水平預(yù)裂爆破法在施工中的應(yīng)用

何 琪劉金戰(zhàn)

（信陽(yáng)信鋼中升冶金材料加工貿(mào)易公司 河南 信陽(yáng) 464194）

1、施工難點(diǎn)及重點(diǎn)

1.1 施工難點(diǎn)

1.1.1 在鉆孔前，要填好施工平臺(tái)，根據(jù)鉆機(jī)滑架水平升高后的穩(wěn)定性，確定施工平臺(tái)距預(yù)裂孔的高度為1.5～2米為宜，寬度為3米左右。如果高度大于2米，施工時(shí)鉆機(jī)的滑架抬太高，鉆機(jī)的重心不穩(wěn)，加上鉆工在換鉆桿時(shí)對(duì)鉆機(jī)的影響，容易造成鉆機(jī)在鉆孔過(guò)程中出現(xiàn)飄鉆或交叉等現(xiàn)象；高度小于1.5米，施工平臺(tái)的寬度增加，不經(jīng)濟(jì)；

1.1.2 鉆機(jī)在鉆孔前，要檢查鉆機(jī)的油缸是否漏油，如果油缸漏油，在施工過(guò)程中，油缸卸載造成滑架失去支撐力，容易出現(xiàn)飄鉆現(xiàn)象。

1.1.3 鉆機(jī)在鉆孔時(shí)，滑架必須支撐在穩(wěn)定的巖石上，與鉆機(jī)兩個(gè)履帶板形成三角形，穩(wěn)定性好。如果鉆機(jī)在施工過(guò)程中出現(xiàn)滑架移位，容易出現(xiàn)交叉或飄鉆等現(xiàn)象。

1.2 施工重點(diǎn)

1.2.1 鉆孔過(guò)程中技術(shù)員要嚴(yán)格控制，鉆機(jī)出現(xiàn)滑鉆或滑架移位等現(xiàn)象，必須立即停止鉆孔，重新對(duì)位后方可鉆孔。

1.2.2 爆破孔和水平預(yù)裂孔同時(shí)施工時(shí)，在地質(zhì)條件復(fù)雜、巖石破碎，容易塌孔的部位，先鉆爆破孔后鉆水平預(yù)裂孔，防止水平預(yù)裂孔出現(xiàn)塌孔。

1.2.3 預(yù)裂孔鉆孔數(shù)量不超過(guò)50個(gè)，鉆孔深度不超過(guò)15米。

2、生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)

為取得更加合理的鉆爆參數(shù)，在左平臺(tái)進(jìn)行生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)。試驗(yàn)分4個(gè)區(qū)，即：分層爆破開(kāi)挖為I區(qū)，水平預(yù)裂爆破輔以垂直淺孔梯段爆破為II～Ⅳ區(qū)，每個(gè)區(qū)各設(shè)1組聲波孔，每組3孔，孔距為3米，呈等邊三角形，對(duì)各區(qū)進(jìn)行爆前爆后聲波測(cè)試。爆后效果分析：II區(qū)和III區(qū)均能取得較好的預(yù)裂效果，平整度基本控制在±15cm之內(nèi)，半孔率在98%以上，爆前爆后波速衰減不明顯，影響深度在12cm之內(nèi)。I區(qū)較II～Ⅳ區(qū)相比波速衰減明顯，影響深度達(dá)50cm，施工進(jìn)度緩慢，平整度較差。結(jié)合基巖開(kāi)挖的工期緊等因素，最終確定采用水平預(yù)裂爆破輔以垂直淺孔梯段爆破法開(kāi)挖保護(hù)層，各項(xiàng)爆破參數(shù)基本以ⅡI區(qū)為準(zhǔn)，在以后的施工中根據(jù)巖石的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整。

3、參數(shù)選取

3.1 水平預(yù)裂孔參數(shù)選取

3.1.1 孔徑和藥卷直徑根據(jù)我國(guó)水利工程邊坡預(yù)裂爆破一般采用孔徑為90～l10mm的施工經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合生產(chǎn)性試驗(yàn)的鉆孔機(jī)具和壩基開(kāi)挖現(xiàn)有的鉆孔機(jī)具，選用CM351潛孔鉆為水平預(yù)裂孔的主要鉆孔機(jī)具，鉆孔直徑為巾90，相應(yīng)藥卷直徑為32mm。

