右岸坝基开挖爆破施工技术方案与实验大纲

右岸坝基开挖爆破施工技术方案与实验大纲目录一、概述二、编制依据三、爆破技术方案四、试验内容五、爆破试验效果评价六、建议及附件一、概述右岸岸坡以泥板岩、泥板岩砂岩互层为主，岩石普氏坚固系数为8~9级，自高程▽406.5~245m，为坝基开挖部位，表层岩石风化严重，爆区附近有两条4#、10#公路穿过，特别是10#公路交通洞位于坝基开挖区内，爆破时需严格控制药量和最大单响。2002年4月24日、4月27日、4月30日，分别在右岸坝基边坡（▽406.5～▽382）进行了三次预裂爆破试验。边坡开挖区断层发育，该段的岩石为强风化砂岩、弱风化砂岩，并通过了断层区。该试验段的岩性较为典型，其爆破参数具有代表性。爆破试验预裂孔使用宣化采掘机械厂KQL—100B型潜孔钻造孔，造孔前先用枕木在地面沿预裂线方向铺设一道平台，然后用φ40钢管按设计搭设钻架安装钻机造孔，缓冲孔及主爆孔使用液压钻造孔。第一次爆破试验预裂孔孔数为45个，第二次爆破试验预裂孔孔数为50个，第三次爆破试验预裂孔孔数为32个，采用导爆索电雷管进行梯段微差网络起爆。预裂孔先于爆破孔110～150ms起爆。使用炸药为贵州久联企业集团有限责任公司生产的2号二级岩石乳化炸药。二、编制依据1、右岸坝肩及岸坡工程施工程序和技术要求；2、工程建设部【2002】004；3、右岸坝肩及航道边坡土石方开挖与加固支护施工技术要求；4、水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范5、爆破安全规程等；三、爆破技术方案1、总体方案在开挖设计线前留10m保护层，保护层前采用混装炸药做梯段爆破，保护层采用袋装乳化炸药进行爆破，开挖梯段以十米为一台阶。2、梯段开挖a、孔网参数梯段开挖爆破采用液压钻造孔，孔径Φ90mm，采用方型或矩形布孔，孔网参数一般为孔距3.0～3.5m，排距3.0～3.5m，孔深10.5m，钻孔角度为一般为90°，靠近保护层处最后一排孔为斜孔。具体典型布孔图见图1。采用混装乳化炸药装药，单孔药量55kg。图1、梯段开挖典型布孔图b、爆破网络在网络的设计中，优选对破碎最好，对控制飞石最有利的网络。拟采用波浪型网络、排间起爆网络和V型起爆网络等，控制最大单响在250kg以内，对岩石的破碎非常有利。典型的网络图见图2。3、保护层开挖1）坡面保护层开挖a、孔网参数保护层开挖爆破采用液压钻造孔，孔径Φ90mm，孔深10.5m，钻孔角度全部与坡面设计角度相同，缓冲孔距预裂面2.0m，孔间距2.0m，采用Φ50mm常规乳化炸药装药，缓冲孔前面主爆孔孔距3m，排距3m，采用Φ70mm常规乳化炸药装药。典型布孔图如图3。图2、梯段开挖典型网络图图三、保护层开挖典型布孔图b、爆破网络保护层开挖爆破在预裂爆破之后，爆破网络基本与梯段开挖爆破相似，控制单响药量在100kg以内。保护层开挖跟预裂一起爆破时，预裂孔超前缓冲孔100～150ms，网络图如图4。图2、典型起爆网络图V型起爆网络图71011排间起爆网络图2914波浪型网络图63预裂预裂即发雷管MS2MS6MS6MS6MS6MS6MS6MS6MS6主爆孔缓冲孔预裂孔MS2MS6MS6MS6MS6MS6MS4MS3MS2MS2MS5MS5MS5MS5MS5MS5MS5MS5MS5MS5MS4MS4MS4MS4MS4MS4MS4MS4MS3MS3MS3MS3MS3MS3MS3MS3图4、保护层开挖爆破网络图2）马道保护层开挖马道上面的梯段或保护层开挖时，在马道上面要留0.5～1.0m的保护层，保护层用手风钻钻孔爆破，并在造孔底部设缓冲垫层（圆木）。4、预裂a、孔网参数预裂孔采用YQ–100型潜孔钻机造孔，孔径Φ90mm，孔距75～80cm（岩石完整性不好的取75cm，完整性好的取80cm）。预裂孔采用Φ32mm乳化或铵梯炸药不耦合间隔装药，装药结构图如图5。图5、预裂爆破装药结构图b、网络预裂爆破采用导爆索打“T”型结，用ms2段导爆管雷管接力的爆破网络，其典型布孔及网络图如图6。图6、预裂爆破布孔及网络图四、实验内容1、火工材料性能检测a、常规乳化炸药性能检测试验；b、混装乳化炸药性能检测试验；L1(m-2)X37.5～43140加强段1.8kg,1.4m长正常段m节x1Ф32乳化炸药@37.5～43cm3X40减弱段4节1/2XΦ32乳化炸药@40cm40120160c、雷管准爆率检测试验。