鄧 昌 奇,　于 志 強(qiáng),　萬　臣

(中國(guó)人民武裝警察部隊(duì) 水電第八支隊(duì)，重慶　401320)

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大斷面洞室開挖生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)研究

鄧 昌 奇,于 志 強(qiáng),萬臣

(中國(guó)人民武裝警察部隊(duì) 水電第八支隊(duì)，重慶401320)

對(duì)白鶴灘水電站泄洪洞開挖預(yù)裂生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)過程及成果進(jìn)行了研究分析，確定了合理的預(yù)裂孔裝藥結(jié)構(gòu)參數(shù)、線裝藥密度、梯段爆破布孔參數(shù)，主爆及緩沖孔鉆孔超深參數(shù)和裝藥結(jié)構(gòu)參數(shù)以及起爆網(wǎng)絡(luò)參數(shù)等，為現(xiàn)場(chǎng)爆破施工提供了依據(jù)，可供類似工程參考。

大斷面；洞室；爆破；試驗(yàn)；白鶴灘水電站

1　概　述

白鶴灘水電站泄洪洞無壓段為城門洞型斷面，開挖斷面寬度為17～20 m，高20～23 m，按上層、中層和底層分層開挖。介紹了所開展的中層開挖預(yù)裂生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)，試驗(yàn)區(qū)選擇在1#泄洪洞①泄0+070～①泄0+140，分七段。預(yù)裂梯段爆破試驗(yàn)區(qū)位于Ⅲ1類圍巖開挖斷面，開挖寬度為20 m，開挖面高度為13.5 m。

2　試驗(yàn)情況及效果分析

2.1試驗(yàn)參數(shù)

2.1.1鉆孔參數(shù)

根據(jù)開挖爆破試驗(yàn)區(qū)的斷面情況確定的布孔參數(shù)見表1，前緣抵抗線小于2 m，預(yù)裂孔及主爆孔造孔設(shè)備分別為100B和JK590，鉆孔孔徑均為90 mm。

2.1.2裝藥參數(shù)

表1　中層爆破試驗(yàn)鉆孔參數(shù)表

為獲得最佳單孔爆破單耗，確定主爆孔的單孔爆破單耗按0.7 kg/m3、0.65 kg/m3、0.6 kg/m3、0.55 kg/m3自大向小調(diào)整，主爆孔采用φ70乳化炸藥連續(xù)裝藥。預(yù)裂爆破的線裝藥密度按0.6 kg/m、0.55 kg/m、0.5 kg/m 、0.45 kg/m、0.4 kg/m自大向小調(diào)整，孔底部1～2 m加強(qiáng)裝φ70乳化炸藥，中上部為φ32乳化炸藥。

2.2爆破試驗(yàn)

2.2.1主爆孔試驗(yàn)

根據(jù)不同的爆破參數(shù)組合，分部位進(jìn)行了多次爆破，針對(duì)不同部位主爆孔采用的爆破參數(shù)調(diào)整情況見表2。主爆孔裝藥采用φ70乳化炸藥藥卷，為不耦合連續(xù)裝藥，根據(jù)所確定的單孔爆破單耗，調(diào)整主爆孔的孔、排距。

2.2.2緩沖孔試驗(yàn)

根據(jù)不同的爆破參數(shù)組合，與主爆孔采用的爆破參數(shù)協(xié)調(diào)進(jìn)行調(diào)整，緩沖孔負(fù)擔(dān)的爆破區(qū)的單孔爆破單耗比主爆破區(qū)稍低，通過縮小間、排距，減少單孔裝藥量，在主爆區(qū)和預(yù)裂面間形成了一個(gè)緩沖帶，緩沖孔調(diào)整情況見表3。

2.2.3預(yù)裂孔試驗(yàn)

預(yù)裂孔的鉆孔間距一般選取孔徑的8～12倍，參考相鄰工區(qū)預(yù)裂爆破施工參數(shù)，將孔距固定為0.7 m，僅對(duì)線裝藥密度進(jìn)行了調(diào)整。采用φ32乳化炸藥藥卷間隔裝藥，孔底2 m采用2～3節(jié)φ70連續(xù)藥卷作為底部加強(qiáng)藥包，其余采用φ32藥卷間隔綁扎在竹片上，對(duì)藥卷間距進(jìn)行調(diào)整以達(dá)到對(duì)線裝藥密度的調(diào)整。預(yù)裂孔的堵塞長(zhǎng)度國(guó)內(nèi)一般為0.6～2，本次試驗(yàn)控制在1 m。預(yù)裂孔調(diào)整情況見表4。

2.3效果分析

表2　泄洪洞主爆孔爆破參數(shù)調(diào)整過程表

表3　泄洪洞緩沖孔爆破參數(shù)調(diào)整過程表

表4　泄洪洞預(yù)裂孔爆破參數(shù)調(diào)整過程表

在排除個(gè)別爆破中因前沿抵抗線設(shè)置不合理的情況后，對(duì)爆破效果進(jìn)行分析如下。

2.3.1主爆孔試驗(yàn)情況

爆破試驗(yàn)區(qū)主要以Ⅲ1類圍巖為主，采用0.7(kg/m3)和0.65(kg/m3)的單孔單耗時(shí)，主爆孔的孔、排距為2.5 m×2 m、2.5 m×2.5 m，爆堆松散，破碎塊度基本在0.8 m以下，但主爆孔鉆孔量偏大，炸藥消耗較大。采用0.6(kg/m3)、0.55(kg/m3)的單孔單耗時(shí)，主 爆 孔 的 孔、排 距 為3 m×2.5 m，爆堆松散，破碎塊度基本在1.2 m以下，滿足挖裝設(shè)備的需要，主爆孔鉆孔量適中。

