青川縣喬莊河金洞坪段河道山體開挖爆破設(shè)計(jì)

楊 波

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,成都,610091)

青川縣喬莊河金洞坪河道綜合整治工程,山體開挖邊坡采用了深孔微差爆破為主、手風(fēng)鉆鉆孔爆破為輔的施工方案。該山體微風(fēng)化巖石坡比為1∶0.5,弱風(fēng)化巖石坡比為1∶0.75,強(qiáng)風(fēng)化巖石坡比為1∶1.0,全風(fēng)化巖石及覆蓋層坡比為1∶1.5。本文對其爆破設(shè)計(jì)作了簡要介紹。

1 爆破方案的選擇

針對本工程環(huán)境復(fù)雜、工期緊、要求高、爆破與裝運(yùn)平行作業(yè)等特點(diǎn),在爆破方案選擇時(shí),著重考慮以下幾個(gè)方面的問題,以達(dá)到最優(yōu)的方案要求,如期完成本工程:(1)爆破作業(yè)面最好能形成連續(xù)的循環(huán)作業(yè),避免施工干擾,延誤工期;(2)爆破產(chǎn)量及爆堆作業(yè)面如何滿足大量機(jī)械裝運(yùn)的要求;(3)爆破方案如何滿足質(zhì)量與安全的要求;(4)爆破方案采用先進(jìn)科學(xué)技術(shù),便于集中管理,獲得較好的經(jīng)濟(jì)效果。

根據(jù)本工程特點(diǎn)和現(xiàn)場實(shí)地考察,擬選用深孔微差爆破為主,手風(fēng)鉆鉆孔爆破為輔的施工方案。在工作面施工順序上和爆破規(guī)模上,特別要結(jié)合工期緊的特點(diǎn)來考慮,避免施工干擾。

2 爆破技術(shù)設(shè)計(jì)

2.1 深孔爆破參數(shù)

孔徑φ:孔徑選取80mm;

臺階高度H:取5m～20m;

最小抵抗線W:按孔徑的25～30倍,取2.5m～3.5m;

超深h:超深按h=(0.15～0.35)W 計(jì)算,一般取0.5m～1.0m;

孔距a:孔距一般取3m～4.5m;

排距b:排距取2.5m～3m;

填塞長度l:通常取0.8～1.2倍的最小抵抗線作填塞長度,控制爆破取大值,可初步取2.8m～4.0m;

單位炸藥消耗量:根據(jù)地質(zhì)條件,周圍環(huán)境情況并參照以往類似工程施工經(jīng)驗(yàn),采用松動爆破,炸藥單耗取0.30kg/m3～0.50kg/m3。

深孔爆破的基本參數(shù)是以孔徑來參照的,以上所選的孔徑是89mm,不同規(guī)格不同型號的鉆機(jī),有不同的孔徑,各種爆破參數(shù)也相應(yīng)地做適當(dāng)調(diào)整。

2.2 淺孔爆破參數(shù)

淺孔排炮最小抵抗線W:W=(25～30)D,D為炮眼直徑;間距A:A=(1.0～1.2)W;排距B:B=A;單耗K:K=0.3kg/m3;孔深 L:L=(1.0～3.0)m。

單孔藥量Q:Q=KABL=(0.43～1.30)kg;布孔方式:梅花形布孔;裝藥結(jié)構(gòu):耦合裝藥;起爆方式:延時(shí)分段起爆每5個(gè)炮孔同時(shí)起爆;堵塞長度:超過1/3孔深。

2.3 光面爆破參數(shù)

根據(jù)山體高差和設(shè)計(jì)要求,本工程光面爆破臺階高度為8m和10.5m,設(shè)計(jì)坡比主要為1∶1和1∶0.5;鉆孔深度為約11.3m,爆破方式采用導(dǎo)爆索起爆微差爆破;鉆孔設(shè)備采用以支架式潛孔鉆機(jī)為主,自行式液壓鉆機(jī)為輔。

