论文关键词:预裂爆破 边坡开挖 工序 爆破参数 直立边坡
论文摘要:预裂爆破在大规模的石方爆破及边坡开挖中运用的较为广泛。糯扎渡水电站土石开挖中边坡预裂面开挖面积达35178m2,施工过程中通过对预裂孔的测量放线、钻孔、装药、起爆等工序及爆破参数的合理掌控,最大限度克服地质环境等不利客观因素,从而解决高边坡开挖中坡面平整及超欠挖问题,取得了预期的爆破效果。同时对直立边坡的开挖控制本文也是一个较好的例子。
1.引言
在高边坡岩石爆破中,为了保护周边岩体边坡,通常在爆破部分与保护岩石分界处预先进行预裂爆破或光面爆破,形成一条裂隙,对爆破地震波的传播形成阻隔,加速爆破地震波的衰减,从而起到较好的减震作用;同时,预裂爆破所形成的贯通裂隙能防止边坡岩体裂隙的进一步扩展。
2.电站进水口工程概况说明糯扎渡水电站工程属大(1)型一等工程,永久性主要水工建筑物为一级建筑物。电站进水口由进水口引渠和进水塔组成。电站进水口引渠长146.6m~191.5m,宽225.0m,引渠顶部高程为821.50m,底板高程为734.50m,高87m。边坡预裂面开挖面积达35178m2,开挖量约300万m3,边坡分层开挖顺序为(马道层高):EL.821.5m~EL.810m(坡度45)、EL.810m~EL.795m(坡度55)、EL.795m~EL.780m(坡度55)、EL.780m~EL.765m(坡度55、90)、EL.765m~EL.750m(坡度55、90)、EL.750m~EL.734.5/EL.733m(坡度63、90),共六个梯段,最大斜坡1:0.7,相应坡面斜长18.3m。
进水口引渠部位地表覆盖层为坡积层,一般厚度1m~2m,引渠部位的基岩为花岗岩和沉积角砾岩,基岩全、强风化带的水平厚度为8m~18m,但在沉积岩中卸荷张开夹泥裂隙发育水平深度达89m。结构面以节理和层面等Ⅴ级结构为主,层面产状:N26°W,NE∠17°,节理有3组,产状为:N23°W,NE∠85°,N23°W,SW∠85°,N61°W,NE∠80°。沉积角砾岩之上有一条层间挤压带,厚度15cm~20cm,带内物质为挤压片状岩及软塑状泥,产状N12°W,NE∠15°。根据PD220平硐勘探资料,岩体多为镶嵌碎裂结构。
进水塔地基部位的基岩为T2m1-1的沉积角砾岩及花岗岩,沉积角砾岩分布于地基左侧,花岗岩分布于地基右侧,均为微风化岩体。
3.边坡预裂爆破施工工序控制 3.1 EL.821.5m~EL.780m直线段斜面边坡施工工序控制一般来说,影响直线段边坡开挖质量的因素主要包括以下几个方面:①测量放线布孔、②钻孔、③预裂孔爆破参数。这是影响预裂爆破效果的决定性因素,也是可以通过施工来控制的。另外,客观方面的因素主要是爆破区域岩层的物理力学性质,只要爆区地质条件不是很差,那么完全可以通过控制布孔、钻孔、起爆顺序等工序使爆破所形成的预裂面平整度以及半孔率在规范的范围之内,甚至能取得较好的爆破效果。电站进水口直线段边坡各工序的控制以A6区EL.821.5m~EL.810m边坡开挖为例。
3.1.1EL.821.5m~EL.810m预裂孔放线布孔控制 进水口EL.821.5m以下1m~2m范围内为地表全、强风化覆盖层。因此在放A6区预裂孔样之前,先将设计开口线5m范围内的表层覆盖层清理至基岩,这步工作必须要做到位,既可提高放样工作效率,也可保证后续布孔、钻孔工序的正常进行,确保边坡开挖质量。A6区EL.821.5m~EL.810m预裂孔点位放样用红色油漆进行点位标记,并用纸牌记录编号。放样工作中最重要的是对预裂孔方位点的放样,一是应尽量应减少放样误差,一般要求方位点与对应预裂孔的点位距离至少为3.0m;二是方位点的标记应清楚明了,不宜将点位标记的过大以免钻机手在校对钻杆的时产生较大的误差;三是方向点位的编号应与其对应的预裂孔编号一致,防止钻机操作手施工时对错方向点。放样工作结束时应与施工人员进行相关交底工作,并认真保护放样成果。电站进水口A6区EL.821.5m~EL.810m边坡预裂孔放样误差控制在规范的范围之内,测量放样成果合格。预裂孔理论间距和实际放线均为80cm。
3.1.2EL.821.5m~EL.810m预裂孔钻孔控制
进水口边坡预裂孔钻孔施工设备采用6台CM351高风压钻机,钻孔直径为Φ90mm,需要最大钻孔深度为18.3m, A6区EL.821.5m~EL.810m边坡坡比为1:1,相应预裂孔斜长16.56m(计超深0.30m).