3.1.2 鉆孔間距。鉆孔間距a和鉆孔直徑D的關(guān)系可用間距系數(shù)n來(lái)表示：a-nD；n值的大小決定著鉆孔的數(shù)量，n值過(guò)大，不能保證預(yù)裂縫的形成，影響預(yù)裂效果；n值過(guò)小，將增加鉆孔數(shù)量，不經(jīng)濟(jì)，并且影響施工進(jìn)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一般認(rèn)為n值取7～12較合適。根據(jù)鉆孔直徑D的大小選擇藥卷直徑d，不耦合系數(shù)e是指鉆孔直徑與藥卷直徑的比值，可用e-D/d表示。用于水平預(yù)裂爆破的藥卷直徑為32mm，鉆孔直徑為90mm，e值取2.81。

3.1.3 鉆孔深度。采用CM351鉆機(jī)鉆孔時(shí)，鉆孔深度≤15m為宜。

3.1.4 線裝藥密度。根據(jù)壩基的巖性，參照其它水利工程的施工經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)生產(chǎn)性試驗(yàn)和多次對(duì)不同巖石、巖石強(qiáng)度、施工部位預(yù)裂孔間距總結(jié)，不斷調(diào)整線裝藥密度，最終確定線裝藥密度為280～300g/m。

31.5 堵塞長(zhǎng)度。經(jīng)過(guò)多次實(shí)踐證明，孔口部分不裝藥的長(zhǎng)度，以控制孔口藥包爆炸時(shí)不致產(chǎn)生爆破漏斗為限?？卓诙氯L(zhǎng)度對(duì)水平預(yù)裂面的效果有很大影響，堵塞長(zhǎng)度過(guò)短，爆破時(shí)氣體逸出，不易形成預(yù)裂縫或預(yù)裂縫寬度不夠；堵塞長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，在孔口附近部位易殘留水平炮孔。在金安橋水電站壩基開(kāi)挖實(shí)際施工中堵塞長(zhǎng)度根據(jù)爆破效果進(jìn)行不斷調(diào)整，一般取80～150cm為宜，巖石均勻完整，取小值，否則取大值。炮孔堵塞物用粘土和細(xì)砂拌和，其粒度不大于30mm，含水量15%～20%(一般以手握緊能使之成型，松手后不散開(kāi)，且手上不沾水跡為準(zhǔn))。藥卷安放后應(yīng)立即進(jìn)行堵塞，首先塞入紙團(tuán)或塑料泡沫，以控制堵塞段長(zhǎng)度(預(yù)裂孔口預(yù)留0.8m～1.5m)，然后用木炮棍分層壓緊搗實(shí)，每層以10cm左右為宜，堵塞中應(yīng)注意保護(hù)好導(dǎo)爆索。

3.2 爆破孔參數(shù)選取

3.2.1 孔徑和藥卷直徑。根據(jù)壩基開(kāi)挖現(xiàn)有的鉆孔設(shè)備，選用CM351潛孔鉆機(jī)、D7液壓鉆機(jī)作為鉆孔機(jī)具，鉆孔直徑為90mm、76mm，藥卷直徑為60mm。

3.2.2 鉆孔間距。參照垂直梯段爆破的經(jīng)驗(yàn)和生產(chǎn)性試驗(yàn)，采用CM351潛孔鉆機(jī)或D7液壓鉆機(jī)鉆孔時(shí)，間距一般為2.5～2.0m，排距2.5-2.0m，巖石均勻完整的部位間擇距為2.5m，巖石破碎、裂隙較多的部位為2m。

3.2.3 鉆孔深度。鉆孔深度視保護(hù)層厚度而定，但必須控制鉆孔底部在距建基面0.5～0.8m處終孔。

3.2.4 單位耗藥量。根據(jù)壩基各平臺(tái)巖性特點(diǎn)，單位耗藥量q值控制在0.40～0.45kg/m3范圍內(nèi)。爆破參數(shù)的確定原則，根據(jù)鉆孔機(jī)具的性能、巖石性質(zhì)，并參照以往的工程經(jīng)驗(yàn)選定其基本參數(shù)，施工中根據(jù)爆破效果不斷進(jìn)行調(diào)整和修正。

