎、孔壁掉块, 吹碴漏气明显, 岩碴排不出, 成孔率很低, 对保证预裂爆破效果十分不利。

3.3 水文地质影响

在有导水构造区钻孔爆破, 一是孔底积水积碴难免;二是装药时装入的药包出现向上浮现象;三是若装药时间过长后爆破, 有可能出现因材料受潮产生拒爆的现象。

4 爆破参数确定的理论依据

4.1 按已有的经验公式确定线装药量

4.1.1 按长江科学院提出的计算式

式中[σ压]—Rc与Rcv的平均值, 取110 MPa;

[a]—眼距, 取1.0 m。

4.1.2 按葛洲坝工程局提出的计算式

式中[σ压]—Rc与Rcv的平均值, 取110 MPa;

[d]—炮眼直径, 取0.105 m。

4.1.3 按武汉水利电力学院提出的计算式

式中符号意义同前。

4.2 理论公式计算线装药量

1) 苏联A.A、费先柯和B.C艾里斯托夫公式

将以上经验公式和理论公式计算出的结果进行比较, 发现:用理论公式计算出的线装药密度远低于经验公式的计算出的线装药密度。在爆破实施中, 以经验公式得出的线装药密度为基础, 考虑岩性特性, 最终确定线装药密度。

5 爆破实施的各项参数

爆破参数根据经验公式、理论公式及类比方法计算后, 考虑已有的工程实践经验, 选用经验公式计算值为实施的基础参数。在实施时, 根据岩性特性确定参数指标及装药结构。相应参数见表2。

6 实施效果及问题

1) 开挖区+52~61 m, 共54孔, 按设计范围一次起爆。爆后地表裂口宽度0.2~0.8 m, 边坡外岩层位移, 裂口可见深度0.5~1.0 m。边坡保留迹线未破坏, 根部分离不理想, 用浅眼爆破进行二次爆破。炮孔半孔率96%。

2) 开挖区+42~52 m梯段预裂爆破, 孔数79个, 一次起爆完。底部药量增加, 半孔率达95%。

3) 开挖区+32~42 m梯段预裂孔115个, 分5段一次起爆, 爆后裂宽0.2~1.4 m, 可见最大深度9 m, 半孔率95%。

4) 开挖区+22~32 m、+13.5~22 m两梯段岩体较其上部台阶破碎, 炮孔充水多, 按表2参数装药起爆后观察, 装岩时分离性好, 可沿预裂面装碴到台阶设计位置, 但半孔率比上部梯段要低。

5) 施工完边坡及预裂孔痕符合预期控制, 达到了工程要求。

7 结论

1) 裂隙发育区域炮孔直径宜取90~110 mm。

2) 钻孔倾角宜大于设计梯段边坡角0.5°。

3) 同段起爆孔数不宜大于12个, 对减震有利。

4) 起爆时采用毫秒延时雷管, 当差值在150 ms左右时, 对预裂成缝没有影响。

5) 眼距大于1.2 m时, 孔痕率不明显, 小于0.6m孔痕十分明显。

6) 超深在0.5 m左右, 对台阶平台不存在明显破坏。

7) 辅助孔与预裂平行排列, 而且超深, 并距离预裂孔中心1~1.2 m, 辅助孔可装正常药包。实践证明, 对岩体分离有帮助且不会破坏预裂面。

8) 台阶局部拉底爆破时, 对平台平面以下岩区有破坏作用, 因而, 平台外缘角很难保证。

9) 预裂爆破后, 减震效果明显, 实测可降低到40%~50%。

摘要：某电站工程扩建厂区土石方开挖山体与原有发电的厂区相连, 开挖时要求在分界处分梯段进行中深孔预裂爆破, 形成最终边坡。该处地形狭窄陡峭, 边坡最高处为+61.0m, 最低为+13.5m平面, 大型钻孔设备作业难度大, 且地质条件复杂, 工期紧。原中国核工业总公司七一一矿承担该项任务后, 根据现场工程地质条件及设备、原材料、器材情况, 施工时将理论和实践相结合, 不断优化爆破参数, 改进施工方法。施工完成的预裂面指标全都符合建设方工程标准要求, 边坡整齐美观。该项工程取得圆满的成功, 积累了一定的经验。

关键词：爆破,边坡,预裂

参考文献

[1]中国力学学会工程爆破专业委员会.爆破工程:上、下集[M].北京:冶金工业出版社, 2012.

