纜機(jī)平臺(tái)高邊坡深孔爆破開挖技術(shù)研究

張山勇

（新疆伊犁河流域開發(fā)建設(shè)管理局，新疆 伊犁 835400）

1 概述

ABH某混凝土雙曲拱壩混凝土澆筑采用2臺(tái)平移式纜索起重機(jī)。左岸纜機(jī)平臺(tái)布置在970.0 m，主車架采用25.0 m高塔架，主車主索支點(diǎn)高程995.0 m。右岸纜機(jī)平臺(tái)高程950.0 m，副車塔架高度25 m，副車主索支點(diǎn)高程975.0 m。纜機(jī)跨度640.0 m，主索最大垂度為5%，最大垂距32.0 m。主索兩端支點(diǎn)高差為20 m，為主索跨度的3%。左岸纜機(jī)平臺(tái)開挖高程從EL1027.5～EL942.5，最大施工邊坡高約85 m。開挖高程分為6級(jí)臺(tái)階，分 別 為 EL1013.5、EL998.5、EL983.5、EL972.5、EL957.5、EL947.5、EL942.5，臺(tái)階寬 1.5 m。開挖總方量約為22萬m3。

右岸纜機(jī)平臺(tái)開挖高程從EL998.5～EL947.17，最大施工邊坡高度約為51.3 m。開挖高程分為3級(jí)臺(tái)階，臺(tái)階分別為EL994、EL979、EL964，臺(tái)階寬1.5 m。開挖總方量約為7.5萬m3。左右岸纜機(jī)平臺(tái)開挖總方量約為30萬m3，月開挖高峰強(qiáng)度15萬m3/月。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 左岸纜機(jī)平臺(tái)

1）工程地質(zhì)條件。左岸纜機(jī)平臺(tái)位于左壩肩岸坡頂部，地表高程960～1020 m，供料線及吊灌平臺(tái)高程930～985 m，其中，吊灌平臺(tái)靠近冬吐勁河岸一側(cè)邊坡高陡，局部坡度大于80°。

纜機(jī)平臺(tái)所在斜坡基巖裸露，主要出露地層為石炭系中統(tǒng)東圖津河群中亞群第四層(C2dnb-4)、第五層(C2dnb-5)及第六層(C2dnb-6)，主要巖性為灰?guī)r。纜機(jī)平臺(tái)出露的斷層主要有jef36、jef38。

2）工程地質(zhì)問題。纜機(jī)平臺(tái)、供料及吊灌平臺(tái)基礎(chǔ)地層巖性為灰?guī)r，屬硬巖類，地基穩(wěn)定性較好。斷層jef36及jef38從平臺(tái)穿過，需做適當(dāng)處理。

2.2 右岸纜機(jī)平臺(tái)

1）工程地質(zhì)條件。右岸纜機(jī)平臺(tái)位于壩基岸坡頂部斜坡上，平臺(tái)附近高程940～980 m，自然坡度25°～30°。纜機(jī)平臺(tái)所在斜坡基巖裸露，局部段斜坡表部覆蓋少量第四系全新統(tǒng)（Q4eol）風(fēng)積黃土?；鶐r地層主要為石炭系中統(tǒng)東圖津河群中亞群第三層(C2dnb-3)、第四層(C2dnb-4)及第五層(C2dnb-5)，主要巖性為灰?guī)r。

2）工程地質(zhì)問題。纜機(jī)平臺(tái)地基地層巖性為灰?guī)r，屬硬巖類，地基整體穩(wěn)定較好。纜機(jī)平臺(tái)所在斜坡為一山梁頂部，邊坡自然坡度基本小于30°，邊坡現(xiàn)狀整體穩(wěn)定性較好。平臺(tái)最大開挖深度約25 m，應(yīng)重視開挖邊坡穩(wěn)定性。

3 施工方案優(yōu)化

3.1 開挖分層

根據(jù)不同高程設(shè)計(jì)馬道的分布特點(diǎn)進(jìn)行分層。左、右岸纜機(jī)平臺(tái)邊坡馬道高度為15 m，根據(jù)高差15 m的兩層馬道之間擬采用10 m、5 m分兩層梯段或15 m一次性梯段爆破進(jìn)行開挖。臨近建基面（左岸969.17 m高程纜機(jī)平臺(tái)、947.5 m供料線平臺(tái)、942.5 m吊罐平臺(tái)）底部預(yù)留2 m保護(hù)層由手風(fēng)鉆完成鉆孔爆破。各層馬道預(yù)留2 m保護(hù)層采用手風(fēng)鉆造水平預(yù)裂孔爆破。

