青川縣喬莊河金洞坪段河道山體開挖爆破設計

楊 波

(葛洲壩集團第二工程有限公司,成都,610091)

青川縣喬莊河金洞坪河道綜合整治工程,山體開挖邊坡采用了深孔微差爆破為主、手風鉆鉆孔爆破為輔的施工方案。該山體微風化巖石坡比為1∶0.5,弱風化巖石坡比為1∶0.75,強風化巖石坡比為1∶1.0,全風化巖石及覆蓋層坡比為1∶1.5。本文對其爆破設計作了簡要介紹。

1 爆破方案的選擇

針對本工程環境復雜、工期緊、要求高、爆破與裝運平行作業等特點,在爆破方案選擇時,著重考慮以下幾個方面的問題,以達到最優的方案要求,如期完成本工程:(1)爆破作業面最好能形成連續的循環作業,避免施工干擾,延誤工期;(2)爆破產量及爆堆作業面如何滿足大量機械裝運的要求;(3)爆破方案如何滿足質量與安全的要求;(4)爆破方案采用先進科學技術,便于集中管理,獲得較好的經濟效果。

根據本工程特點和現場實地考察,擬選用深孔微差爆破為主,手風鉆鉆孔爆破為輔的施工方案。在工作面施工順序上和爆破規模上,特別要結合工期緊的特點來考慮,避免施工干擾。

2 爆破技術設計

2.1 深孔爆破參數

孔徑φ:孔徑選取80mm;

臺階高度H:取5m～20m;

最小抵抗線W:按孔徑的25～30倍,取2.5m～3.5m;

超深h:超深按h=(0.15～0.35)W 計算,一般取0.5m～1.0m;

孔距a:孔距一般取3m～4.5m;

排距b:排距取2.5m～3m;

填塞長度l:通常取0.8～1.2倍的最小抵抗線作填塞長度,控制爆破取大值,可初步取2.8m～4.0m;

單位炸藥消耗量:根據地質條件,周圍環境情況并參照以往類似工程施工經驗,采用松動爆破,炸藥單耗取0.30kg/m3～0.50kg/m3。

深孔爆破的基本參數是以孔徑來參照的,以上所選的孔徑是89mm,不同規格不同型號的鉆機,有不同的孔徑,各種爆破參數也相應地做適當調整。

2.2 淺孔爆破參數

淺孔排炮最小抵抗線W:W=(25～30)D,D為炮眼直徑;間距A:A=(1.0～1.2)W;排距B:B=A;單耗K:K=0.3kg/m3;孔深 L:L=(1.0～3.0)m。

單孔藥量Q:Q=KABL=(0.43～1.30)kg;布孔方式:梅花形布孔;裝藥結構:耦合裝藥;起爆方式:延時分段起爆每5個炮孔同時起爆;堵塞長度:超過1/3孔深。

2.3 光面爆破參數

根據山體高差和設計要求,本工程光面爆破臺階高度為8m和10.5m,設計坡比主要為1∶1和1∶0.5;鉆孔深度為約11.3m,爆破方式采用導爆索起爆微差爆破;鉆孔設備采用以支架式潛孔鉆機為主,自行式液壓鉆機為輔。

2.3.1 施工順序。依據設計提供的工程地質條件,結合本標段的總體安排,本爆區的光面爆破施工順序采用全斷面爆破開挖,以有效地實現光面爆破,保證爆破的質量。

2.3.2 光爆層的厚度W。光爆層就是指周邊炮孔與最外層主爆孔之間的一圈巖石層,光爆層的厚度就是周邊孔 (光爆孔)的最小抵抗線。本次施工采用的鉆機鉆孔直徑為90mm,根據現場的地質條件、全斷面開挖和以前施工經驗,光爆層的厚度取1.9m,即W=1.9m。

2.3.3 孔距A——周邊孔 (光爆孔)的間距。光爆層的厚度W 與周邊孔 (光爆孔)的間距A有著密切的關系,兩者的比值稱為周邊孔(光爆孔)的密集系數,即M=A/W。根據以前爆破施工經驗和我國使用的炸藥情況,參照國內外經驗,M=0.5～0.8,本工程取M=0.6,則孔距A=1.1m。

2.3.4 孔距系數N——孔距A與孔徑D之間的比值N=A/D=12.8。根據以前爆破施工經驗和我國使用的炸藥情況,參照國內外經驗,N=12～16。

2.3.5 裝藥集中度Q(kg/m)。裝藥集中度Q指的是整個炮孔的平均單位長度裝藥量,即炮孔的總裝藥量除以整個炮孔長度 (包括堵塞段)的商。根據以前施工經驗以及國外最常用的經驗數據,裝藥集中度Q=0.45kg/m。

2.3.6 單位用藥量C(kg/m3)。依據公式C=Q/(W×A)計算,C=0.21kg/m3。

3 起爆方法與起爆網路

根據本工程的特點,該爆破網絡設計采用非電爆破網絡聯接,孔內采用非電導爆管延期雷管,采用 “并串并”網絡聯接。

3.1 孔外起爆網路

為保證起爆網絡的可靠性,孔外采用兩套獨立系統的非電爆破網絡,依據爆區的周邊環境,確定單響齊爆藥量是控制爆破振動的重要手段。

3.2 孔內起爆網路

為保證孔內起爆網路的可靠性,孔內接導非電爆管雷管兩發,做好爆破網絡聯接,做到不漏接,不接錯,是控制深孔爆破不產生啞炮的重要方法之一。

3.3 起爆次序設計

根據本工程特點,采用 “V”形微差起爆技術,兩側對稱起爆,加強巖石的碰撞和擠壓,以獲得較好的破碎質量,同時減少爆堆寬度,降低地震效應。

3.4 深孔爆破裝藥和堵塞

為確保本工程爆破安全,設計好堵塞長度和做好堵塞工作,是保證堵塞質量是控制飛石和沖孔的重要方法之一。

3.5 深孔爆破炮孔的布置

根據爆破山體的實際情況和設計的施工斷面圖,結合設計的孔網參數、角度和爆炸單耗值,核算每孔的最小抵抗線布置炮孔,也是控制爆破飛石的基本措施。

4 結語

青川縣喬莊河金洞坪段河道綜合整治工程,通過上述爆破方法的實施,順利完成了該區域山體的開挖任務,取得良好效果。