2.3.1 施工順序。依據(jù)設(shè)計(jì)提供的工程地質(zhì)條件,結(jié)合本標(biāo)段的總體安排,本爆區(qū)的光面爆破施工順序采用全斷面爆破開挖,以有效地實(shí)現(xiàn)光面爆破,保證爆破的質(zhì)量。

2.3.2 光爆層的厚度W。光爆層就是指周邊炮孔與最外層主爆孔之間的一圈巖石層,光爆層的厚度就是周邊孔 (光爆孔)的最小抵抗線。本次施工采用的鉆機(jī)鉆孔直徑為90mm,根據(jù)現(xiàn)場的地質(zhì)條件、全斷面開挖和以前施工經(jīng)驗(yàn),光爆層的厚度取1.9m,即W=1.9m。

2.3.3 孔距A——周邊孔 (光爆孔)的間距。光爆層的厚度W 與周邊孔 (光爆孔)的間距A有著密切的關(guān)系,兩者的比值稱為周邊孔(光爆孔)的密集系數(shù),即M=A/W。根據(jù)以前爆破施工經(jīng)驗(yàn)和我國使用的炸藥情況,參照國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn),M=0.5～0.8,本工程取M=0.6,則孔距A=1.1m。

2.3.4 孔距系數(shù)N——孔距A與孔徑D之間的比值N=A/D=12.8。根據(jù)以前爆破施工經(jīng)驗(yàn)和我國使用的炸藥情況,參照國內(nèi)外經(jīng)驗(yàn),N=12～16。

2.3.5 裝藥集中度Q(kg/m)。裝藥集中度Q指的是整個(gè)炮孔的平均單位長度裝藥量,即炮孔的總裝藥量除以整個(gè)炮孔長度 (包括堵塞段)的商。根據(jù)以前施工經(jīng)驗(yàn)以及國外最常用的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),裝藥集中度Q=0.45kg/m。

2.3.6 單位用藥量C(kg/m3)。依據(jù)公式C=Q/(W×A)計(jì)算,C=0.21kg/m3。

3 起爆方法與起爆網(wǎng)路

根據(jù)本工程的特點(diǎn),該爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)采用非電爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,孔內(nèi)采用非電導(dǎo)爆管延期雷管,采用 “并串并”網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。

3.1 孔外起爆網(wǎng)路

為保證起爆網(wǎng)絡(luò)的可靠性,孔外采用兩套獨(dú)立系統(tǒng)的非電爆破網(wǎng)絡(luò),依據(jù)爆區(qū)的周邊環(huán)境,確定單響齊爆藥量是控制爆破振動的重要手段。

3.2 孔內(nèi)起爆網(wǎng)路

為保證孔內(nèi)起爆網(wǎng)路的可靠性,孔內(nèi)接導(dǎo)非電爆管雷管兩發(fā),做好爆破網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接,做到不漏接,不接錯,是控制深孔爆破不產(chǎn)生啞炮的重要方法之一。

3.3 起爆次序設(shè)計(jì)

根據(jù)本工程特點(diǎn),采用 “V”形微差起爆技術(shù),兩側(cè)對稱起爆,加強(qiáng)巖石的碰撞和擠壓,以獲得較好的破碎質(zhì)量,同時(shí)減少爆堆寬度,降低地震效應(yīng)。

3.4 深孔爆破裝藥和堵塞

為確保本工程爆破安全,設(shè)計(jì)好堵塞長度和做好堵塞工作,是保證堵塞質(zhì)量是控制飛石和沖孔的重要方法之一。

3.5 深孔爆破炮孔的布置

根據(jù)爆破山體的實(shí)際情況和設(shè)計(jì)的施工斷面圖,結(jié)合設(shè)計(jì)的孔網(wǎng)參數(shù)、角度和爆炸單耗值,核算每孔的最小抵抗線布置炮孔,也是控制爆破飛石的基本措施。

4 結(jié)語

青川縣喬莊河金洞坪段河道綜合整治工程,通過上述爆破方法的實(shí)施,順利完成了該區(qū)域山體的開挖任務(wù),取得良好效果。