船闸工程深基坑深浅孔爆破施工参数设计研究.pdf

第卷第期水 利 科 学 与 寒 区 工 程V o l ,N o 年月H y d r oS c i e n c ea n dC o l dZ o n eE n g i n e e r i n gS e p,张恺船闸工程深基坑深浅孔爆破施工参数设计研究J水利科学与寒区工程,():船闸工程深基坑深浅孔爆破施工参数设计研究张恺(广东省水利水电第三工程局有限公司,广东 东莞 )摘要:本文以白石窑枢纽船闸工程为例,从爆破施工工艺流程、深浅孔爆破技术参数设计等方面对船闸基坑爆破工程施工进行了研究,研究成果可为相关工程提供参考.关键词:船闸工程;深浅孔爆破;施工;参数设计中图分类号:U 文献标志码:A文章编号:()收稿日期:作者简介:张恺(),男,广东梅州人,助理工程师,研究 方向为船闸深 基坑爆破施工技 术研究与应用.E m a i l:Z h a n g k k c o m.工程概况本工程区域地质构造位于南岭纬向构造带的中南段,北有粤北山字形构造前缘弧和贵东蕉岭断裂带,中有东西向清远安流、丰良佛岗断裂带和高要清远S形断裂构造通过,南邻新生代三水构造盆地是多种构造复合的地区.工程主要是拆除重建一线船闸主体结构上下游闸首、闸室及部分引航道围堰基坑石方爆破工程,有效尺寸 m m m,爆 破 规 模 约 万m.爆破区域分为A爆区和B爆区.A爆区南侧 m处为新建二线船闸航道,北侧 m处为防洪堤.B爆区北侧 m处为白石窑泄水闸集控楼,距白石窑枢纽泄水闸 m.北侧 m处为运行中的水电站及发电厂中心控制室设备 .爆破设计本项目是针对北江航道扩能升级工程白石窑枢纽船闸基坑爆破工程做的专项设计.设计内容主要为:施工过程中的深孔爆破参数包括深孔爆破施工工艺,以及爆破安全技术,爆破有害效应的控制措施、爆破警戒与信号的规定、爆后检查和盲炮处理等进行设计.对开槽爆破、道路开拓、台阶修整爆破时的浅孔爆破进行爆破参数设计.爆破方案爆区主要为基坑爆破,由于基坑深度较 深,周边环境较复杂,爆破时应尽量减少飞石、震动等爆破有害效应.综合考虑上述因素,本爆破工程分为A、B两个爆区.A爆区选用的爆破方法为深孔梯段毫秒延期松动控制爆破,单孔单响起爆技术.先选取适当位置(地势低洼或岩层较软地段)进行开槽爆破,为基坑爆破创造临空面,当形成台阶工作面后以台阶形式向前推进;地连墙附近石方采用预裂爆破技术,有效控制主爆区对保留区的振动影响,防止破裂缝伸向保留区;为进一步减小爆破振动对地连墙的影响和对已形成预裂面的破坏,并有效解决预裂面挂边问题,拟在梯段爆破孔与预裂孔之间设缓冲孔爆破,缓冲孔与梯段孔同时爆破.B爆区选用浅孔松动控制爆破,最大限度地减小爆破振动对重要保护设施的影响,严格控制可能产生的飞石对人员、建(构)筑物及设备造成的危害.石方爆破设计()浅孔爆破技术参数设计计算.对爆区表层的剥离、运输道路开拓、平台修整爆破及开挖深度m内区域,主要采用浅孔控制爆破施工工艺,浅孔爆破钻孔直径为 mm.台阶高度通常不超过m,依据具体情况合理灵活选择台阶高度.药量计量中单孔药量可按式()计算:QqabH()式中:Q为药量计量中单孔药量,k g;q为单位体积耗 药 量,取 k g/m;a为 孔 间 距,取 m;b为排间距及抵抗线,取 m.H为台阶高度,取 m.经计算Q k g.装药及堵塞采用连续装药,堵塞长度L宽度W.起爆方式在孔内使用电子数码雷管,采用单孔单响逐 孔 起 爆 方 式 进 行 起 爆,拟 定 孔 间 延 时m s,排间延时 m s.浅孔爆破相关孔网参数可参照表.浅孔爆破装药结构见图.()开槽爆破技术参数设计计算.在基坑适当位置(地势低洼或岩层较软地段)首先进行开槽爆破,为后续深孔松动爆破创造台阶工作面,设计开槽宽度m,布置排孔.依据被保护物的距离和试爆效果选择合适的炸药单耗.孔网参数:孔径d为 mm;孔深H为m;孔间距a为 m;排间距及抵抗线b为m;采用梅花形布孔.药量计量同式(),其中单位体积耗药量本设 计 中 计 算 时 取 k g/m.计 算 出Q为 k g.装 药 及 堵 塞 采 用 连 续 装 药,堵 塞 长 度Lm.起爆方式采用电子数码雷管起爆网络,单孔单响逐孔起爆技术进行起爆.设计孔间延时 m s,排间延时 m s.爆破相关设计参数可参照表选取.开槽爆破装药结构见图.