2、爆破参数经多次爆破后，调整孔排距，优化爆破参数，控制单耗在0.45～0.55之间，堵塞长度2.5～3.0m，减少大块率。3、爆破网络确定爆破网络时严格控制单响药量。预裂爆破最大单响药量在50kg以内，坡面附近保护层开挖爆破最大单响药量在100kg以内，保护层外梯段开挖爆破最大单响药量在300kg以内。4、爆破震动以试验在邻近坡面上布点，观测测点的质点振动速度，经多次观测后回归计算确定在要求范围内的最大单响药量，以此指导爆破作业，优化爆破网络。5、通过试验来优化爆破参数及网络五、爆破试验效果评价预裂爆破试验是与梯段爆破一起进行的，预裂爆破超前于最后两排缓冲孔爆破110~130ms起爆。从预裂爆破后揭示的边坡轮廓看，无论是强风化岩体，还是节理、裂隙较多的断层带，整个边坡壁面完整，半孔清晰，残留炮孔痕迹保存率在95％以上，残留炮孔痕迹中无爆破裂纹。相邻两孔之间岩面的不平整度在规范的允许范围内，坡脚岩坎较少。1、从爆破振动实测结果可以看出，试验区爆破在设计边坡面上的振动响应完全控制在允许的安全质点振速（10cm/s）以内，如坡脚处为3.18cm/s，430马道为1.55cm/s。在目前的爆破规模、单响最大药量及采取的微差起爆网路条件下，开挖爆破诱发的地震荷载尚不会对边坡的稳定有影响。2、爆破质点振动速度随传播距离衰减，但振动波沿边坡传播特性与平地有所不同，振动速度的衰减相对要小得多。边坡的高差、边坡的坡比、边坡地质及爆源能量决定了这种特点。对不同爆心距的测值进行回归计算，得到如下两个振动方向的峰值质点振动速度（cm/s）的衰减规律。式中V竖直、V水平分别为竖直向、水平径向的峰值质点振动速度，Q为单响最大药量（kg），R为爆心距(m)。V竖直＝14.203.13RQ,相关系数为0.96（1）V水平＝13.889.03RQ，相关系数为0.99（2）在今后的爆破开挖施工时，当附近有需振动控制的部位时，可选用上述计算公式及根据安全振动控制指标确定允许的最大单响药量。3、从试验采集的典型波形图看，试验采用的微差起爆网路是合理有效的，能够将设计的各响药量从时序上分开，未出现振动叠加现象。当一次爆破的规模增大、起爆网路相对复杂时，应更谨慎的设计好微差起爆网路，确保实现设计的单响最大药量，使爆破振动的得到真正控制。4、周边轮廓爆破对坝基质量具有重要影响。高质量的轮廓质量与施工工艺及钻孔质量密切相关，同时也取决于开挖岩体的原有力学性能、岩体结构面方向及完整性。在本次试验段的岩层质量是相对较差的，在部分出露的相对较好岩面上，半孔保留完整，孔壁上无明显的爆生裂隙。在个别部位进行的声波检测，其纵波速度3400m/s。但当坡体岩石质量变化时，及时调整钻爆参数是十分必要的。5、缓冲孔的爆破参数取值较为合理，挖掘机装车较容易，爆破对边坡的影响极为微小。综上所述，整个预裂面没有发现因爆破效应影响而产生的破坏现象，爆破网络的微差间隔时间和单段一次起爆最大药量的控制是合理的。本次生产性预裂爆破试验所选择的参数是基本合理的，整个预裂面产生了较大的减震作用，试验是成功的。六、建议1.在坝基边坡开挖中，预裂爆破的炮孔间距、钻孔直径、炸药种类及其直径等参数不作调整，仅对其线装药密度作适当的调整。调整后见“坝基边坡预裂爆破典型装药结构图(LT-2标-爆破试验-03)”。2.缓冲孔的爆破参数较为合适，不作调整。缓冲孔的典型装药结构见“坝基边坡预裂爆破缓冲孔典型装药结构图(LT-2标-爆破试验-04)”。3.在Ⅱ标其他部位坡面开挖爆破施工中，预裂爆破的参数可参照本次生产性预裂爆破试验所选择的参数进行，并根据不同的岩性和特定施工条件要求作相应的调整。4.在爆破参数基本合理地确定以后，预裂孔的钻孔精度是关键，因此必须强化操作手钻孔精度的监控技能，以达到更好的预裂爆破效果。附件：1.所用预裂孔钻机主要技术数据型号KQL-100B支架式潜孔钻机使用气压0.4~0.5MPa钻孔直径90mm耗气量9m3/min钻孔深度60m使用水压2.所用乳化-岩-2炸药主要性能指标项目部颁标准(二级)备注药卷密度(g/cm2)0.95~1.25可根据用户需要生产殉爆距离(cm)不小于3猛度(mm)不小于12爆速(m/s)不小于3000爆力(ml)不小于260产品存放期(月)6自生产之日起计算1、爆破设计、分析图（共4张）2、振动观测成果报告一份（武汉大学水电学院监测）