3.2 石方開挖

根據(jù)《水利水電工程施工組織設(shè)計(jì)與施工新技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)》中預(yù)裂孔參數(shù)確定。預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計(jì)目的，在于正確處理孔徑與孔距、線裝藥密度、不偶合系數(shù)之間的關(guān)系。

炮孔間距：

式中：a為炮孔間距，mm；D為鉆孔直徑，mm；7～12為系數(shù)，當(dāng)孔徑小時(shí)，取大值，孔徑大時(shí)，取小值；當(dāng)巖石均勻完整時(shí)，取大值；巖石破碎時(shí)，取小值。

不偶合系數(shù)：

式中Dd為不偶合系數(shù)，堅(jiān)硬巖石選較小值，松軟巖石選大值；D、d為分別為鉆孔、藥卷直徑，mm。

線裝藥密度：根據(jù)巖石強(qiáng)度和孔距計(jì)算：

式中Qx為線裝藥密度，g/m，系全孔裝藥量（扣除底部加強(qiáng)藥包），除以裝藥段長(zhǎng)度（不計(jì)堵塞段）；根據(jù)上述公式計(jì)算出線出藥密度：

4 質(zhì)量保障措施

1）在施工作業(yè)的區(qū)域，為了便于鉆機(jī)行走及測(cè)量放點(diǎn)，先由施工隊(duì)伍對(duì)工作面進(jìn)行清理整平。要求預(yù)裂孔2.0 m范圍內(nèi)，大面平整度控制在20 cm以內(nèi)，且表面浮渣清除干凈；其它梯段孔部位平整度控制在50 cm以內(nèi)。

2）基面找平清理合格后，測(cè)量人員按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)量放樣，周邊預(yù)裂孔要求準(zhǔn)確的放出孔位、方位點(diǎn)，并用紅油漆在基巖上做好標(biāo)記，并統(tǒng)一編號(hào)，加強(qiáng)保護(hù)。結(jié)束放樣后，出具放樣單。施工人員根據(jù)放樣單進(jìn)行鉆孔。中間梯段主爆孔必須由測(cè)量人員放出不少于3個(gè)高程控制點(diǎn)，然后由技術(shù)員根據(jù)爆破設(shè)計(jì)所規(guī)定的間、排距，用皮尺或者卷尺測(cè)放，孔位同樣用紅油漆作好明顯的標(biāo)記。

3）預(yù)裂孔要求最大偏差不能大于2 cm，傾斜角度不能大于0.5°，主爆孔要求最大偏差不能大于10 cm，最大傾斜角度不能大于1°。現(xiàn)場(chǎng)采用“定點(diǎn)、定向、定角度”三個(gè)方面進(jìn)行控制，以保證預(yù)裂面的平整度。

4）鉆孔完成，質(zhì)檢人員應(yīng)及時(shí)對(duì)已完成的預(yù)裂孔進(jìn)行傾角及孔深進(jìn)行檢查，對(duì)不符合要求的預(yù)裂孔進(jìn)行封孔，重新開孔進(jìn)行鉆孔。對(duì)合格的預(yù)裂孔孔口塞編織袋進(jìn)行保護(hù)。

5）裝藥時(shí)，嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)要求進(jìn)行預(yù)裂孔及主爆孔裝藥，并按照爆破設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)圖進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接。

5 結(jié)語

纜機(jī)平臺(tái)高邊坡開挖過程中，邊坡設(shè)計(jì)線采用10 m、5 m兩次預(yù)裂和15 m一次預(yù)裂爆破的方式。通過現(xiàn)場(chǎng)爆破參數(shù)的不斷調(diào)整，邊坡采用5～10 m預(yù)裂爆破，鉆孔質(zhì)量和裝藥上容易質(zhì)控，有效的控制了半孔率、爆破出石渣的粒徑等。15 m梯段性預(yù)裂爆破鉆孔質(zhì)量及爆破效果上雖不及5～10 m爆破效果，但節(jié)約了工期，在施工進(jìn)度上有很大的優(yōu)勢(shì)，施工過程中加大質(zhì)量控制，開挖質(zhì)量完全符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，同時(shí)也提高了經(jīng)濟(jì)效益。