略論水利基坑的施爆辦法

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1主要開挖技術(shù)要求

右靠38#壩段壩體及已成型邊坡，上游緊挨上閘首，與已澆筑混凝土面、邊坡錨索(桿)、灌漿區(qū)、錨噴支護(hù)區(qū)等建筑物距離較近，開挖長約133m，寬約55m，深約13.5m。周邊條件復(fù)雜，需采用控制爆破的方式進(jìn)行開挖，以免爆破振動等有害效應(yīng)對上述建筑物造成損傷。為此，設(shè)計(jì)單位專門制定了三期基坑開挖技術(shù)要求:水平建基面局部超挖不得超過20cm，欠挖不得超過10cm巖石層分臺階開挖，臺階高度一般不大于6m;保護(hù)層以上的臺階爆破、預(yù)裂爆破和光面爆破鉆孔孔徑不得大于100mm;臺階爆破最大一段起爆藥量不得大于100kg。鄰近水平建基面和設(shè)計(jì)邊坡時，最大一段起爆藥量不得大于50kg，同時應(yīng)滿足現(xiàn)場試驗(yàn)確認(rèn)的安全爆破質(zhì)點(diǎn)振動速度的要求;安全爆破質(zhì)點(diǎn)振動速度參照以下標(biāo)準(zhǔn)控制:新澆筑混凝土基礎(chǔ)面、邊坡錨桿、灌漿區(qū)的安全質(zhì)點(diǎn)振動速度;右側(cè)38#壩體、左側(cè)36#壩段(兼縱向圍堰)、上游側(cè)上閘首的安全質(zhì)點(diǎn)振動速度≤10cm/s;設(shè)計(jì)邊坡面和建基面上的安全質(zhì)點(diǎn)振動速度≤10cm/s;噴射混凝土基面上的安全質(zhì)點(diǎn)振動速度≤5cm/s。根據(jù)開挖技術(shù)要求和現(xiàn)場地質(zhì)條件，技術(shù)人員進(jìn)行了初步爆破設(shè)計(jì):爆破梯段高度H設(shè)為4m，采用直徑D為70cm的藥卷，鉆孔角度α取85°;底盤抵抗線:W1=(20～40)D=1.4m～2.8m，D為藥卷直徑，試驗(yàn)暫取1.5m;炮孔間距:a=(1.0～2.0)W1=1.5m～3.0m，試驗(yàn)暫取2.8m;炮孔排距:b=W1，取1.5m;超鉆深度:h=(0.15～0.35)·W1=0.225m～0.525m，取為0.3m;單孔裝藥量:Q=q·a·W1(H+h)/sinα=4.53kg，取Q=4.5kg。其中，q為單耗藥量，由于本工程以粘土砂巖和粉砂巖為主，q以0.25計(jì)算;裝藥長度:L1=Q/q1，其中D=70mm的藥包單節(jié)長38cm，重1.5kg，L1為114cm;裝藥形式:由于L1/(H+h)=0.265，連續(xù)裝藥堵塞長度過長，宜采用不耦合裝藥，同時增大底部裝藥量，試驗(yàn)裝藥時底部增加一條D=32mm的藥卷(200g)，實(shí)際單孔裝藥量4.7kg，實(shí)際單耗0.28kg/m3，實(shí)際堵塞長度1.5m;(9)聯(lián)網(wǎng)形式裝藥時每孔采用兩發(fā)雷管，單孔單響。根據(jù)該爆破設(shè)計(jì)，單次裝藥量為117.5kg，延時25次完成，每次兩孔同時起爆，最大單響藥量為4.7kg，最早起爆時間為即時起爆，最晚起爆時間為710ms。

2爆破振動監(jiān)測及成果分析

測點(diǎn)位于爆區(qū)右側(cè)，為右岸成型邊坡，允許振動速度為≤10cm/s;1#測點(diǎn)靠近上游上閘首，新澆筑混凝土允許振動速度為(1.5～2.0)cm/s;2#測點(diǎn)靠近右導(dǎo)墻，為齡期超過3年的老混凝土，允許質(zhì)點(diǎn)振動速度≤10cm/s。因此，監(jiān)測所有數(shù)據(jù)均在控制標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。爆破過程中，爆破噪音(爆破空氣沖擊波)及飛石效應(yīng)在允許范圍之內(nèi)。爆破完成后對爆破區(qū)域進(jìn)行爆后檢查，發(fā)現(xiàn)除個別需要用破碎錘破擊外，爆破石粒徑較小，巖石塊頭較整齊，清渣較容易，無需進(jìn)行二次爆破，爆破效果良好。爆破石渣清理干凈后，再次對爆破區(qū)域進(jìn)行爆后檢查，在爆破區(qū)域及其附近地表未發(fā)現(xiàn)爆破裂隙、節(jié)理裂隙層面等弱面張開或壓縮錯動，使用地質(zhì)錘錘擊地面，亦未發(fā)出空聲或啞聲。爆破未對上游上閘首混凝土及大壩建基面巖層產(chǎn)生較大影響，爆破效果良好。爆破試驗(yàn)成果顯示，選取的爆破參數(shù)比較合理，符合該區(qū)域爆破需求，爆破振動速度控制在1.5cm以內(nèi)，較遠(yuǎn)區(qū)域振動速度小于1.0cm，爆破振動不會對建基面周邊建筑物安全造成影響。

3爆破參數(shù)優(yōu)化

按照爆破設(shè)計(jì)的參數(shù)，每次裝藥量僅為117.5kg，有效開挖量僅為420m3左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于進(jìn)度要求。按照亭子口工程航運(yùn)標(biāo)施工要求，每天開挖量應(yīng)在3000m3左右，每天爆破兩次，每次爆破量應(yīng)達(dá)到1500m3以上。因此，在實(shí)際裝藥中，需長期進(jìn)行爆破振動監(jiān)測工作，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行爆破參數(shù)的優(yōu)化:利用薩道夫斯基公式在控制好爆破振動速度v的條件下，對爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，爆破距離較遠(yuǎn)的部位適當(dāng)放大布孔間排距，增加每孔裝藥量和最大單響藥量，以不影響周邊建筑物正常運(yùn)行為原則;對于距離建筑物太近，不能加大單響藥量的部位，增大鉆孔設(shè)備投入，加大每天鉆孔量，形成多個試驗(yàn)中的爆破網(wǎng)絡(luò)，然后采用分段巖石雷管將爆破網(wǎng)絡(luò)并聯(lián)，形成“并聯(lián)—并聯(lián)—串聯(lián)”的三級爆破網(wǎng)絡(luò)，在不改變最大單響藥量的條件下有效擴(kuò)大一次爆破量。通過不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，亭子口工程船廂室開挖爆破質(zhì)量好，對周邊建筑未造成振動破壞，工期也滿足合同要求，對控制爆破的深入研究，對在周邊環(huán)境復(fù)雜部位進(jìn)行石方開挖作業(yè)，均具有重要意義。

作者：令富 王艷華 單位：中國水利水電第七工程局有限公司