地下廠房巖壁吊車梁的爆破試驗

王 巖，王 永，滿 銳

( 黑龍江省引嫩工程管理處，黑龍江 大慶163311)

該地下廠房巖錨梁位于廠房第二層開挖區，巖錨梁巖臺開挖高程為22.06 ～20.6 m，高1.46 m，施工樁號為廠左0 +14.5 ～廠右0 +125.8，長140.3 m。

1 工程地質條件

地下廠房位于PD6洞樁號1 +580 下方約60 m的位置，軸向N30°E，上覆巖體厚度約280 ～370 m。

廠房圍巖主要為灰紫～青灰色中厚層巖屑砂巖夾泥質粉砂巖，泥質粉砂巖含量為12% ～23%。鉆孔揭露: 廠房部位在高程37 ～－15 m內共分布約7 ～10 層軟弱夾層。巖體大多呈微風化，受F220 斷層影響，南端墻及頂拱巖體呈弱風化。

廠房部位斷裂構造發育，有規模較大的F204、F220 斷層，其中F204 斷層分布于廠房北端，產狀為N60 ～75°W，SW∠45 ～55°，寬度5 ～15 m，距廠房北端墻最小距離約4.7 ～8.7 m;F220 斷層分布于廠房南端，產狀為N70 ～55°W，SW∠45 ～58°，寬度1.7 ～5 m，距廠房南端墻最小距離約19.3 m。斷層帶內均發育破碎巖、糜棱巖、斷層泥及碎塊巖等，兩斷層水平距離210 ～250 m。除此之外，尚發育有一些小的如f88、f89、f86、f87 斷層。

廠房南端墻及其頂拱圍巖以Ⅳ類為主，局部為Ⅴ。北端墻及其頂拱圍巖為Ⅲ類，邊墻圍巖則以Ⅲ類為主。

2 試驗依據

包括10 項: ①宜興抽水蓄能電站引水系統及地下廠房工程招標文件、合同文件。②設計文件、設計圖紙。③國家有關文件、法律、法規。④開挖區工程地質、水文地質和水文、氣象等資料。⑤施工組織設計。⑥質量、安全、環保、文明施工要求。⑦分部工程施工工期要求。⑧施工機械設備的性能、數量。⑨施工作業人員的素質和技術水平。⑩炸藥、雷管等火工材料的種類、性能。

3 試驗目的

通過爆破試驗，獲得最佳的爆破參數，為后續鉆爆施工提供科學依據，指導后續爆破施工。

4 試驗區段選擇

根據地下廠房的實際施工情況，巖錨梁開挖試驗區段選在廠房下游邊墻廠右0 +29 ～0 +38 m段。

5 施工機械設備

1) 巖錨梁開挖采用YT－27 鉆孔。

2) 供風利用原廠頂施工支洞供風系統進行供風。

3) 裝渣采用CAT96F 裝載機，出渣配備相應數量的自卸汽車。

6 火工材料選取

6.1 炸藥選擇

炸藥為甲供材料，根據當地實際情況，采用宜興市陽生化工有限公司生產的ML—1 型巖石乳化炸藥，該炸藥是一種環保型的無梯抗水工業炸藥，具有抗水性能好，爆炸性能好、爆速高、猛度大、二次爆破量小等性能特點，適用于不同礦巖地質條件下無沼氣、無礦塵爆炸的地下、露天和水下爆破工程、城市控制拆除爆破、公路、鐵路、隧道、水利等工程的開挖等，其性能指標見表1。

