(7) 装药长度L1的计算
装药长度L1按式L1=Q/q进行计算,其中q1为每米药包重量,当药包直径d=60mm时,q1=2.82kg/m,则L1=Q/q=13.5/2.827=4.8m
(8) 炮孔堵塞长度L2的确定
爆破孔采用连续装药的结构进行装药,孔口用黄土堵塞,堵塞时要捣实,以确定堵塞强度,堵塞长度L2=L-L1=6.5-4.8=1.7m。
各梯段孔径的爆破参数见表1:
表1爆破孔参数表
梯段高度H/m | 6.0 | 6.0 | 9.0 | 9.0 |
孔径D/mm | 85 | 115 | 85 | 115 |
超深h/m | 0.5 | 0 | 0.5 | 0 |
孔深L/m | 6.5 | 6 | 9.5 | 9 |
最小抵抗线W/m | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
炮孔间距a/m | 2.5 | 3.5 | 2.5 | 3.5 |
炮孔排距b/m | 2.0 | 3.0 | 2.0 | 3.0 |
单位耗药量q/(kg/m3) | 0.45 | 0.45 | 0.45 | 0.45 |
单孔装药量Q/kg | 13.5 | 28.35 | 20.25 | 42.5 |
药包直径d/mm | 60 | 90 | 60 | 90 |
每米药包重量q1/(g/m) | 2.827 | 6.362 | 2.827 | 6.362 |
2.2.4 预裂爆破参数
(1) 预裂爆破孔间距的确定
根据公式,预裂孔间距a=(7~12)D,其中7~12为经验系数,D为预裂爆破孔孔径,当孔径很小时经验系数取大值,当孔径大时,经验系数取小值。
例:当钻孔直径为D=85mm,则预裂孔间距a=(7~12)D=(7~12)×85=595~1020mm,取a=80cm。
(2) 不偶合系数Dd确定
根据公式Dd=D/d,其中d为药卷直径,预裂孔爆破时采用32乳化药卷,则当钻孔直径取D=85mm时,Dd=D/d=85/32=2.7
(3) 线装直径取D=85mm(不偶合系数Dd=2.7为例)
①根据岩石强度和孔距计算,QX=0.36δ0.63a0.67,其中δ为岩石极限抗压强度kgf/cm2。由于厂区的岩石以灰岩为主,查相关书籍δ为400~600Kgf/cm2,则QX=0.36×(400~600)80 0.67=296~381.6g/m。
②根据开挖施工规范SDJ211-83介绍的公式计算
QX=0.188aδ0.5=0.188×80×(400~600)0.5=300.8~368.4g/m。
③根据岩石强度和钻孔半径计算
QX=2.75r0.38δ0.53=2.75×(85/2)0.38×(400~600)0.53=273.7~339.3g/m。
综合上述计算结果,QX=273.7~381.6g/m,通过现场爆破试验,选择线装密度QX=330g/m为宜。
④为了克服预裂孔底部岩石的夹制力,确保预裂缝到底,孔底装药量需适当加大,其增加值为线装药密度的3倍,以上述选择结果,预裂爆破孔底部药包装药密度3QX=990g/m。
各开挖层预裂爆破参数见表2:
表2 预裂孔爆破参数表
项 目 | EL.993.9m高程以上 | EL.973.9m高程以上 | EL.959.65m高程以上 |
钻孔直径D/mm | 100 | 85/100 | 85 |
钻孔间距a/m | 90 | 80/90 | 80 |
钻孔角度θ | 60° | 90° | 90° |
钻孔深度L/m | 4~11.3 | 20~8 | 14.25 |
不偶合系数Dd | 3.1 | 2.7/3.1 | 2.7 |
药包直径d/mm | 32 | 32 | 32 |
线装药密度QX/(g/m) | 360 | 330/360 | 330 |
底部加强药包/g | 1100 | 1000/1100 | 1000 |
(4) 预裂爆破施工情况
××厂房边坡993.9m高程以上所有台阶,993.9m~973.9m高程台阶、973.9m~953.65m高程台阶的钻爆施工,主要采用深孔预裂爆破,在钻孔直径的选择上,主要考虑施减轻爆破振动对基岩的破坏。最大钻孔直径为120mm,并选择底部水平保护层厚度为150cm,以防预裂缝的超深对应保留岩体的破坏。
预裂采用间隔装药的结构形式,用导爆索起爆,装药时将F32标准药卷与导爆索一起间隔绑在一根竹杆上,形成所需长度的药串,同时使药卷在孔内能合理分布,即孔口1m取1/2Δ线,孔底1m取2Δ线,中段1m取Δ线,如图所示:预裂孔口留0.8~1.5m装药,用黄泥或稻草堵塞,若孔内无水时,孔口用稻草堵塞,不用捣实,让孔内的能量适当的释放一部分,以控制孔口药包爆炸时不致产生爆破漏斗,若孔内有水时,先用风管将孔内的水吹出再装药,孔口用黄泥堵塞密实,防止预裂孔内出现水藕合现象。