4 水平預(yù)裂與一般邊坡預(yù)裂的區(qū)別

一般邊坡預(yù)裂爆破是在無(wú)限體中進(jìn)行的，底部夾制作用較大，而水平預(yù)裂爆破是在2.0-3.0m厚的有限體中進(jìn)行，類似于光面爆破，底部夾制作用小。水平預(yù)裂孔在爆破施工過(guò)程中，為方便施工，根據(jù)鉆孔深度的不同，將確定的線裝藥密度均勻分布在孔內(nèi)，孔底60cm范圍內(nèi)裝藥密度適當(dāng)增加一倍，孔口堵塞長(zhǎng)度以下50cm適當(dāng)減小一半藥量。

5 施工工藝及技術(shù)要求

5.1 施工準(zhǔn)備。進(jìn)入保護(hù)層厚度范圍內(nèi)鉆孔作業(yè)前，首先進(jìn)行測(cè)量放點(diǎn)，以確定水平預(yù)裂和淺孔梯段爆破的作業(yè)范圍，并用紅油漆標(biāo)明水平預(yù)裂孔的開(kāi)孔高程線，水平預(yù)裂開(kāi)孔高程線以上80cm處為淺孔梯段爆破孔的孔底高程。淺孔梯段爆破孔布孔完成后，進(jìn)行測(cè)量放樣，測(cè)定高程，由工程技術(shù)員逐孔標(biāo)示孔深。

5.2 鉆孔作業(yè)。水平預(yù)裂、淺孔梯段爆破孔可同時(shí)作業(yè)。水平預(yù)裂孔利用已填好的3m寬的平臺(tái)作為鉆機(jī)施工作業(yè)面。預(yù)裂孔鉆孔時(shí)，鉆機(jī)準(zhǔn)確對(duì)位后用水平尺校準(zhǔn)，放慢開(kāi)口速度，達(dá)到一定深度后，再次校核水平度和方位，符合要求時(shí)再加快速度。水平預(yù)裂孔開(kāi)孔誤差要求不大于10cm，淺孔梯段爆破孔的孔底高程誤差不大于20cm。淺孔梯段爆破孔鉆孔時(shí)要根據(jù)逐孔標(biāo)示的孔深，技術(shù)員嚴(yán)格控制鉆孔深度和方向，裝藥前由技術(shù)員逐孔進(jìn)行測(cè)量，合格后方可裝藥。鉆孔完畢后，要對(duì)鉆孔孔位、孔深和孔斜進(jìn)行認(rèn)真檢查，并作好記錄，對(duì)不滿足設(shè)計(jì)要求的孔，必須進(jìn)行補(bǔ)鉆(欠深)或充填(超深)。為防止保護(hù)層開(kāi)挖過(guò)程中，破壞已經(jīng)成型的開(kāi)挖邊坡，在水平預(yù)裂孔的兩端設(shè)置空孔達(dá)到限裂要求。

5.3 裝藥聯(lián)網(wǎng)。壩基保護(hù)層開(kāi)挖采用2#巖石硝銨或乳化炸藥，導(dǎo)爆索或?qū)П軅鞅?，毫秒微差雷管起爆，孔?nèi)全部采用MS15段裝藥，孔外采用MS5和MS3段進(jìn)行延時(shí)，雙發(fā)火雷管起爆。垂直淺孔梯段爆破孔一般采用自孔底向上連續(xù)裝藥和間隔兩種裝藥結(jié)構(gòu)。起爆順序沿抵抗線最小的方向依次分段起爆，控制最大一段起爆藥量小于100kg。水平預(yù)裂孔采用間隔不耦合裝藥，采用竹片綁扎，導(dǎo)爆索串聯(lián)+32mm乳化藥卷間隔裝藥；炸藥按設(shè)計(jì)的線裝藥密度，均勻地綁扎在導(dǎo)爆索和竹皮上，以起固定藥串的作用，竹皮一側(cè)靠保留邊坡一方，以減弱爆破對(duì)邊坡的影響。

[1]顏長(zhǎng)明，毛靜民，張吉祥，張自強(qiáng).將軍山隧道光面爆破技術(shù)與參數(shù)的選擇.武漢工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010,(03):29-32.

[2]張立.煤層綜采面底板巖石松動(dòng)爆破參數(shù)設(shè)計(jì)[J].淮南職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2010,(01):17-19.