[乐昌峡拦河坝坝基开挖爆破设计]拦河坝和翻板坝
时间：2019-05-26 03:21:53 来源：柠檬阅读网 本文已影响 人 
摘要：根据乐昌峡水利枢纽岩石特性及其实际施工特点，通过现场生产性试验有针对性的提出相应的爆破施工参数及爆破方法，通过施工并得到验证。所得参数对粤北及湘南地区的爆破施工均具有一定的参考意义。
关键词：岩石、梯段微差爆破、光面爆破、预裂爆破
Abstract: according to the thickness of water conservancy hub rock properties and its gorge actual construction characteristics, and through the field productive experiment targeted corresponding blasting construction parameters and blasting method, through the construction and verified. The parameters on the north and southern regions of the blasting construction are to have the certain reference significance.
Keywords: rock, ladder period of differential blasting, smooth blasting, pre-splitting blasting
中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：
1、工程简介
乐昌峡水利枢纽工程位于广东省韶关市乐昌市境内北江支流武水乐昌峡河段内。拦河坝为碾压混凝土重力坝，河床中央布置5孔溢流坝，每孔净宽12m，堰顶高程134.8m，闸孔孔口尺寸为12mx10.7m。坝顶高程164.6m，最大坝高84.6m，坝顶长256.0m，其中溢流坝段长78.0m，左岸非溢流坝段长96.0m，右岸非溢流坝段长82.0m。▽164.6m以下至▽80.0m为坝基开挖，开挖量约26万方。
2、主要爆破工程量
表2-1 主要爆破工程量
3、爆破设计
3.1 坝基地形、地质条件
坝基建基面的最上游端是0-3.000，最下游端是0+57.000米，大坝基础最大宽度60米。坝区内地层主要为寒武系八村群下亚群岩组和第四系坡残积、冲积层，岩体为中厚层～厚层石英砂岩、变质粉细粒石英砂岩夹薄层状绢云母板岩。
3.2施工爆破设计
3.2.1大体积石方爆破设计
根据设计提供的图纸可以看出岩体为中厚层～厚层石英砂岩、变质粉细粒石英砂岩夹薄层状绢云母板岩。弱风化岩层的强度较高、岩体完整性较好。石方开挖时设计边坡面2m范围以外暂定为大体积开挖区域，采用梯段微差爆破，控制爆破渣料的粒度、减小爆破对永久边坡的震动破坏作用、提高爆破效果。石方开挖采用孔径89mm的液压钻机打孔，乳化炸药爆破、非电毫秒雷管起爆。
初步选定岩石的坚固系数为f =4～6，具体的参数将根据岩石揭露情况再确定，其爆破设计如下：
1)炸药选用
炸药选用2#岩石乳化炸药，药卷直径Φ70，雷管采用非电雷管。
2)炮孔装药设计
本工程采用：炮孔间距a暂定为2.5m，炮孔排距b为2.2m，炮孔装药量根据利氏爆破理论确定，本设计采用体积公式计算：q1= k1abh，堵塞孔长度按20~40倍孔径取值，经计算取值1.0m~1.5m。
3）起爆方式
为便于控制飞石方向，实现多排起爆，采用排间微差起爆方式，排间采用非电雷管连接，排间微差时间间隔50ms。爆破网络如图3-1“爆破网络示意图” 示。
图3-1 爆破网络图
4）爆破参数设计
微差挤压爆破爆破参数如表深孔微差挤压爆破爆破参数表示。
表3-1 微差挤压梯段爆破爆破参数表
3.2.2 预裂及光面爆破设计
为减少爆破对岩体的破坏，结构轮廓线范围内采用预裂防震或光面爆破施工。钻孔采用76mm钻孔，乳化炸药爆破，非电雷管起爆。岩石参数选取同3.3.1，其爆破设计如下：
1）炸药选取
炸药选用2#岩石乳化炸药，药卷直径Φ32，雷管选用非电雷管。
2）炮孔装药设计
本工程采用：炮孔间距a暂定为0.6m，炮孔排距b为0.8m，采用不耦合装药，炮孔线装药密度根据经验公式：QX=K(σC)αaβbγ确定，预裂爆破的线装药密度定为300~400g/m，光面爆破线密度采用松动爆破药量计算公式Qx=qW确定,光面爆破的线装药密度定为200~300g/m。为减小岩石对孔底的夹制作用，孔底装药量可适当加大至2~5倍。堵塞孔长度按经验取1m~1.5m。