图浅孔爆破炮孔平面布置图与剖面图表浅孔爆破参数序号台阶高度H/m孔深L/m抵抗线W/m孔距a/m排距b/m装药高度l/m填塞长度l/m单耗q/k gm装药量Q/k g 表开槽爆破参数序号孔深L/m抵抗线W/m孔距a/m排距b/m装药高度l/m填塞长度l/m单耗q/k gm装药量Q/k g ()深孔爆破技术参数设计计算.mm深孔爆破技术基本参数包括:深孔爆破炮孔的直径d mm;钻孔超深h()H;炮孔深度LHh.底盘抵抗线计算如式():WHc o tB()式中:W为底盘抵抗线,m;H为台阶高度,m;为台阶坡面角,本工程中约为 ;B为从钻孔中心至坡顶线的安全距离,m,对大型钻机,B m.经计算本工程取W m.孔距a、排距b计算如式()、式():a()W()b()a()本设计单耗q取 k g/m,单个药包药量第期张恺船闸工程深基坑深浅孔爆破施工参数设计研究图开槽爆破平面布置图及起爆网路Q为 k g.mm深孔爆破技术基本参数包括:深孔爆破 炮 孔 的 直 径d mm;钻 孔 超 深h()H;炮孔深度LHh;底盘抵抗线计算同式(),台阶坡面角在本工程中约为 ;从钻孔中心至坡顶线的安全距离,对大型钻机,B m;经计算本工程取Wm.此外,孔排距a m,b m,炸药单 耗q k g/m.单 个 药 包 药 量 计 算 为 k g.图为数码电子雷管装药结构图,图为台阶深孔爆破炮孔布置剖面图.图数码电子雷管装药结构()预裂爆破技术参数设计计算.本工程中预裂爆破适用于需严格控制坡度和平整度且岩体较硬的情况.根据工程类比法,预裂爆破参数取值见表.主爆孔和预裂孔布置如图.钻孔前按设计孔、排距布置孔位,技术人员可根据现场条件在一定范围内调整,孔位调整以均匀分散、保证平整的开挖轮廓面为原则.现场技术人员根据效图台阶深孔爆破炮孔布置剖面图果进行适当调整 .表预裂爆破参数参数数值钻孔深度L/m 孔径D/mm 药卷直径/mm 钻孔倾角/()按设计要求确定孔距a/m 填塞长度/m 顶部减弱装药量/g 中部正常装药量/g 底部加强装药量/g 平均线装药密度p/gm 全孔装药量Q预/g 图炮孔布置平面及剖面图水 利 科 学 与 寒 区 工 程第卷()装药结构.主爆区深孔和浅孔均采用连续(耦合)装药,预裂孔采用不耦合间隔装药结构,如图所示.预裂孔不耦合间隔装药作业的工艺为:装药前计算好装药量,把加工好的药卷均匀牢固地与导爆索绑在一起,再固定在竹片上,形成药串.药串放入炮孔内,竹片一侧靠近轮廓线的外沿.底部为加强装药段,长度相当于填塞段,中部为正常装药段,顶部为减弱装药段.图装药结构 结论本文以白石窑枢纽船闸工程为例,从爆破施工工艺流程、深浅孔爆破技术参数设计等方面对船闸基坑爆破工程施工进行了研究.研究方法主要对施工过程中的深浅孔爆破的爆破参数,以及开槽爆破、道路开拓、台阶修整爆破时的浅孔爆破进行爆破参数设计.设计方法能够对类似水利爆破工程中起爆网、装药量、装药结构等参数设计起到一定借鉴作用.技术人员可根据施工现场条件在一定范围内进行调整,以达到最优爆破参数,保证基坑爆破效率和安全.参考文献:赵银超辉长岩基坑开挖复合消能爆破技术J水电与新能源,():李超基坑石方爆破支撑梁模块式移动棚防护施工技术J科技和产业,():李腾飞,钟冬望,司剑峰,等基于复合消能爆破技术的海底基坑开挖数值模拟研究J爆破,():许垅清,张中雷,王林桂,等大规模基坑群爆破施工技术与管理J工程爆破,():,任慧敏,冯春,唐昊天,等基于C D EM的岩石基坑爆破效果的数值模拟J工程爆破,():,姚颖康,张程,聂森林,等钢筋混凝土支撑梁爆破拆除振动特性测试与分析J爆破,():张昌太,张启军,张筱川,等复杂条件岩质深基坑炸药爆破联合静态破碎方案设计与应用J现代矿业,():,杨红建,张梦,朱应选临近取水泵站中心控制室深基坑石方爆破开挖设计J云南水力发电,():宁 利锟复 杂 城 区 硬 岩 地 层 深 基 坑 静 力 爆 破 开 挖 技 术 研究 以广州恒福路车站为例J工程技术研究,():钱海亮,曾波存,周兴涛,等沉管隧道对接端深基坑止水墙水下爆破对周围环境的影响研究J安全与环境工程,():杨开强,周泽林不良地质条件下的深基坑施工技术研究J重庆建筑,():段元振,黄圣平,刘领,等湘祁二线船闸深基坑控制爆破开挖效果与边坡防护措施探讨J湖南交通科技,():孙鹏昌,覃卫民,陈明,等深基坑开挖爆破对桩锚支护结构的影响及其机理研究J振动与 冲击,():黄泽均,熊志平,杨盼降低深基坑深孔爆破石块大块率的研究与实践J水利建设与管理,():第期张恺船闸工程深基坑深浅孔爆破施工参数设计研究