淺述用于堆石壩開挖的深孔梯段微差控制爆破技術(shù)

　　摘要：在水布埡水電站的壩基開挖中，如何最大限度地降低爆破對(duì)保留巖體的破壞影響，并探索出鉆爆作業(yè)最優(yōu)參數(shù)和施工措施，以達(dá)到加快石方施工進(jìn)度。文章詳細(xì)介紹了用于石方開挖的梯段微差爆破技術(shù)和起爆網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)。
　　關(guān)鍵詞：開挖；梯段微差；爆破
　　水布埡大壩的土石方開挖工程量巨大，時(shí)間緊，任務(wù)重，要按期保質(zhì)地完成，必定依賴于爆破技術(shù)，目前國(guó)內(nèi)外主要采用鉆爆技術(shù)完成巖石開挖和石料開采的任務(wù)。根據(jù)水布埡特殊的地形、地質(zhì)條件，如何有效提高開挖進(jìn)度，保證開挖質(zhì)量非常關(guān)鍵，則需要更先進(jìn)、成熟、可靠與經(jīng)濟(jì)的爆破技術(shù)。
　　一、孔內(nèi)、深孔梯段間微差控制爆破技術(shù)
　　逐孔起爆微差爆破技術(shù)在國(guó)外礦山中己經(jīng)有多年成功的使用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)靠近建筑物附近的爆破采用該項(xiàng)爆破技術(shù)，可以減輕爆破對(duì)建筑物圍巖的震動(dòng)影響，其技術(shù)核心是單孔延時(shí)起爆，依靠高強(qiáng)度、高精度導(dǎo)爆管需管，實(shí)現(xiàn)爆區(qū)內(nèi)任何一個(gè)炮孔爆破時(shí)，在空間和時(shí)間上都是按照一定的起爆順序單獨(dú)起爆，這樣人為地為每個(gè)炮孔準(zhǔn)備最充足的自由面。
　　二、梯段微差爆破設(shè)計(jì)流程
　　梯段微差爆破設(shè)計(jì)流程圖如圖1所示。
　　（一）基本參數(shù)的確定
　　第一，臺(tái)階高度的確定：按作業(yè)面分層高度，本臺(tái)階高度選擇H=10m。
　　第二，鉆孔傾角的確定：鉆孔傾角α取75°-90°。
　　第三，孔徑的確定：主要取決于鉆機(jī)的類型、臺(tái)階高度和巖石的性質(zhì)，根據(jù)本工程的鉆機(jī)及現(xiàn)場(chǎng)情況，選擇鉆孔孔徑在105mm-165mm之間，本工程取主要梯段爆破鉆孔孔徑為138mm。
　　第四，炸藥單耗的確定：炸藥單耗主要由巖石的可爆性和所選炸藥的種類決定，根據(jù)招標(biāo)文件提供的地質(zhì)資料，現(xiàn)場(chǎng)使用的炸藥為混裝乳化炸藥，暫取單耗藥量為0.7kg/m3。
　　第五，單響藥量的確定：本工程中開挖區(qū)域離附近建筑物最近點(diǎn)在300米以上，建筑物承載地基均呈軟性基礎(chǔ)，抗質(zhì)點(diǎn)震動(dòng)在1.5cm/s以上，單響藥量Q取240公斤，完全滿足建筑物抗震要求。
　　（二）計(jì)算參數(shù)的確定
　　1、底盤抵抗線的確定
　　底盤抵抗線的大小確定同炸藥威力、巖石的可爆性、巖石的破碎要求以及鉆孔機(jī)具、直徑、臺(tái)階高度和臨空面的坡面角等因素有關(guān)，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，底盤抵抗線一般按下式確定：
　　W底=（20-50）D①
　　式中：D為鉆孔直徑，mm，本工程取30。
　　2、超深的確定
　　超深是用來克服臺(tái)階底盤巖石的夾制作用，按經(jīng)驗(yàn)，超深一般取：
　　h=（0.15-0.35）W底②
　　式中：h為超深，mm；W底為底盤抵抗線，mm。
　　3、孔深的確定
　　孔深由臺(tái)階高度和超深及鉆孔傾角確定，即L=（H+h）cosα。
　　4、孔距、排距的確定
　　孔距：孔距a=mW底③
　　式中：a為孔距，m為炮孔密集系數(shù)，本工程采用寬孔距爆破，取m=2。
　　排距：排距b=W底 ④
　　5、堵塞長(zhǎng)度Lc
　　一般來說，堵塞長(zhǎng)度取（20-40）D，根據(jù)本工程的技術(shù)要求，取Lc=20D。
　　6、單孔藥量的確定
　　單孔藥量由單耗和單孔控制面積及梯段高度決定，即Q1=qabH。根據(jù)孔、排距的具體情況，鉆孔直徑為105mm的單孔藥量，經(jīng)計(jì)算=5×2.5×15.7×0.7=137.37kg。
　　7、裝藥結(jié)構(gòu)
　　雖然炮孔底部所受的夾制力最大，而中部較小，但為了施工的方便，本工程采用全孔裝藥結(jié)構(gòu)（見表1、圖2），孔內(nèi)全孔裝混裝乳化炸藥，孔底部裝密度較大的乳化炸藥，作為起爆藥。為了減小“巖埂”，起爆采用反向起爆方式。
　　
　　
　　三、起爆網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
　　（一）布孔形式及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)
　　梯段爆破布孔形式及網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)：由于寬孔距微差擠壓爆破，能充分利用爆破能量，較好地控制爆碴塊度，降低成本，在爆破工程中獲得了越來越廣泛的運(yùn)用。本工程選取的布孔形式，如圖3、圖4所示。
　　
　　
　　
　　（二）爆破延時(shí)時(shí)間
　　微差擠壓爆破延時(shí)時(shí)間一般為20ms-50ms。
　　四、結(jié)束語
　　結(jié)合水布埡各部位的開挖要求和地形地質(zhì)條件，確定了合適的鉆爆梯段控制、深孔梯段爆破等方案；根據(jù)相應(yīng)的爆破效果，不斷修正完善以達(dá)到更好的效果。孔內(nèi)（深孔）梯段間微差控制爆破技術(shù)的運(yùn)用保證了大壩施工的質(zhì)量、施工進(jìn)度和工期要求，從而為水布埡水利樞紐工程完成各項(xiàng)施工形象進(jìn)度提供了基礎(chǔ)條件。
　　參考文獻(xiàn)：
　　1、劉定華.水布埡面板堆石壩石料爆破開采技術(shù)及試驗(yàn)研究[D].武