控制爆破技術在桐柏蓄能電站中的應用

申請免費試用、咨詢電話：400-8352-114

　　控制爆破是根據(jù)工程要求或爆破的具體條件，通過精心設計、施工、防護等技術措施，嚴格控制爆炸能釋放過程和介質破壞過程，既達到預期的爆破效果，又要將爆破范圍、破壞程度等控制在規(guī)定范圍之內(nèi)的一種爆破方法?？刂票剖潜乒こ贪l(fā)展的新內(nèi)容，因為其不僅爆破效果好、安全，而且在某種情況下對減輕勞動強度、加快工程進度、降低成本和保證工程質量都較普通爆破好，所以控制爆破技術現(xiàn)在已在水電、交通、城市建筑物拆除等領域中得到較廣泛的應用。

　　本文將就控制爆破技術在水電行業(yè)石方開挖中的成功應用進行闡述。

　　1、工程概述

　　桐柏抽水蓄能電站位于浙江省天臺山區(qū)中部，天臺縣境內(nèi)。該電站輸水系統(tǒng)工程地質情況為：在進/出水口主要分布侏羅系上統(tǒng)高塢組流紋質晶屑玻屑熔結凝灰?guī)r，屬II—III類圍巖；輸水洞線主要分布燕山晚期第三次侵入花崗巖，屬于基本穩(wěn)定的II類圍巖。進出水口熔結凝灰?guī)r與花崗巖為侵入不整和接觸，膠結良好，無接觸破碎現(xiàn)象。巖體弱~微風化，斷層不發(fā)育，節(jié)理發(fā)育，少數(shù)閉合。

　　巖石力學參數(shù)：弱微風化熔結凝灰?guī)r抗壓強度R干=90~100Mpa，R濕=50~80Mpa，彈性模量E50=（4-4.5）*104 Mpa；弱微風化花崗巖抗壓強度R干=85~120Mpa，R濕=75~85Mpa，彈性模量E50=（4.9-5.4）*104 Mpa。

　　本工程采用2號巖石乳化炸藥，其性能特點見下表

　　2、微差擠壓爆破

　　微差擠壓爆破主要應用于進/出水口邊坡梯段爆破中，為了確定較合理的爆破參數(shù)，在施工過程中結合開挖進行了大量的生產(chǎn)性試驗工作。

　　2.1爆破藥量參數(shù)的確定

　　邊坡梯段爆破開挖高程在▽395.0~▽433.0之間，分三層開挖，即▽433.0~▽420.5、▽418.0~▽406.7、▽404.2~▽395.0。鉆孔機具采用阿特拉斯PC460潛孔鉆，鉆孔直徑D=110㎜，炮孔交錯布置呈梅花型。

　　抵抗線長度采用公式W=HαηD/150(m)確定，式中：H為梯段高程（m）；α為硬度系數(shù)，一般在0.46～0.56之間,取α=0.5；η為高度影響系數(shù)；D為炮孔直徑（㎜）。

　　炮孔間距a=0.65～0.8W(m)，取=0.7W。

　　炮孔排距b=（0.6～1.0）W(m)，因所有鉆孔均為傾斜孔，故取b=0.8Ｗ。

　　單孔裝藥量（按松動藥包計算；臨空面按兩個考慮，系數(shù)為0.83）按Ｑ＝0.83*0.33ＫＨaＷ（Ｋg）計算取值，式中Ｋ為單位巖石炸藥用量（1.4～1.6）Ｋg/m3。

　　堵塞長度按Ｌ＝（２０～３０）Ｄ（m），?。蹋剑玻担摹?/p>

　　2.2裝藥結構

　　各爆破孔采用空氣柱連續(xù)裝藥形式，起爆藥包放在孔底，上部用炮泥堵塞，堵塞泥土中避免夾有小塊石，以防止飛石的產(chǎn)生。

　　2.3起爆網(wǎng)絡

　　起爆順序選用排間順序微差起爆，起爆網(wǎng)絡采用簇并聯(lián)聯(lián)接方式、導爆管起爆的孔內(nèi)延期方法。

　　根據(jù)實踐經(jīng)驗合理的微差間距時間為20ms～50ms之間，依據(jù)此數(shù)據(jù)單孔采用1～８段國產(chǎn)非電毫秒延期雷管，裝藥時根據(jù)各炮孔的起爆順序和延期時間確定相應炮孔內(nèi)所要使用的非電延期雷管段別，然后按網(wǎng)絡設計要求分別裝入相應的各個炮孔內(nèi)。

　　2.4保護層厚度

　　為了避免使水平建基面巖體產(chǎn)生大量爆破裂隙，以及使節(jié)理裂隙面、層面等弱面明顯惡化，并損壞巖體的完整性，采用預留保護層開挖的方法，保護層厚度采用工程類比法確定，取△／dc＝３０，式中△為保護層厚度，dc為梯段炮孔底部的裝藥直徑（采用φ90㎜藥卷），實際施工中取保護層厚度為2.5m。

