5-田湾核电站厂区最终边坡工程

1、田湾核电站厂区最终边坡工程 控制爆破施工技术中铁第十三工程局第一工程处樊培山摘要 在田湾核电站厂区最终边坡工程中采用控制爆破施工技术，最大限度地减少爆破 对最终边坡的影响，确保永久边坡的长期稳定和安全。主要介绍漏天深孔大梯段与预裂爆破、 减震爆破、微差爆破、最大一次装药量的控制措施和关系。关键词 核电站 最终边坡 技术江苏田湾核电站是我国九五期间基础设施建设的重点项目，同时也是 中俄合作建设项 目，对安全和质量有特殊的要求，我局在田湾核电站中标的土石方工程II标段全部为边坡 开挖，边坡设计阶段高度为10m和12m两种，考虑到核电站的特殊要求，厂区最终边坡必 须保持长期稳定，而临近最终边坡的爆破

2、是影响最终边坡的主要因素之一，为此在临近最终 边坡施工时采用预裂爆破、减震爆破、微差爆破、控制最大一段装药量等综合措施，最大限 度地减少爆破对最终边坡的影响，以确保最终边坡的长期稳定。实践证明，通过实数控制爆破措施，使预裂爆破半孔率达到了 96.3%，充分保证了最终 边坡的稳定。1临近最终边坡控制爆破范围1.1岩石的物理力学性质及构造厂区基岩主要为含岩块二长浅粒岩、岩性坚硬致密，其物理力学性质见表1.厂区内未发现断层，地址构造多为次级构造、规模较小，主要发育有片理、节理裂隙及 小型韧剪切带。1.2控制爆破范围根据岩性、节理裂隙等工程地质条件以及爆破、采装等综合因素考虑，确定临近最终边 坡范围1

3、2-15m，在此范围内的岩石爆破必须按临近最终边坡控制爆破的要求布孔、装药和 起爆，起爆顺序是：预裂孔.9主爆孔.9减震孔.9辅助孔。表1厂区基岩物理力学性质表序号试验项目单位一、二期人工边坡1天然容量g/cm32.642.63(2.64)2单轴抗压强度（烘干）（饱和）Mpa248.0243.4(160.2)Mpa184.7186(138.6)3抗拉强度Mpa8.68.04软化系数0.740.77(0.86)5静弹性模量Mpa3730033800(35001)6静泊松比0.240.22(0.19)注：表中数值为平均值。括号内数值为核工程勘察院提供，其余数字由核四勘院提供。2. 预裂爆破预裂爆破

4、是控制爆破的一种，就是在设计的开挖边界线打一排间距较密的炮孔，每孔装 少量的炸药，预裂孔在主爆炸之前起爆、即在主爆孔爆哄产生的主冲击波到达之前，沿预裂 孔连线方向形成一条能反射主冲击波并能散逸生产爆破产生的膨胀气体的张开裂缝，从而减 弱了主冲击波对最终边坡的震动和破坏。2.1预裂爆破参数2.1.1炸药及装药结构采用2号岩石乳化炸药（具有防水性）。孔内采用径向间隔装药结构，即药量沿孔长间隔分布，具体做法是：按要求的每孔装药 量，药卷直径及药卷间隔距离将药卷捆绑在沿孔长敷设的竹片上，再于孔口将导爆索和雷管 相接，预裂孔装药结构见图1.2.1.2裂孔的孔径和长度预裂孔采用 89mm液压钻机孔，孔径8

5、9mm。预裂的长度L=H/sina+L0，m式中：H一阶段高度预裂孔倾角，a =65lo预裂孔超深，取L0=1.0m,经计算： 当H=10m，L=12mH=12m ，L=14.20m2.1.3不偶合系数不偶合装数是为了降低炸药爆轰时的压力，使孔壁周围岩石不受破坏，不偶合系数是根 据岩石的极限抗压强度来确定的。K=1+18.326 压-0.3822式中：K一不偶合系数：6压岩石的极限抗压强度，6 压=138.8MPa经计算：K=3.782.1.4线装药密度线装药密度按下式求得：qL=78.5D2K-2 p式中：qL_线装药密度，g/m,D=8.9cmK=3.78,p =1.0g/cm3D-钻孔直

6、径K-不偶合系数p -炸药密度，经计算：qL=435g/m2.1.5钻孔间距a钻孔间距a由下式计算：a =19.4D (K-1) -0.523, cm式中：D, K符号意义同前经计算： a=101cm药卷直径dd= i：4 qL / 哗,mm式中：qL，P符号意义同前经计算：d=23.45mm，取标准直径d=25mm.药卷间隔距离按下式求得：I = (d 2/d2-1) I， mm式中：I标准药卷长度，I=200mmd0标准药卷直径，d0=25mm，d药卷计算直径，d=23.45mm，经计算：I0=25.6mm，取 I0=26mm。每个预裂孔的装药量QQL=qL(L-L)，kg式中：L L预裂

