中間渠道F1斷層開挖爆破施工方案

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簡(jiǎn)介： f1斷層直接采用邊坡預(yù)裂的方式進(jìn)行施工；根據(jù)現(xiàn)在實(shí)際情況， EL286.5～EL274.8馬道的建基面保護(hù)層開挖采用水平預(yù)裂爆破輔以垂直孔梯段爆破法一次爆破完成。
關(guān)鍵字：邊坡開挖 預(yù)裂爆破 施工方案

　　 1.前言

　　重慶烏江彭水電站通航建筑物中間渠道f1產(chǎn)狀100～120°＜70～80°，是壩區(qū)最大的斷層。斷層破碎帶真厚度7～15m。f5產(chǎn)狀220～235°＜65～78°，斷層破碎帶寬5～10m，在中間渠道邊坡地表390高程左右切割f1斷層，f5斷層上盤f1斷層向上游平移達(dá)30m。f36產(chǎn)狀195～210°＜63～84°，斷層破碎帶寬3～6m。在中間渠道邊坡地表EL350高程、330高程馬道附近切割f1斷層，f36斷層上盤f1斷層向下游平移達(dá)7m。f5、f36與f1斷層交匯處順斷層溶蝕強(qiáng)烈，發(fā)育成溶洞，溶洞規(guī)模大，f5上盤溶洞向山內(nèi)發(fā)育一定深度，垂直方向與導(dǎo)流洞附近溶洞有一定水力聯(lián)系。f36斷層下盤f1斷層破碎帶寬5～10m，為角礫巖、碎裂巖，膠結(jié)較好。

　　f36、f5斷層與f1斷層交匯帶及溶洞充填物為粘土夾塊石，并見灰華，為軟塑狀，交匯帶順f1斷層兩側(cè)溶蝕擴(kuò)大，總寬度約35～40m，斷層交匯帶與溶蝕破碎帶施工期產(chǎn)生坍塌，致使靠山外側(cè)邊坡形成倒懸體。該部位已經(jīng)出現(xiàn)多次跨塌，2006年6月30日正邊坡EL345高程出現(xiàn)跨塌，7月3日跨塌范圍增大， EL364高程至EL345高程已支護(hù)部位及上游側(cè)邊坡支護(hù)部位跨塌，致使正面邊坡形成一個(gè)大型的倒懸體。

　　EL315.0 ～EL275高程從已揭露的巖石情況可以看出，此部位邊坡巖石比較破碎，需開挖邊坡的厚度不足8m，故無法采用在爆破孔與預(yù)裂孔間設(shè)一排緩沖孔來為減小爆破對(duì)邊坡破壞，邊坡開挖成型面將會(huì)受到影響。所以直接采用邊坡預(yù)裂的方式進(jìn)行施工；根據(jù)現(xiàn)在實(shí)際情況，決定對(duì)EL286.5～EL274.8馬道的建基面保護(hù)層開挖采用水平預(yù)裂爆破輔以垂直孔梯段爆破法一次爆破完成。保護(hù)層垂直爆破孔采用高風(fēng)壓鉆機(jī)和Y28手風(fēng)鉆機(jī)，孔徑分別為Φ105mm和Φ42mm，孔底高程距建基面不小于0.7m。爆破后，可以直接用大型挖掘設(shè)備挖裝，不需要在進(jìn)行保護(hù)層開挖爆破，縮短施工工期。

　　4.爆破參數(shù)的選擇

　　（1）鉆孔直徑與藥卷直徑

　　根據(jù)f1斷層現(xiàn)有的鉆孔機(jī)械和藥卷品種規(guī)格，選用高風(fēng)壓鉆機(jī)鉆孔，炮孔直徑φ90mm，間距0.4m左右，鉆機(jī)無法施工的部位采用Y28手風(fēng)鉆作為輔助鉆孔設(shè)備，鉆孔直徑為42mm，相應(yīng)藥卷直徑為32mm。

　?。?）鉆孔深度

　　鉆孔深度根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開挖情況而定，鉆孔深度一般為5～10m。

　?。?）炮孔間距

　　參照船閘邊坡開挖爆破的經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)采用高風(fēng)壓鉆機(jī)施工時(shí)，孔距一般為0.5～0.8m，當(dāng)采用手風(fēng)鉆鉆孔時(shí)，孔距一般為0.5～0.6m。

　?。?）單位耗藥量

　　根據(jù)此部位巖性特點(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，一般根據(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。

　　3.施工工藝及技術(shù)要求

　　（1）施工準(zhǔn)備

　　首先進(jìn)行測(cè)量放樣，以確定預(yù)裂孔爆破的作業(yè)范圍，并用紅油漆標(biāo)明開孔位置。

　　（2）鉆孔作業(yè)

