青川县乔庄河金洞坪段河道山体开挖爆破设计

杨 波

(葛洲坝集团第二工程有限公司,成都,610091)

青川县乔庄河金洞坪河道综合整治工程,山体开挖边坡采用了深孔微差爆破为主、手风钻钻孔爆破为辅的施工方案。该山体微风化岩石坡比为1∶0.5,弱风化岩石坡比为1∶0.75,强风化岩石坡比为1∶1.0,全风化岩石及覆盖层坡比为1∶1.5。本文对其爆破设计作了简要介绍。

1 爆破方案的选择

针对本工程环境复杂、工期紧、要求高、爆破与装运平行作业等特点,在爆破方案选择时,着重考虑以下几个方面的问题,以达到最优的方案要求,如期完成本工程:(1)爆破作业面最好能形成连续的循环作业,避免施工干扰,延误工期;(2)爆破产量及爆堆作业面如何满足大量机械装运的要求;(3)爆破方案如何满足质量与安全的要求;(4)爆破方案采用先进科学技术,便于集中管理,获得较好的经济效果。

根据本工程特点和现场实地考察,拟选用深孔微差爆破为主,手风钻钻孔爆破为辅的施工方案。在工作面施工顺序上和爆破规模上,特别要结合工期紧的特点来考虑,避免施工干扰。

2 爆破技术设计

2.1 深孔爆破参数

孔径φ:孔径选取80mm;

台阶高度H:取5m～20m;

最小抵抗线W:按孔径的25～30倍,取2.5m～3.5m;

超深h:超深按h=(0.15～0.35)W 计算,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;

填塞长度l:通常取0.8～1.2倍的最小抵抗线作填塞长度,控制爆破取大值,可初步取2.8m～4.0m;

单位炸药消耗量:根据地质条件,周围环境情况并参照以往类似工程施工经验,采用松动爆破,炸药单耗取0.30kg/m3～0.50kg/m3。

深孔爆破的基本参数是以孔径来参照的,以上所选的孔径是89mm,不同规格不同型号的钻机,有不同的孔径,各种爆破参数也相应地做适当调整。

2.2 浅孔爆破参数

浅孔排炮最小抵抗线W:W=(25～30)D,D为炮眼直径;间距A:A=(1.0～1.2)W;排距B:B=A;单耗K:K=0.3kg/m3;孔深 L:L=(1.0～3.0)m。

单孔药量Q:Q=KABL=(0.43～1.30)kg;布孔方式:梅花形布孔;装药结构:耦合装药;起爆方式:延时分段起爆每5个炮孔同时起爆;堵塞长度:超过1/3孔深。

2.3 光面爆破参数

根据山体高差和设计要求,本工程光面爆破台阶高度为8m和10.5m,设计坡比主要为1∶1和1∶0.5;钻孔深度为约11.3m,爆破方式采用导爆索起爆微差爆破;钻孔设备采用以支架式潜孔钻机为主,自行式液压钻机为辅。

2.3.1 施工顺序。依据设计提供的工程地质条件,结合本标段的总体安排,本爆区的光面爆破施工顺序采用全断面爆破开挖,以有效地实现光面爆破,保证爆破的质量。

2.3.2 光爆层的厚度W。光爆层就是指周边炮孔与最外层主爆孔之间的一圈岩石层,光爆层的厚度就是周边孔 (光爆孔)的最小抵抗线。本次施工采用的钻机钻孔直径为90mm,根据现场的地质条件、全断面开挖和以前施工经验,光爆层的厚度取1.9m,即W=1.9m。

2.3.3 孔距A——周边孔 (光爆孔)的间距。光爆层的厚度W 与周边孔 (光爆孔)的间距A有着密切的关系,两者的比值称为周边孔(光爆孔)的密集系数,即M=A/W。根据以前爆破施工经验和我国使用的炸药情况,参照国内外经验,M=0.5～0.8,本工程取M=0.6,则孔距A=1.1m。

2.3.4 孔距系数N——孔距A与孔径D之间的比值N=A/D=12.8。根据以前爆破施工经验和我国使用的炸药情况,参照国内外经验,N=12～16。

2.3.5 装药集中度Q(kg/m)。装药集中度Q指的是整个炮孔的平均单位长度装药量,即炮孔的总装药量除以整个炮孔长度 (包括堵塞段)的商。根据以前施工经验以及国外最常用的经验数据,装药集中度Q=0.45kg/m。

2.3.6 单位用药量C(kg/m3)。依据公式C=Q/(W×A)计算,C=0.21kg/m3。

3 起爆方法与起爆网路

根据本工程的特点,该爆破网络设计采用非电爆破网络联接,孔内采用非电导爆管延期雷管,采用 “并串并”网络联接。

3.1 孔外起爆网路

为保证起爆网络的可靠性,孔外采用两套独立系统的非电爆破网络,依据爆区的周边环境,确定单响齐爆药量是控制爆破振动的重要手段。

3.2 孔内起爆网路

为保证孔内起爆网路的可靠性,孔内接导非电爆管雷管两发,做好爆破网络联接,做到不漏接,不接错,是控制深孔爆破不产生哑炮的重要方法之一。

3.3 起爆次序设计

根据本工程特点,采用 “V”形微差起爆技术,两侧对称起爆,加强岩石的碰撞和挤压,以获得较好的破碎质量,同时减少爆堆宽度,降低地震效应。

3.4 深孔爆破装药和堵塞

为确保本工程爆破安全,设计好堵塞长度和做好堵塞工作,是保证堵塞质量是控制飞石和冲孔的重要方法之一。

3.5 深孔爆破炮孔的布置

根据爆破山体的实际情况和设计的施工断面图,结合设计的孔网参数、角度和爆炸单耗值,核算每孔的最小抵抗线布置炮孔,也是控制爆破飞石的基本措施。

4 结语

青川县乔庄河金洞坪段河道综合整治工程,通过上述爆破方法的实施,顺利完成了该区域山体的开挖任务,取得良好效果。