　　2.5爆破參數(shù)表

　　3、預裂爆破

　　預裂爆破主要應用于進/出水口邊坡明挖爆破作業(yè)。

　　預裂孔與主爆孔布置在同一爆破網(wǎng)絡中，預裂爆破孔先主爆孔110ms起爆。

　　預裂孔采用阿特拉斯PC460潛孔鉆，孔徑D=110㎜，孔距a=8~10D，施工中取a=100cm。預裂孔與最后一排爆破孔的距離取主爆孔排距的一半，施工中采取160cm。

　　裝藥結構采用間隔裝藥，導爆索引爆，參照經(jīng)驗數(shù)據(jù)不偶合系數(shù)一般為D/dc=2~4(式中dc為藥卷直徑)，本工程采用φ32*150g藥卷，實際不偶合系數(shù)為D/dc=110/32=3.4。

　　線裝藥密度按Qx=9.38r0.38R0.53（g/m）計算取值，式中r為鉆孔半徑，單位mm，適用于r=（23~85）mm；R為巖石極限抗壓強度，單位MPa,適用于10.0~150MPa。

　　為了克服炮孔底部巖石的夾制力，保證裂縫貫通到底，在預裂孔底部1/2a（a為孔間距）長度范圍內(nèi)的裝藥密度取2倍Qx線裝藥密度，施工過程中在該范圍內(nèi)用φ32藥卷。

　　堵塞長度控制在0.8~1.0m之間，并用粗砂堵塞（不必搗實）。

　　預裂爆破參數(shù)詳見下表

　　4、光面爆破

　　輸水系統(tǒng)洞室開挖采用光面爆破技術以控制開挖輪廓線。造孔機具采用YT24手風鉆，孔徑D=42mm。

　　4.1確定光面爆破參數(shù)

　　光面爆破參數(shù)首先使用經(jīng)驗公式或工程類比法確定初值，再結合生產(chǎn)性試驗加以調整。

　　周邊孔間距a值是直接影響光面爆破效果的重要參數(shù)之一，依據(jù)經(jīng)驗取值周邊孔間距50~60cm。

　　周邊孔最小抵抗線W值取周邊孔與相鄰輔助孔之間的間距（即光面層厚度），從理論上分析，周邊孔最小抵抗線W值至少應等于或大于a值，因為現(xiàn)在生產(chǎn)的雷管本身起爆時間有誤差。實際上在相鄰兩個裝藥孔內(nèi)裝入同段的雷管，也不可能真正做到同時起爆，總會有些誤差，這樣兩孔間的貫通裂縫就要靠先起爆的那個炮孔來完成，它們彼此之間互為空孔，所以W值要大于a值。本工程周邊孔最小抵抗線W值一般在60~70㎝之間。

　　周邊孔密集系數(shù)K值的確定。分析周邊孔密集系數(shù)K值是為了在確定最小抵抗線W值時，要保證相鄰兩孔之間形成貫通裂縫，并有利于最小抵抗線方向巖石的破壞。根據(jù)國內(nèi)外的施工經(jīng)驗K值宜為0.75~0.95之間，實際施工為K=a/W=0.79~0.92.

　　周邊孔線裝藥密度（按兩個臨空面考慮，系數(shù)為0.83）按QX=0.83qaW(g/m)計算取值，式中q為松動爆破單位耗藥量，依據(jù)巖石力學特性取q=650g/m3。

　　4.2周邊眼裝藥結構

　　4.2.1不偶合裝藥

　　周邊孔采用不偶合裝藥可以顯著的消除圍巖的炮震裂隙，有效的保護圍巖的穩(wěn)定。

　　光面爆破采用的不偶合系數(shù)（即D/dc值）通常在1.5~2.0之間，本工程采用藥卷直徑dc=25mm，實際不偶合系數(shù)為D/dc=42/25=1.68。

　　4.2.2空氣柱間隔裝藥

　　施工時借用竹片將藥卷分段、間隔均勻的固定在周邊孔內(nèi)，并利用導爆索起爆。為克服巖體的夾制作用，在孔底裝一節(jié)φ32*150g的粗藥卷。

　　4.3周邊孔起爆技術

　　無論采用全斷面開挖法，還是采用導洞開挖法，周邊孔均是在崩落孔爆破后才起爆的，這一措施是通過應用不同段別的非電半秒延期雷管來實現(xiàn)的。為了盡量實現(xiàn)周邊孔同時起爆，采用同段別電毫秒延期雷管搭配導爆索的方法，即：在周邊孔內(nèi)既裝入相同段別的非電毫秒延期雷管，又裝入導爆索。

　　4.4光面爆破參數(shù)見下表

　　5、體會

　　5.1由于在桐柏抽水蓄能電站中成功的應用了控制爆破技術，使得工程在進度、質量、安全、經(jīng)濟等各方面均取得較理想的效果。

　　5.2爆破設計參數(shù)的選定在施工中具有絕對的指導意義，體現(xiàn)了科技在生產(chǎn)中的重要作用。

　　5.3孔內(nèi)裝藥量應根據(jù)孔深、巖性（依據(jù)單位時間內(nèi)鉆桿進尺評估巖石硬度的差異）、前一次爆破效果等情況對爆破參數(shù)做適當調整，使之在實踐中優(yōu)化、改進。