[2]何广沂.岩石爆破新技术[M].北京:中国铁道出版社, 1986.

[3]中国力学学会土岩爆破文集编委会.土岩爆破文集 (2辑) [M].北京:冶金工业出版社, 1980.

露天矿靠帮边坡预裂爆破技术研究 第3篇

大部分露天金属矿山在边坡处理中均采用预裂爆破技术[1]。预裂爆破技术能够有效控制围岩的超挖和破裂,且能维护边坡稳定,降低爆破成本。因此,有必要在矿山生产中对预裂爆破参数进行优化,以加快矿山生产建设速度,从而获得良好的经济和社会效益[2,3,4,5,6]。

鞍千北采二期扩建五采区岩体为混合石英岩,坚固系数f=8～12,容重为2.5～2.72t/m3,岩体有不规则节理裂隙切割,完整性中等。为了保证采场北帮固定边坡的稳固性,拟对临近靠帮的192m北部固定边坡采用预裂爆破试验研究,进而改进靠帮爆破技术,保证固定边坡按设计达标。通过选取合理的爆破参数和调整装药结构,半壁孔率达到50%,坡面凸凹度小于0.3m且较平整,取得预期的效果,为后续改进靠帮预裂爆破提供指导依据。

2 靠帮边坡的预裂爆破设计

2.1 预裂爆破参数及装药结构

(1)孔径。采场目前只有金科JK580履带式液压潜孔钻机,钻孔孔径D=140mm。金科JK580潜孔钻由于体积相比牙轮钻较小,可以在靠近边坡时穿凿预裂孔和缓冲孔。

(2)孔深。按照露天开采设计,边坡坡角为80°,超深h=1.0m,穿孔深度L=(H+h)/sin80°。

(3)孔间距。孔间距一般取孔径的8～12倍,即a=(8～12)D=1.12～1.68m,根据现场地质条件和岩性分布,硬岩取a=1.7m,软岩取a=1.2m,结合现场施工情况,孔间距a=2.2m[7]。

(4)线装药密度。按照经验公式计算:

式中:ρ0——炸药密度,取1.15g/cm3;

m——不耦合系数,预裂爆破采用直径为40mm、长500mm、重量为1kg的条状乳化炸药作为爆破用药,所以m=3.5;

D——炮孔直径,取140 mm。

计算得q1=1.44kg/m,实取2kg/m,单孔装药量2kg/m×9m=18kg。预裂孔共20个,15个预裂孔装药结构设计为连续不耦合装药,药卷全程绑缚在直径为75mm的PVC套管内,剩余的5个预裂孔采用底部装填20kg的药卷。上部用编织袋做间隔,间隔长度为2m,孔口充填3m的岩粉。预裂孔的装药结构如图1所示。

2.2 缓冲孔与主爆孔孔网参数及装药结构

(1)主爆孔爆破参数。采场的生产爆破孔网参数一般为5m×4.3m,超深h取1.5m,孔深14.1～14.6m。孔内有水时,装填乳化铵油炸药,延米装药量为17.5kg/m,堵塞长度5m,装药长度为9.1～9.6m,计算单孔装药量Q=159.3～168kg;孔内无水时,装填铵油炸药,延米装药量13.1 kg/m,堵塞长度4m,装药长度为10.1～10.6m,计算单孔装药量Q=132.3～138.9kg。

(2)缓冲孔爆破参数。为使主爆孔的能量得以缓冲且使预裂孔和主爆孔之间的岩石得到充分的破碎,在预裂孔和主爆孔之间加1排缓冲孔[4]。

缓冲孔孔间距为4.0m,缓冲孔与预裂孔排距为3.0m,缓冲孔与主爆孔排距为4.0m。缓冲孔超深h取1.5m,孔深14.0～14.7m,孔内无水,装填铵油炸药,延米装药量13.1 kg/m,堵塞长度4m,装药长度为10.0～10.7m,计算单孔装药量Q=131～140.2kg。