表1 炸藥性能表

6.2 導爆管及雷管

采用南京理工大學科技化工廠宜興分廠生產的塑料導爆管和非電毫秒雷管，每個導爆管+非電毫秒雷管長12 m。

6.3 導爆索

采用山東銀光化工股份有限公司生產的塑料導爆索。

7 試驗人員配置

為了充分作好本次爆破試驗，施工局從上到下進行了精心的組織和管理，配備了充足的技術和質量人員，主要安排見表2。

表2 試驗人員配置表

8 爆破參數選擇

8.1 炮孔布置

根據本工程的實際巖石情況，為使巖壁吊車梁部位巖壁開挖成型良好，保證巖錨梁的開挖質量，巖錨梁開挖方法及炮孔布置見圖1，圖2。

圖1 巖錨梁開挖分塊示意圖

①、②、③、④號孔利用廠房第一層開挖中周邊孔的爆破參數及成果進行爆破開挖，本次爆破實驗主要是確定⑤、⑥號孔的爆破參數。

8.2 孔徑

根據鉆孔設備的性能，結合爆破具體情況，采用炮孔的孔徑為42 mm

8.3 藥卷直徑

采用φ25 巖石乳化炸藥，單卷藥重125 g

8.4 孔向與傾角

⑤號孔向垂直向下，⑥號孔上挑63 度

8.5 孔深及間距

8.5.1 設計孔深

⑤號號孔設計深度1.5 m，底部充填10 cm柔性墊層，間距30 cm;⑥號孔設計深度1.64 m，孔底充填10 cm柔性墊層，間距30 cm。

8.5.2 實際孔深

在實際操作過程中，將根據鉆孔作業的超欠挖情況，由測量實點、逐孔計算孔深并控制孔底高程，上傾孔要保證炮孔的鉆進角度。

8.6 裝藥量

根據廠房第一層開挖中周邊孔的爆破參數及成果，⑤號孔擬按線裝藥密度120 g/m進行裝藥; ⑥號擬孔按線裝藥密度110 g/m進行裝藥。爆破后通過觀察爆破效果確定合適的裝藥量。

8.7 裝藥結構

⑤、⑥號均為光爆孔，采用間隔不偶合裝藥，光爆孔的裝藥結構見圖2。

圖2 裝藥結構布置圖

炮孔采用導爆索引爆，堵塞長為20 ～40 cm。

8.8 擬采用的爆破參數

擬采用的爆破參數見表2。

表3 擬采用的爆破參數

8.9 爆破次序

巖錨梁試驗爆破次序見圖3。

圖3 巖錨梁試驗爆破次序框圖

每次爆破后將石渣清理干凈，測量檢查完超欠挖再放出孔位及實際高程線。

9 質量控制方法

對⑤號孔，鉆孔前由測量放出高程線及鉆孔孔位，測量根據超欠挖情況逐孔測量并計算孔深，施工中打樁拉線并在鉆桿上標明鉆孔深度以控制鉆孔深度; 對⑥號斜向孔，鉆孔前由測量放出鉆孔及高程線，測量根據超欠挖情況逐孔測量并計算實際孔深，鉆孔前用三角樣板及地質羅盤儀確定鉆孔角度及方向后再進鉆，施工中打樁拉線并在鉆桿上標明鉆孔深度以控制鉆孔深度，并用三角樣板及地質羅盤儀檢查并控制鉆孔角度及方向; 鉆孔后由工程部質檢人員對鉆孔深度、角度、孔位進行檢查，并做好記錄，不合格者進行封堵重新鉆孔，合格方可進行下一工序。

10 爆破試驗結果及分析

爆破后經測量檢查，巖錨梁試驗段最大超挖13 cm，最小超挖2 cm，平均超挖4.6 cm，殘留炮孔在巖面上均勻分布，半孔率達85%，孔壁無明顯爆破裂隙，開挖面平整度＜10 cm，爆破效果達到了設計技術要求，表明初選的爆破參數可用于巖壁吊車梁的正式開挖。實際施工時，根據爆破試驗的結果，結合各部位巖石的實際情況靈活調整爆破參數，后續爆破根據前面爆破的情況及時總結、調整，以達到理想效果。

［1］王東全. 論大量爆破設計［J］. 黑龍江水利科技，2001，29( 4) :54－55.