预裂爆破成缝的机理要求其预裂面各孔齐响为佳,但预裂爆破前药卷与保留岩体接触,中间无隔离,与一般深孔梯段爆破相比,预裂爆破的振害要相同齐爆的梯段爆破大2~3倍。因此控制预裂爆破的起爆药量也是十分重要的。为了保证爆破后保留岩体振速小于10cm/s的水平,确定某水电站厂房边坡预裂爆破的最大单响药量小于50kg。
预裂爆破较小的孔距有利于开挖质量的提高。但往往不经济,孔距较大时,可能造成预裂面不能形成贯穿裂缝。若装药密度偏小,可能造成裂缝,缝装药密度偏大时,可能造成裂缝宽度不够或有能较好地形成贯穿裂缝,缝装药密度偏大时,可能导致保留岩石边坡或建基面的破坏,增大超挖,同时亦相应增加了爆破振动的影响。为了保护预裂面的完整性,需设缓冲层。缓冲孔孔距为3m,距预裂面的距离为1.2m,与预裂孔平行。缓冲孔底部与主爆孔的水平距离为2m,缓冲孔采用连续装药形式,装药直径为60mm,最大单响药秘控制在100kg以内。见图1
图1 预裂爆破孔装药示意图
2.2.5 浅孔爆破施工
适用于台阶高度小于4m,在某水电站厂房基础开挖施工中EL.959.65m高程以下,基坑石方开挖采用浅孔爆炮技术,浅孔爆破均采用手风钻钻孔,梯段微差爆破,开挖浅处,采用光面或预裂爆破技术。
在厂房基坑EL.959.65m高程以下基坑石方开挖施工中,沿厂房纵轴线方向形成台阶施工,钻爆、出碴同时进行,在下一层钻爆施工时,采用沿厂房纵轴线方向斜井掏槽的方式,进行钻爆施工,形成台阶,确定合理的爆破施工技术参数,见表3、表4:
表3浅孔爆破参数表
分层厚度H/m | H | 3.0 | 2.5 | 2.0 | 1.5 |
钻孔直径D/m | D=1.06d | 45 | 45 | 45 | 45 |
钻孔深度L/m | L | 3.0 | 2.5 | 2.0 | 1.5 |
最小抵抗线W/m | W | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
炮孔间距a/m | a=1.5w | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
炮孔排距B/m | b=0.67a | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
单位耗药量Q/(kg/m3) | Q(kg/m3) | 0.4 | 0.4 | 0.4 | 0.4 |
表4 炮孔光面爆破参数表
分层厚度H/m | H | 3.0 | 2.5 | 2.0 | 1.5 |
钻孔直径D/mm | D=1.06d | 45 | 45 | 45 | 45 |
钻孔间距a/cm | a=(9~11)d | 40~50 | 40~50 | 40~50 | 40~50 |
钻孔深度L/m | L | 3.0 | 2.0 | 2.0 | 1.5 |
不耦合系数 | D/D药 | 2.25 | 2.25 | 2.25 | 2.25 |
药包直径D药/mm | D药=20mm | 20 | 20 | 20 | 20 |
线装药密度 | 全孔g/m | 150 | 150 | 150 | 150 |
2.2.6 孤石处理及预留岩坎开挖
在施工过程中原有的河床孤石(大于)和爆破产生的大块石,采用随时爆破或解爆的方法进行处理,以便机械拉运,预留岩坎将采用外爆法施工,因相邻建筑物正在施工,应在爆除前进行详细的爆破设计,讨论并通过爆破施工方案,在爆破过程中,严格控制爆破的破坏范围,抛物的抛掷方向,采用拆除爆破的技术要求施工。
3 总结
某水电站厂房开挖采用子上述施工措施,加快了施工进度,并保证了保证质量,但在具体实施时,由于地质等方面的因素,通过实践总结断层,溶洞、褶皱,软弱夹层以及裂隙破碎等不良地质因素对爆破效果的影响,还应注意以下问题:
(1) 对于溶洞,可能会改变设计的爆破方向,遇到软弱夹层处时,炸药气体在夹层内形成强烈的冲击波并携带部分石块冲出夹层,不利于安全防护。
(2) 对于溶蚀沟缝或裂隙和软弱夹层比较发育的部位,常造成爆破漏气和吸收爆破能量而降低爆破威力。
(3) 当岩体多组节理裂相互切割不利于边坡稳定时,边坡很容易产生飞石和坡面塌滑。处于岩溶的部位也有不同稳定的危害。
(4) 如何提高钻孔成孔率,对爆破效果好坏至关重要,尤其是对岩体裂缝发育的部位。
(5) 在预裂爆破中,应对钻孔的精度进行检测,预裂孔的开口误差应控制在50mm以内,炮孔倾角误差控制在1°以内,钻孔深度应落在同一高程,对造好的孔应进行保护。
(6) 对梯段前沿的堆碴应及时清理,创造良好的临空面,保证爆破效果。
(7) 对于爆破参数的选择,应根据当地的地质条件通过爆破试确定,而不能一味的搬用其它工地的爆破参数。
(8) 对于主体工程的建基面,应进行爆破振坡振速监测,使爆破后的岩体保留的振速下降不大于10%,已开挖完的建基面进行波测试,以便开挖后的建基面满足要求。