　　水平預(yù)裂孔開孔誤差要求不大于10cm，爆破孔的孔底高程誤差不大于20cm。鉆孔時(shí)要根據(jù)地形變化，嚴(yán)格控制鉆孔深度和方向。

　　EL286.5～EL274.8爆破中為減爆破地震效應(yīng)對(duì)水平建基面的作用，阻止爆破在巖體中產(chǎn)生的爆破裂隙和節(jié)理裂隙面、層面的破壞延伸到建基面巖體中，要求水平預(yù)裂范圍要超出梯段爆破范圍1.0～2.0m。

　　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)未滿足設(shè)計(jì)要求的鉆孔，必須進(jìn)行補(bǔ)鉆(欠深)或充填(超深)。

　?。?）裝藥聯(lián)網(wǎng)

　　預(yù)裂孔裝藥采用竹片綁扎，導(dǎo)爆索串聯(lián)φ32mm乳化藥卷間隔裝藥，線裝藥密度為400～450g/m，爆破采用毫秒延期非電微差起爆網(wǎng)絡(luò)，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)裂爆破和垂直爆破孔同時(shí)按設(shè)計(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)分別裝藥，并在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)聯(lián)接，控制預(yù)裂爆破先于梯段爆破的起爆時(shí)差為75～100ms。

　　3.水平預(yù)裂參數(shù)的選擇與確定

　?。?）鉆孔直徑

　　根據(jù)我國(guó)水利工程邊坡預(yù)裂爆破一般采用孔徑為80～110mm的施工經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合f1斷層施工現(xiàn)有的鉆孔機(jī)械設(shè)備的性能特點(diǎn)，選擇高風(fēng)壓鉆機(jī)為水平預(yù)裂孔的主要鉆孔機(jī)具，鉆孔直徑為105mm，其次選擇手風(fēng)鉆為輔助鉆孔機(jī)具，鉆孔直徑為42mm。

　　（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來表示：a＝nD；n值的大小決定著鉆孔的數(shù)量，n值過大，不能保證預(yù)裂縫的形成，影響預(yù)裂效果；n值過小，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)此部位巖石情況確定采用高風(fēng)壓鉆機(jī)(相應(yīng)鉆孔直徑為105mm)施工時(shí)，設(shè)計(jì)鉆孔間距50～70cm，n值為2；采用手風(fēng)鉆(相應(yīng)鉆孔直徑42mm)施工時(shí)，設(shè)計(jì)鉆孔間距40～50cm，n值為10。

　　（3）不耦合系數(shù)E

　　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。用于本工程預(yù)裂爆破的藥卷直徑為32mm，鉆孔直徑為105mm時(shí)，E值為3.28，鉆孔直徑為42mm時(shí)，E值為1.31，

　?。?）鉆孔深度L

　　水平預(yù)裂的鉆孔施工難度較大，當(dāng)鉆孔深度過大時(shí)(孔深超過10m時(shí))，鉆孔水平精度難以掌握，往往出現(xiàn)向下偏斜，造成孔口與孔底不在同一高程上，最大偏差達(dá)50cm，為保證建基面的開挖平整度，實(shí)際鉆孔過程中除嚴(yán)格控制開孔孔位高程和角度外，還必須控制鉆孔深度。當(dāng)采用高風(fēng)壓鉆機(jī)時(shí)，鉆孔深度以≤10m為宜，采用手風(fēng)鉆鉆孔時(shí)，鉆孔深度以≤3m為宜。

　?。?）線裝藥密度⊿線

　　根據(jù)中間渠道角礫巖的巖性，參照其它水利工程的施工經(jīng)驗(yàn)，選擇經(jīng)驗(yàn)公式為：

　　⊿線＝0.034[σ壓]0.63a0.67

　　式中：⊿線——線裝藥密度(kg/m)

　　[σ壓]——巖石極限抗壓強(qiáng)度(MPa)

　　a——鉆孔間距(m)

　　依據(jù)上式計(jì)算的結(jié)果，并經(jīng)左岸溢流壩段生產(chǎn)性試驗(yàn)不斷調(diào)整線裝藥密度，最終確定線裝藥密度為350～400g/m。預(yù)裂孔裝藥采用竹片綁扎，導(dǎo)爆索串聯(lián)φ32mm乳化藥卷間隔裝藥。具體爆破參數(shù)在施工中經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)后確定。爆破采用毫秒延期非電微差起爆網(wǎng)絡(luò)，最大單響藥量不大于200kg。

　?。?）堵塞長(zhǎng)度L1

　　實(shí)踐證明，孔口堵塞長(zhǎng)度對(duì)水平預(yù)裂面的效果有一定影響，堵塞長(zhǎng)度過短，則爆破時(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)度過長(zhǎng)，則在孔口附近部位易殘留水平炮孔。實(shí)際施工中的堵塞長(zhǎng)度根據(jù)為80～100cm。

　　4.資源投入

　　4.1土石方開挖主要施工設(shè)備見表1-1；

　　4.3人員投入見表2-2。

　　表4-1                 主要施工設(shè)備配備計(jì)劃表

　　表4-2                      主要人員投入計(jì)劃表