7、孔全长，mL 预裂孔孔口余长(L =0.2L，m)经计算： 当 H=10m ， Ql=4.18 kg ，H=12m ，Q =4.94kgL预裂爆破参数汇总表表2预裂爆破参数汇总表项名 称阶 段 高 度TO璜度孔距标 推 药 卷 直 径标 准 药 卷 长 度巍IW8刖5预 裂 孔 全 长长装 药 长 度孑照硬HKQlAD4IaL口QlmginanranmmnmMn度mmm1013&83.7843510023.452520026651224964.181213&83.7843510023.452520026651422SA11364.%2. 2预裂爆破注意事项为获得良好的预裂爆破效果，除合理选择预

8、裂爆破参数外，还必须注意以下事项：施工时预裂孔的孔位，角度方向和深度都要符合设计要求，特别是靠近地表那个阶 段更应注意施工中应及时对预裂爆破参数做适当的调整，以适合不同岩性的施工质量要求和取 得较好的经济效果。临近最终边坡范围内的岩石爆破必须采用多段微差爆破，且最大一段药量应严格控 制在允许的范围内。预裂孔不一定要超前主爆孔起爆。当预裂孔和主爆孔分别起爆时，预裂孔超前主爆 孔的的距离不小于10 m,若预裂孔与主爆孔同时用微差雷管起爆时，则预裂孔必须超前主 爆孔至少50 ms起爆.3减震爆破减震爆破，就是在靠近预裂孔的那排主爆孔按照减震爆破来布孔，即适当的缩小孔距，排 具，超深和装药量，以减弱爆

9、破对预裂面和最终边坡的破坏程度.减震孔用中89mm液压钻机钻孔，减震爆破参数确定如下：与相邻那排主爆孔的排距2.0m.减震孔的孔距3.0m,倾角与主爆孔倾角一致（90。），其装 药量比主爆孔的装药量少15%,计算公式如下：Q=0.85.q.a.b.H.kg式中：q 单位炸药消耗量，q=0.73kg/m3a减震孔孔间距，mb减震孔至主爆孔排距，mH阶段高度，m经计算：当H=10m时，Q=37.2kgH=12m 时，Q=46.6kg4辅助孔爆破参数在减震孔与预裂孔之间布置两排辅助孔，以减弱岩石爆破时对边坡的破坏，并将工作破 面由90调整到84o，730 。辅助孔布置时，要保持孔底距0.8-1.0

10、m 第一排辅助孔工作坡面角为840 ，第二排辅助孔工作坡面角为73。当H=10m时第一排辅助孔与减震孔的排距为2.0m ，辅助孔间距为2.5m倾角840第二排辅助孔与预裂孔的排距为：孔口 1.6m ，孔度0.9m ，辅助孔间距2.0m ，倾角 730当H=12.0m时，第一排辅助孔与减震孔的排距为2.5m。辅助孔间距为3.0m 。倾角840第二排辅助孔与预裂孔的排距为：孔口 1.8m，孔度1.0m ，辅助孔间距2.5m ，倾角730辅助孔的装药量按正常量的60%计算，公式如下：Q=0.6式中：q一位炸药消耗量，q=0.73kg/m3b1 ,b2距和孔底距，H一辅助孔垂直深度，H =1.1辅助孔

11、孔深，m ；P 辅助孔倾角，p =840，730经计算：辅助孔的装药量见表3表3辅助孔爆破参数及装药量表ivmWL孑顷咐IW 励g)10第F321.06.0脚5.967Z513.71.6094.0733.8252042123.61.07.0846962.3.021.01.81.04.57343C0Z566在微差爆破条件下，应合理地选择孔网参数与延迟间隔时间，严格控制最大一段爆破 药量。当一次爆破总药量较大时，可采用增加分段数和控制各分段微差延迟间隔时间不小与 25-50的方法，既可有效的控制爆破所引起的震动强度，保护边坡，又可以把爆破规模扩大到满足生产的要求。最大一段爆破药量Q式中：R-孔装药

12、中心到上一梯段坡底线的距离，V-质点允许的最大震动速度，V=24K0-与土岩性质，爆破方法和爆破条件有关的系数，对不同的岩石条件时，K0取50-150。a一爆破地震距离衰减系数，a取1.3-1.5根据南京工程兵学院现场监测结果提供K取150，a取1.8。根据不同阶段上的炮孔到坡底线的不同距离计算的临近最终边坡爆破允许的最大一 段爆破药量见表4表4最大一段爆破药量表阶段高度m临近Jft终边坡炮孔名称炮孔装药中心 到坡底线距离 m允许最大一段装红量kg预计爆破最大振动速度 cm/s预裂孔8.528.923.97辅助孔115.57.823.9210辅助孔I7.721.523.98减震孔10.25023.99主爆孔111.877.423.98主爆孔213.6118.623.99预裂孔9.236.723.99辅助孔n6.211.223