2.3.2緩沖孔試驗(yàn)情況

緩沖區(qū)單孔爆破單耗比主爆區(qū)的單孔單耗降低一個(gè)等級(jí)，爆破效果隨同主爆區(qū)發(fā)展變化，經(jīng)過對(duì)比,采用0.65(kg/m3)和0.6(kg/m3)的緩沖孔單孔單耗時(shí)，預(yù)裂面情況較采用0.55(kg/m3)和0.5(kg/m3)時(shí)有損傷。

2.3.3預(yù)裂孔試驗(yàn)情況

從現(xiàn)場(chǎng)情況看，線裝藥密度為500 g/m和450 g/m時(shí)半孔率約為96%，較600 g/m時(shí)高，但殘留根底較多；線裝藥密度為550 g/m時(shí)半孔率也在92%以上；同時(shí)對(duì)半孔進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)線裝藥密度為600 g/m時(shí)，在裂隙發(fā)育地區(qū)的半孔完整存在率較低；線裝藥密度為550 g/m時(shí)，在裂隙發(fā)育地區(qū)的半孔完整存在率較線裝藥密度為500 g/m時(shí)低，但均保存有半孔，開挖平整度均滿足要求。

3　推薦成果

3.1預(yù)裂孔參數(shù)

根據(jù)爆破試驗(yàn)情況，推薦預(yù)裂孔孔徑為90 mm，孔距0.7 m，按設(shè)計(jì)開挖線開孔，孔底距建基面20 cm。全孔平均線裝藥密度取550 g/m，采用導(dǎo)爆索起爆，φ32乳化炸藥藥卷間隔裝藥，孔底連續(xù)裝3節(jié)φ70乳化炸藥藥卷，竹片綁扎間隔，孔口堵塞1 m。預(yù)裂孔裝藥結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1　預(yù)裂孔裝藥結(jié)構(gòu)圖

3.2主爆孔參數(shù)

鑒于主爆孔爆破效果，主爆孔孔徑為90 mm，孔距取3 m，排距取2.5 m，孔底距建基面1 m，主爆孔單孔單耗0.55 kg/m3，φ70乳化炸藥藥卷連續(xù)裝藥，孔口堵塞長(zhǎng)度為2.5 m，非電毫秒微差塑料導(dǎo)爆管雷管起爆。由于孔內(nèi)有水，為保證主爆孔裝藥到位及爆破效果，主爆孔亦采用導(dǎo)爆索裝藥。

3.3緩沖孔參數(shù)

緩沖孔孔徑為90 mm，間距為1.5 m，孔距預(yù)裂孔1.2 m，間距為1.5 m，距主爆孔為2.15 m。孔底距建基面1 m，緩沖孔單孔單耗0.5 kg/m3，φ70乳化炸藥藥卷連續(xù)裝藥，孔口堵塞長(zhǎng)度為2 m，非電毫秒微差塑料導(dǎo)爆管雷管起爆。

3.4網(wǎng)路設(shè)計(jì)參數(shù)

采用預(yù)裂孔先響，主爆孔次之，緩沖孔最后響的爆破網(wǎng)絡(luò)。爆破網(wǎng)絡(luò)采用非電毫秒微差塑料導(dǎo)爆管雷管連接，主爆孔按照兩孔一響，緩沖孔按照3～4孔一響，預(yù)裂孔按照7～14孔一響，控制單響藥量不大于100 kg。

采用推薦的爆破參數(shù)，在1#泄洪洞0+140～0+210段進(jìn)行了驗(yàn)證施工，預(yù)裂爆破效果見圖2。

圖2　中層預(yù)裂爆破效果圖

4　結(jié)　語

由于地質(zhì)條件的復(fù)雜性及洞室施工的特殊性，大斷面洞室爆破開挖施工對(duì)爆破技術(shù)的要求很高，必須通過一系列的科學(xué)試驗(yàn)對(duì)爆破參數(shù)進(jìn)行研究分析，在綜合運(yùn)用各種開挖爆破施工技術(shù)的同時(shí)，加強(qiáng)科學(xué)管理，使整個(gè)開挖爆破施工工藝向規(guī)范化、程序化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展，才能有效提高爆破開挖質(zhì)量。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2016-07-12

TV7;TV52;TV53;TV542;TV554

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1001-2184(2016)04-0021-03

鄧昌奇(1986-)，男，四川樂山人，工程師，碩士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

于志強(qiáng)(1980-)，男，河南新野人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

萬臣(1987-)，男，湖北宜都人，工程師，碩士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.

[1]水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范，DL/T5099-1999[S].

[2]劉殿中.工程爆破實(shí)用手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1999.