缓冲孔和主爆孔钻孔倾角均为90°,孔内含1个起爆药包,起爆药包雷管为澳瑞凯400ms高精度导爆管雷管。主爆孔和缓冲孔装药结构如图2所示。

2.3 起爆方式

选用澳瑞凯延期导爆雷管组成微差起爆网路进行单孔单响微差爆破[9]。具体做法如下:炮孔内装入由澳瑞凯16段400ms延期导爆雷管制作的起爆体,每个起爆体雷管与澳瑞凯17ms及42ms地表延时导爆管相连,组成了并一串多段单孔单响微差起爆网路。预裂孔用导爆索连接,预裂孔超前缓冲孔150～200ms起爆。

为保证起爆的同步性和预裂效果,预裂孔内采用导爆索起爆条状乳化炸药,地表采用导爆索和澳瑞凯孔内导爆管捆绑引爆,确保传爆安全可靠;主爆孔和缓冲孔均采用澳瑞凯孔内导爆管雷管和地表导爆管雷管实施逐孔起爆。本次预裂爆破网路联接如图3所示。

3 爆破效果

爆破后的边坡眉线较直,边坡面较为平整,见图4。

与未采用预裂爆破边坡坡面相比较,坡面可见的半壁孔有10个,其中5个半壁孔清晰可见,连续径向不耦合装药部分炮孔间坡面平整度很好,孔底集中装药部分炮孔间坡面平整度不理想,见图5和见图6。

由于该次预裂爆破区域岩石节理发育、完整性差,在此预裂孔区中间有结构面形成的破碎带,未形成连续、完整的单个半壁孔,爆区后方岩土表面出现拉裂破坏现象。

4 结语

鞍千矿露天采场的靠帮预裂爆破现还在试验阶段,有些参数(孔距、装药量等)选取需要适当的调整,装药工艺也要进行改进以利于现场施工,今后随着靠帮台阶的增多,靠帮预裂爆破不仅要考虑最终边坡稳定,还要考虑节约施工成本,减少日后的维护费用等因素,因此现阶段的预裂爆破仍需要不断改进,以便为今后固定边坡的预裂爆破提供指导依据。

注:预裂孔从右起第二个炮孔为废孔未装药,第八个孔孔底装20kg铵油炸药,第十八至第二十一炮孔孔底装20kg铵油炸药。

摘要：鞍千铁矿因前期靠帮爆破时没有采用预裂爆破,形成的边坡大都不平整和稳定,给日常生产留下了安全隐患。为了保证采场固定边坡的稳固性,在现场进行预裂爆破试验,从爆破参数、装药结构、起爆方式、起爆网路等方面加以考虑,对靠帮边坡进行处理并取得了良好的效果,为以后靠帮预裂爆破提供指导。

关键词：露天矿,预裂爆破,爆破参数,靠帮边坡

参考文献

[1]闫大洋.露天矿台阶预裂爆破参数优化的研究与应用[D].淮南:安徽理工大学,2014.

[2]于淑宝.预裂爆破参数研究与工程实践[D].唐山:河北理工大学,2007.

[3]王志忠.大孤山露天铁矿高陡边坡稳定性分析[D].阜新:辽宁工程技术大学,2011.

[4]王宝江,魏景坡,张兆南.预裂爆破技术在露天矿边坡处理上的应用[J].科技咨询导报,2002,(23):119.

[5]沈立晋.预裂爆破技术在露天边坡中的应用[J].有色金属(矿山部分),2004,56(3).28-29.

[6]李超亮,马旭峰,孙春山.45R牙轮钻机钻孔一次性靠帮爆破技术研究[J].中国矿业,2000,49(9):149-152.

[7]陈代良,朱传云,李勇泉,等.溪洛渡水电站高陡边坡开挖预裂爆破设计[J].湖北水利发电,:2006,(1):35-37.

[8]陈立强,杨风华.边坡控制爆破技术的应用[J].中国矿山工程,2011,40(3):5-9.

