多孔微差分級延時爆破在南哨電站施工中的應(yīng)用

盧漢林

(貴州省黔東南州水電工程公司，貴州 凱里556000)

1 概述及施工要求

劍河南哨電站于1984年建成，第一期工程裝機2 ×500 kW;擴建后，增加1 臺發(fā)電機紐，總裝機為3×500 kW。新增機組通過打一條長17 m;半徑為1.0 m的隧洞與原隧洞錐管相連引水發(fā)電。該洞與原廠房上游側(cè)墻相距1.5 m，洞身穿過原付廠房和升壓站底部;垂直高差分別為3 m和11 m;距中控室垂直距離為3 m，水平距離7 m，施工難度大。

2 施工方案選擇

該工程區(qū)域內(nèi)出露的地層為前震旦系板溪群的變余凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)板巖等。在廠房區(qū)內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)面沒有切割，巖層結(jié)構(gòu)完整。

施工前，為了保證原廠房發(fā)電機組的正常運行，同時又要保證開挖爆破時對已建廠房內(nèi)的發(fā)電設(shè)備、儀器、儀表及廠房建筑物的安全，建設(shè)單位曾建議采用靜態(tài)爆破法。此法一般在建筑物拆除施工中使用較多，國產(chǎn)破碎劑對素混凝土的處理效果好，但是在變質(zhì)巖地區(qū)，而且是巖層結(jié)構(gòu)完整，沒有切割臨空面的條件下，使用此辦法效果不佳，同時鈷孔的工作量大，工期也長。相反，采取控制爆破的辦法。即多孔微差分級延時爆破法施工，由下往上(由洞出口方向往錐管方向)分段推進(jìn)開挖效果好。在鎮(zhèn)墩錐管處的R150 用人工硬打工作量也不大?？梢远虝r間內(nèi)完成［1］。通過比較，決定采取控制爆破的方法進(jìn)行施工。

3 實際施工情況

隧洞開挖的最大難點就是爆破地震動烈度的最佳安全選擇。為了保證施工中沖擊波不致破壞原廠房建筑物及設(shè)備。

在工地沒有振動測試設(shè)備的條件下，開挖時參照國家建筑科研單位研究提供的烈度工程標(biāo)準(zhǔn)［2］。如表1、表2 所示。

表1 建筑物爆破地震的破壞烈度工程標(biāo)準(zhǔn)

表2 磚石建筑物爆破地震動烈度工程標(biāo)準(zhǔn)

由于該工程安全爆破防護(hù)要求嚴(yán)格，首先根據(jù)爆破點產(chǎn)生地震的規(guī)律和特征，將隧道洞開挖長度分成0 ～5 m洞口段;5 ～15 m洞身段，16 ～17 m混凝土鎮(zhèn)墩開挖段3 部份進(jìn)行，開挖時，先用風(fēng)鉆機，在撐子面的四周布置深度1.5 m;孔距為30 cm防震動;在撐子面中心布置3個1.0 m深的開心孔;然后在開心孔四周呈梅花形有8個1.3 m深的爆破孔［3］。

按Vmax=1.0 cm/s的標(biāo)準(zhǔn)安全烈度控制藥量引爆，通過實際情況看，開挖效果一般，對建筑物的設(shè)備無影響。

由于該地區(qū)巖層結(jié)構(gòu)完整，介質(zhì)均一，爆破地震動速度隨炸藥量的增加而增大，特別在洞身段施工時，對建筑物的影響也加大，為了抓進(jìn)度，試探著按Vmax=1.5 cm/s 的標(biāo)準(zhǔn)安全烈度控制藥量開挖。

計算公式為:

式中:Vmax為標(biāo)準(zhǔn)地震動速度;W 為藥量;△H 為爆破點與拾震點的垂距;R 為爆破點與拾震點的水平距。

計算出每段、各次爆破使用的藥量，分成3 級進(jìn)行，按1、2、3 的順序，用秒表進(jìn)行延時控制引爆。爆破時與爆破后，通過宏觀現(xiàn)象和實際觀察:

1)在洞口部分開挖時，距爆破點3 m的原廠房墻抹灰有脫落現(xiàn)象。

2)在洞身開挖時，爆破點距1#發(fā)電機組僅2 mm，藥量相同，地震動量大，廠房內(nèi)的窗玻璃發(fā)出響聲，個別鋏殼開關(guān)跳閘，但機組發(fā)電正常。

根據(jù)以上的情況看，隨著漏身開挖的延伸，越接近鋼管處，爆破地震動的影響是隨著加大的。為了防止洞圍巖的影響加大而危及發(fā)電廠和壓力管道的安全，所以每輪炮均進(jìn)行嚴(yán)格的藥量控制，跟蹤觀察爆破情況，隨時調(diào)整施工方案;采取加深防震孔，減少每輪次爆破藥量等辦法保證施工安全［4］。

4 施工結(jié)果

通過以上方法施工，以Vmax=1.5 cm/s的地震動烈度標(biāo)準(zhǔn)為準(zhǔn)，采取多孔微差分級延時爆破法施工在南哨工地是成功的，原預(yù)計40 d完成的洞挖只用20 d就完成了(為整個工程提前建成投產(chǎn)，爭得了時間)，得到貴州省水電設(shè)計研究院及建設(shè)單位的好評。

微差爆破能降低地震動量，若分段越多，爆破的總藥量產(chǎn)生的地震動強度較一響齊發(fā)爆破強度小。在變質(zhì)巖地區(qū)建筑物拆除。

開挖、地下工程開挖施工中，采用Vmax=1.5 cm/s的烈度標(biāo)準(zhǔn)控制藥量開挖，通過群孔多響爆破，微差分級延時啟爆，嚴(yán)格將時差控制在15 ～20 mg，將各級最大裝藥量控制在一向允許裝藥量的0.5 ～0.7 倍，爆破每輪次的總裝藥量可以增加，更能提高工效。

這樣雖對周圍建筑物有所影響，但沒有影響原廠房設(shè)備的正常運行，保證了施工進(jìn)度，可以達(dá)到設(shè)計要求。

［1］聶自然. 毫秒延時爆破在水車水庫泄洪閘部分拆除中的應(yīng)用［J］. 廣西水利水電，2012(06):33 －38.

［2］邵魯中，龍源，孫遠(yuǎn)征，等. 削弱水下鉆孔爆破水中沖擊波負(fù)面效應(yīng)的試驗研究［J］. 工程爆破，2008，14(03):13 －17.

［3］王建濤，吳祥，穆國鋒. 石門坎電站雙曲拱壩壩肩槽開挖爆破控制技術(shù)［J］. 云南水利發(fā)電，2011，27(06):140 －142.

［4］衛(wèi)學(xué)文. 張峰水庫龍王溝堆石料開采爆破設(shè)計［J］. 山西水利科技，2006(03):68 －69.