水利樞紐發(fā)電洞洞身工程爆破試驗探討

朱星銘

中國葛洲壩集團第一工程有限公司 湖北宜昌 443000

實驗表明，爆炸不會對爆炸區(qū)的巖體造成破壞性影響，爆炸殘余孔率高，殘留炮孔痕跡均勻分布，相鄰兩個孔之間的巖面平坦，洞壁沒有明顯的爆炸裂縫。

1 工程概況

該水利樞紐位于新疆西南部地區(qū)，工程任務(wù)以防洪、灌溉為主，兼有發(fā)電等綜合利用，中樞為大（1）型Ⅰ等工程，兩個發(fā)電廳的長度分別為601米和60000米，設(shè)計襯里的內(nèi)徑為8.5米。一號發(fā)電洞試驗段地層巖性主要是白亞系磚塊紅色細砂巖，巖石較好，圍巖以Ⅲ種為主。2號發(fā)電洞試驗階段的地層巖性主要是砂質(zhì)泥巖，夾砂巖，含有石膏泥質(zhì)砂巖和石膏層，少量薄層～厚層狀，周圍巖以IV種為主。

由于兩個發(fā)電孔較長，所以施工時間很緊，為了指導(dǎo)發(fā)電孔的施工順利進行，通過生產(chǎn)性試驗，為洞室Ⅲ、Ⅲ周圍巖石的挖掘爆破提供了合理的施工參數(shù)和流程。

2 試驗基本情況

試驗分為1號發(fā)電洞的軀干工程Ⅲ類的圍墻樁號5+808.3m～5+804m、5+804m～5+800.1m兩次爆破循環(huán)，進行2號發(fā)電洞的工程Ⅳ類的圍號5+859.5+855.6m、5+855.6m～5+852.6m兩次爆破循環(huán)。

3 試驗過程

3.1 測試參數(shù)

根據(jù)工程地質(zhì)資料、設(shè)計圖，采用全斷面光面爆破試驗。工程使用自造的臺架、YT-28手電鉆、光面爆炸、人工藥，電毫秒差起爆網(wǎng)絡(luò)、電雷管起爆、機械通風(fēng)[1-3]。

試驗爆破參數(shù)的設(shè)計如下。

（1）口徑：D=42mm。

（2）抽取槽孔深度：L=5m；副溝孔深度：L=5m；爆破孔的深度是4.5米光爆孔深度4.0m。

（3）藥卷徑：d=32mm。

（4）非耦合系數(shù)：з=1.3。

（5）罐裝藥密度：QL=0.2kg/m。

（6）填充長度：Lt=1.0m。

3.2 炮孔配置

（1）第一次爆炸實驗。

1號發(fā)電孔炮的孔主要設(shè)有缺口孔、副切口孔、爆破孔、周邊孔，主要槽孔深度5.0m，孔數(shù)16個，單孔藥量2.4kg。副穴穴深度5.0米，孔數(shù)12個，藥量2.4kg。破裂孔深度4.5米，孔數(shù)48個，藥量1.2kg，光爆炸孔數(shù)39個，藥量0.6kg。

2號發(fā)電孔炮的孔主要設(shè)有缺口孔、副切口孔、破裂孔、周邊孔，主要槽孔深度5.0m，孔數(shù)16個，單孔藥量2.2kg。副穴穴的孔深5.0m，孔的數(shù)12個，單孔藥的量是2.2kg。破裂孔深度4.5米，孔數(shù)48個，藥量1.2kg，光爆炸孔數(shù)39個，藥量0.6kg。

（2）第二次爆炸試驗。

1號發(fā)電孔炮的孔主要設(shè)有缺口孔、副切口孔、破裂孔、周邊孔，主要槽孔深度5.0m，孔數(shù)20個，單孔藥量2.4kg。副穴穴深度5.0米，孔數(shù)12個，藥量2.4kg。破裂孔深度4.5米，孔數(shù)55個，單孔藥量1.2kg，光爆炸孔數(shù)39個，單孔藥量0.6kg。

2號發(fā)電孔炮的孔主要設(shè)有缺口孔、副切口孔、破裂孔、周邊孔，主要槽孔深度5.0m，孔數(shù)16個，單孔藥量2.2kg。副穴穴的孔深5.0m，孔的數(shù)12個，單孔藥的量是2.2kg。破裂孔深度4.5米，孔數(shù)51個，藥量1.2kg，光爆炸孔數(shù)39個，藥量0.6kg。

3.3 裝藥

開洞完成，合格后吃藥。不是電毫秒的差雷管而是起爆。

（1）炸藥裝填。爆炸孔裝有直徑32mm的藥卷，堵塞長度1.0m。起爆藥用靜力壓住，剩下的用充分包住，用力沖[4-5]。

（2）起爆順序的選擇。按四序起爆，各序列孔爆破參數(shù)見表1、表2。

表1 1號發(fā)電洞爆破參數(shù)

表2 2號發(fā)電洞爆破參數(shù)

3.4 起爆

（1）起爆前的安全對策。a.根據(jù)試驗特定項目方案，起爆前半小時的人員、機器除安全紅線外撤退。b.再次確認破裂網(wǎng)絡(luò)，確保連接網(wǎng)絡(luò)無誤。c.安全人員在紅線外的各出入口值班，確保安全[6]。

（2）起爆。爆炸員接通電路，起爆準(zhǔn)時起爆。15min后爆炸員進入現(xiàn)場進行檢查，經(jīng)過檢查，無炮，現(xiàn)場安全，解除警戒[7-9]。

3.5 試驗效果

警戒解除后開孔確認爆破試驗的效果，爆炸效果見表3、表4。

表3 1號發(fā)電洞Ⅲ類圍巖爆破試驗爆破效果統(tǒng)計表

表4 2號發(fā)電洞Ⅳ類圍巖爆破試驗爆破效果統(tǒng)計表

4 結(jié)語

通過對發(fā)電洞身工程開展爆破性試驗，得出如下結(jié)論：

（1）通過爆破試驗對比，1號發(fā)電洞第二次爆破，2號發(fā)電洞第二次爆破，殘孔率較高，殘留炮孔痕跡分布均勻，相鄰兩孔間的巖面平整，孔壁無明顯的爆破裂隙，爆破未損害巖體的完整性，滿足設(shè)計要求[10-12]。

（2）建議發(fā)電孔的鉆探形式：在基板上留下1.4m的光面爆破并挖掘，在Ⅲ種巖場上單循環(huán)進尺3.9m，在Ⅲ類巖盤上單循環(huán)進尺3.0m。

（3）光學(xué)面爆炸參數(shù)：Ⅲ類周圍巖的口徑為42mm，光爆炸孔的間隔為0.55m，破裂孔的間隔為1.0m，主要切口孔的間隔為0.5m，副溝孔之間的距離為0.5m，最大單片為70.8kg。Ⅳ類圍巖的口徑為42mm，光爆炸孔的間隔為0.50米，破裂孔的間隔為1.0m，主要切口孔的間隔為0.6m，副溝孔之間的距離為0.6m，最大單孔為61.2kg。