边坡预裂爆破的施工 第4篇

关键词：高陡边坡,预裂爆破,爆破设计

1.工程概况

金沙江水电站位于内蒙古自治区赤峰市境内, 拦河大坝为混凝土双曲拱坝, 最大坝高278.0m, 总装机容量为1300万kw。坝址区位于玄武岩峡谷中段, 金沙江河道顺直, 岸坡陡峻, 呈对称的“U”型, 两岸山体雄厚, 地形完整, 无沟谷切割。坝区玄武岩厚约480m, 致密坚硬、较均一。两岸强卸荷深度一般小于10m, 弱卸荷水平深度一般20~40m, 弱风化上段水平深度25~40m, 弱风化下段水平深度35~50m。坝区除沿个别错动带分布有厚度不大的强风化夹层外, 基本无强风化岩体分布。右岸坝肩最大开挖高程为720.0m (与缆机平台相接) , 开挖最大高度 (至400m) 约319m。

2.影响预裂爆破效果的主要因素

影响预裂爆破的因素很多, 如地质条件、爆破参数以及施工质量等。这些因素相互影响, 在不同条件下对预裂效果产生不同的影响。

(1) 地质条件的影响:在地质条件中, 岩体结构和岩石的非均匀性对预裂爆破影响较大。在预裂爆破中, 节理、裂隙的存在会严重影响预裂缝按设计的方向延伸, 甚至在非理想方向形成裂缝, 造成预裂面的超挖和欠挖。岩石的非均匀性也影响裂缝的形成。从水库预裂爆破实验表明, 顺岩层走向的预裂爆破容易形成裂缝, 而垂直岩层走向的预裂爆破则较难成缝。单孔爆破实验结果表明, 顺岩层走向的爆破裂缝长度是垂直岩层走向的2~3倍。

(2) 爆破参数的影响:在预裂爆破中, 重要的参数有孔径、孔距、炸药品种、装药量和装药结构。孔距一般取孔径的8~12倍, 并随着岩石抗压强度和孔径的增加而减小, 间距系数 (孔间距与孔径比值) 对不同的岩石来讲有一个范围, 超过此范围, 预裂质量将变坏。预裂爆破时, 希望是爆炸冲击波作用于孔壁的径向压力低于岩石的极限抗压强度, 而切向拉伸应力大于岩石的抗拉强度。为了减轻作用于岩壁上的压力, 一是采用低猛度低爆速炸药, 另一种是采用不耦合装药。金沙江高边坡预裂爆破中采用乳化炸药。炸药和装药结构决定了孔内爆压的大小和分布, 从而决定了预裂缝能否贯通以及预裂面的平整度好坏。

(3) 施工质量的影响:预裂爆破的成功与否, 不仅取决于合适的地质结构和爆破参数, 而且施工的钻孔精度也极为重要。在预裂爆破中, 如果在平行于边坡面方向有误差会使炮孔负担面积不均匀, 如果在垂直于边坡方向有误差则不利于预裂缝的形成, 这些不仅会影响边坡预裂面的成形, 还会造成严重的超挖和欠挖现象, 直接影响到支护衬砌成本。

3.预裂爆破参数设计

(1) 钻孔直径:目前孔径主要是根据台阶高度和钻孔机械性能来决定, 金沙江水电站坝肩开挖台阶高度为10~15m, 边坡预裂孔采用CM351或YQ-100B潜孔钻造孔, 故采用的是φ105mm炮孔直径。

(2) 钻孔间距:炮孔间距a是预裂爆破的重要参数, 是爆破成败及边坡质量好坏的关键。预裂孔孔距与孔径d一般成正比, 瑞典兰格井尔斯提出:孔距a= (8~12) .d。根据国内一些工程的经验, 孔距的确定一般需考虑如下因素:

①对重要的工程部位, 要求开挖体型准确时, 孔间距系数应取小值, 反之可取较大值。

②岩石软弱时应取小值, 岩石坚硬时可取较大值。结合边坡岩体质量的差异进行了调整, 确定在金沙江水电站坝肩高边坡开挖中a=1.0m。

(3) 不耦合系数:由于现场药卷直径采用φ32mm, 而炮孔直径为φ105mm, 考虑Kd=2~4, 故本工程不耦合系数Kd=3.3。

(4) 线装药密度:线装药密度确定的原则是既要形成一定宽度的预裂面, 又要使预裂面以内的保留岩体不致遭到破坏。基于上述原则, 并根据国内外的经验公式及本工程岩石的抗压强度, 计算线装药密度, 以公式:Qx=2.75r0.38[σ压]0.53计算线装药密度比较符合工程实际。

式中Qx——线装药密度 (g/m)

[σ压]——岩石抗压强度 (kgf/cm2)

r——钻孔半径 (mm)

代入得:Qx确定约在430~500g/m之间。

(5) 缓冲孔爆破参数:缓冲孔的主要目的是减小主爆孔的后冲和地震效应。本工程缓冲爆破钻孔采用CM351钻机或液压钻 (D7) 钻孔, 初期选定孔径φ105mm, 孔距1.5~2.0m, W1=1.2~1.5m。药卷直径为φ50mm, 与前排主爆孔排距2.5m, 堵塞长度2.0~3.0m。

(6) 主爆孔的爆破参数:梯段爆破孔孔距a=3.0~4.5m, 爆破排距b=2.5~3.0m。爆破孔孔径d=105mm, 主爆孔用φ90mm药卷连续装药, 堵塞长度2.0~2.5m。新鲜岩体爆破单位耗药量0.50~0.57kg/m3;风化岩体单耗药量0.40~0.45kg/m3, 相应孔排距取大值。主爆孔用CM351高风压钻造孔, 主爆孔视实际地形情况在周边布置加密孔, 保证底盘抵抗线不大于3.0m。

(7) 装药结构:装药结构含三个方面:孔口堵塞长度和堵塞方法, 线装药密度的实现, 孔底加强装药。孔口用黄泥封堵药包, 堵塞长度为0.9~1.2m, 在堵塞过程中, 力求做到不过紧, 使药卷保持在孔中央的位置, 不能造成药卷被压向孔底或在炮孔内弯曲。炮孔采用空气间隔装药, 竹片绑扎, 导爆索起爆。孔底1~2m为加强装药, 药量为2~3倍线装药密度。靠孔口堵塞段的1m减弱装药, 药量为1/2~1/3倍线装药密度。

(8) 起爆方案:深孔梯段爆破网络采用孔间微差顺序爆破, 电雷管起爆。用主导爆索联结每个预裂孔, 主导爆索与非电起爆网络相连, 主爆孔用非电雷管起爆。见图3。

4.爆破分块及单响控制

当开挖岩体较厚, 一次爆破排数太多, 为降低爆破震动对后边坡的影响, 需对爆块进行前后分块, 分块依据以每次爆破排数不超过8排为准 (含预裂孔及缓冲孔) , 一般为6排。先爆块最后一排孔即与后爆块相连的一排孔减弱装药, 减弱装药孔间距为前排主爆孔的80%。采用φ50mm药卷连续装药, 堵塞长度2~3m。

由于预裂爆破是在夹制作用下很大情况下的爆破, 其震动作用大是显而易见的。据多个水利水电工程, 尤其是三峡工程测得资料, 在相同的可比条件下, 某一装药量的预裂爆破震动的强度相当于3~4倍台阶爆破装药量引起的震动强度。因此, 在有重要设施需要保护时, 应当限制预裂爆破的一响起爆量。故爆破网络设计保证梯段爆破单响装药量不大于500kg, 临近设计边坡单响不大于300kg, 缓冲孔单响药量不大于100kg, 永久边坡预裂爆破单响不大于50kg。

5.结语

在金沙江水电站右坝肩高陡边坡的开挖中, 考虑到边坡高而陡的特点, 对爆破震动要求严格, 同时还要考虑开挖强度及某些部位锚喷支护的限制, 因此需通过爆破试验不断进行优化调整、改进相应的爆破参数和爆破方案, 以期取得良好的爆破效果。

参考文献

[1]蒋成荣等, 边坡预裂爆破质量影响因素分析, 云南冶金, 2002

[2]冯叔瑜, 土岩爆破文集, 冶金工业出版社, 1980