3）起爆方式
为保证同时起爆，预裂爆破和光面爆破用导爆索起爆，并通常采用分段并联法。由于光面爆破孔是最后起爆，导爆索有可能遭受超前破坏。为保证主爆孔准爆，对光面爆破孔可采用高段延期雷管与导爆索的双重起爆法。预裂孔与主爆区炮孔组成同一网路起爆，则预裂孔应超前第一排主爆孔75～100ms起爆。爆破网络见图3-1。
4）爆破参数
光面及预裂爆破爆破参数如下表所示：
表3-2预裂及光面爆破的参数
3.2.3建基面保护层施工
保护层采用分层爆破的方法进行施工，预留保护层的厚度根据地质条件、岩体特性、爆破方式和规模、爆破材料性能、炮孔装药直径等有关，根据对梯段炮孔底以下的破坏深度的试验结果确定。保护层厚度取自原《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》(SDJ211-83)。
保 护 层 厚 度
岩体特性 节理裂隙不发育和坚硬的岩体 节理裂隙较发育、发育和中等坚硬的岩体 节理裂隙极发育和软弱的岩体
H/D 25 30 40
表中H是保护层厚度，D是梯段炮孔底部的装药直径。保护层开挖分三层开挖，第一层意即炮孔钻至距水平建基面1.5m，以防止水平建基面岩体被本层爆破破坏，当保护层厚只有1.5m或小于1.5m，则不存在本层的开挖。若保护层厚略大于1.5m，施工中可以把大于1.5m的那部分岩体，连同第二层一起开挖，炮孔装药直径选Φ32，可以减小本层爆破对水平建基面岩体的不利影响。第二层：若第一层开挖后，其岩面高程正好距水平建基面1.5m，则本层的炮孔深度，对节理裂隙不发育、较发育、发育和坚硬、中等坚硬的岩体，只能为1m；对节理裂隙极发育和软弱的岩体，则为0.8m。炮孔与水平建基面的夹角不应大于60°，炮孔装药直径不应大于32mm。采用单孔起爆塑料导爆管毫秒雷管进行孔间微差顺序爆破。第三层：节理裂隙不发育、较发育、发育和坚硬、中等坚硬的岩体中，爆破破坏范围小，故不留撬挖层，炮孔钻至水平建基面后进行爆破。节理裂隙极发育和软弱的岩体，极易受到爆破破坏，故留0.2m厚的岩体作为橇挖层，以减小爆破对水平建基面岩体的不利影响。本层炮孔与水平建基面的夹角不应大于60°，炮孔装药直径不应大于32mm。应采用单孔起爆方法。本层的炮孔深度，当第二层开挖到预定的高程面时，在两种类型的岩体中都是0.5m。
4、爆破公害及安全控制
在完成岩石爆破破碎的同时，爆破作业必然会带来爆破飞石、地震波、空气冲击波和噪音等负面效应即爆破公害。因此，在爆破作业中，需研究爆破公害的产生原因、公害强度的分布与衰减规律，通过科学的爆破设计、采用有效的施工工艺措施，以确保保护对象（包括人员、设备及邻近的建筑物或构筑物等）的安全。
爆破公害
岩石爆破中一般产生爆破地震、爆破空气冲击波、及爆破飞石三种较为明显的爆破公害。爆破地震会对爆区周边的房屋、构筑物及岩石边坡产生破坏并导致事故发生。爆破空气冲击波达到一定程度就会对建筑物及人体器官造成损伤，爆破飞石对建筑物造成破坏对人可造成致命的伤害，因此在爆破施工中控制和预防爆破公害显的尤为重要。
安全控制
爆破公害的控制与防护可以从爆源、公害传播途径以及保护对象四方面采取措施：
建立健全爆破检测措施
及时合理的设置相关的检测措施，建立沉降观测机制，每次爆破后及时进行观测及数据整理，及时调整装药参数减小危害。
（2） 在爆源控制公害强度： 1）合理采用的爆破参数、炸药单耗和装药结构； 2）采用深孔台阶微差爆破技术； 3）合理布置岩石爆破中最小抵抗线方向； 4）保证炮孔的堵塞长度与质量、针对不良地质条件采取相应的爆破控制措施对消减爆破公害的强度也是非常重要的方面。
（3）在传播途径上削弱公害强度 ： 1）在爆区的开挖线轮廓进行预裂爆破或开挖减震槽，可有效降低传播至保护区岩体中的爆破地震波强度。 2）对爆区临空面进行覆盖、架设防波屏可削弱空气冲击波强度，阻挡飞石。 （4）保护对象的防护 ： 1）当对保护对象的直接防护措施有防震沟、防护屏以及表面覆盖等。 2）此外，严格爆破作业的规章制度，对施工人员进行安全教育也是保证安全施工的重要环节。
参考文献：
1、《水利水电工程爆破施工技术规范》 DL/T 5135-2001
2、《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》SDJ211-83
3、《水工工程师使用计算手册》 王森，徐庆河ISBN：9787807344773
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