预裂孔的钻孔质量是影响爆破效果的一个直接因素,钻孔主要的质量问题一般是两孔或多孔在平面上交叉、空间上错位,从而形成预裂面局部的不平整、或多处超欠挖现象。这主要由两方面造成,一是孔口的虚渣未清理干净在钻孔的过程中下落造成钻杆偏移过多;另一方面由于预裂孔超过15m深后,随着孔深的增大偏移也随之增大,近而影响边坡开挖质量。因此为保证电站进水口A6区EL.821.5m~EL.810m边坡预裂孔的钻孔质量,主要采取了如下措施:
① 钻机就位之前再次清理孔口1.5m范围内的石渣;
② 钻孔之前认真核对预裂孔与对应的方位点的标志牌数据,防止对错方向点,信捷职称论文写作发表网,造成交叉孔;
③ 在钻进10cm至100cm的过程中,控制钻头速度,并反复核对钻杆的角度和方位;
④ 由于孔斜长为16.56m[(821.5m-810m)*1.414+0.3m=16.56m]超过15m,为降低因孔过深带来的偏移,在开钻时在保证钻杆方位准确的前提下将钻杆角度由设计的45度为调整46度,这样用1度弥补钻杆偏移带来的误差。
⑤ 尽量避免了在大风天气下施工,高风压钻机作业粉尘较多,若风过大不利于钻机操作人员控制钻杆角度和方位。
3.1.3EL.821.5m~EL.810m预裂孔爆破参数控制
进水口A6区EL.821.5m~EL.810m边坡预裂孔爆破控制参数见下表: (选取一组预裂孔)
进水口A6区EL810~EL821.5预裂孔爆破参数表
名称
组号(段别)
孔号
设计倾角(度)
孔口高程(m)
孔斜长(m)
孔径(mm)
药卷直径 (mm)
装药长度 (m)
堵塞长度 (m)
单孔药量 (kg)
装药结构
单响药量(kg)
总装药量(kg)
预 裂 孔
第 一 组
1
45
820.49
15.13
Φ90
Φ32
5.26
1.00
4.99
间隔装药
46.43
46.43
2
45
820.58
15.26
Φ90
Φ32
5.30
1.00
5.03
3
45
820.66
15.37
Φ90
Φ32
5.34
1.00
5.06
4
45
820.69
15.42
Φ90
Φ32
5.35
1.00
5.07
5
45
820.71
15.44
Φ90
Φ32
5.36
1.00
5.08
6
45
820.75
15.50
Φ90
Φ32
5.38
1.00
5.10
7
45
821.34
16.33
Φ90
Φ32
5.64
1.00
5.35
8
45
821.40
16.42
Φ90
Φ32
5.67
1.00
5.38
9
45
821.37
16.38
Φ90
Φ32
5.66
1.00
5.36