右岸坝基开挖爆破施工技术方案与实验大纲

右岸坝基开挖爆破施工技术方案与实验大纲

目录

一、概述

二、编制依据

三、爆破技术方案

四、试验内容

五、爆破试验效果评价

六、建议及附件

一、概述

右岸岸坡以泥板岩、泥板岩砂岩互层为主，岩石普氏坚固系数

为8〜9级，自高程▽406.5〜245m,为坝基开挖部位，表层岩石风化严

重，爆区附近有两条4#、10#公路穿过，特别是10#公路交通洞位于

坝基开挖区内，爆破时需严格控制药量和最人单响。2002年4月24

日、4月27日、4月300,分别在右岸坝基边坡(▽406.5〜V382)

进行了三次预裂爆破试验。边坡开挖区断层发育，该段的岩石为强风

化砂岩、弱风化砂岩，并通过了断层区。该试验段的岩性较为典型，

其爆破参数具有代表性。爆破试验预裂孔使用宣化采掘机械厂KQL-

100B型潜孔钻造孔，造孔前先用枕木在地面沿预裂线方向铺设一道

平台，然后用@40钢管按设计搭设钻架安装钻机造孔，缓冲孔及主

爆孔使用液压钻造孔。第一次爆破试验预裂孔孔数为45个，第二次

爆破试验预裂孔孔数为50个，第三次爆破试验预裂孔孔数为32个，

采用导爆索地雷管进行梯段微差网络起爆。预裂孔先于爆破孔110、

150ms起爆。使用炸药为贵州久联企业集团有限责任公司生产的2号

二级岩石乳化炸药。

二、编制依据

1、右岸坝肩及岸坡工程施工程序和技术要求；

2、工程建设部【2002】004；

3、右岸坝肩及航道边坡土石方开挖与加固支护施工技术要

求；

4、水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范

5、爆破安全规程等；

三、爆破技术方案

1、总体方案

在开挖设计线前留10m保护层，保护层前采用混装炸药做梯

段爆破，保护层采用袋装乳化炸药进行爆破，开挖梯段以十米为

一台阶。

2、梯段开挖

a、孔网参数

梯段开挖爆破采用液压钻造孔，孔径①90mm,采用方型或

矩形布孔，孔网参数一般为孔距3.()〜3.5m,排距3.0〜3.5m,孔

深10.5m,钻孔角度为一般为9()。，靠近保护层处最后一排孔为

斜孔。具体典型布孔图见图lo采用混装乳化炸药装药，单孔药

量55kgo

图1、梯段开挖典型布孔图

b、爆破网络

在网络的设计中，优选对破碎最好，对控制飞石最有利的网络。

拟采用波浪型网络、排间起爆网络和V型起爆网络等，控制最大单

响在250kg以内，对岩石的破碎非常有利，典型的网络图见图2c

3、保护层开挖

1)坡面保护层开挖

a、孔网参数

保护层开挖爆破采用液压钻造孔，孔径中90mm,孔深

10.5m,钻孔角度全部与坡面设计角度相同，缓冲孔距预裂

面2.0m,孔间距2.0m，采用中50mm常规乳化炸药装药，

缓冲孔前面主爆孔孔距3m,排距3m,采用中70mm常规

乳化炸药装药。典型布孔图如图3o

032.口。熊爆网络图

_____LiL___________

OOOOOOOO

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预裂》4

图三、保护层开挖典型布孔图

b、爆破网络

保护层开挖爆破在预裂爆破之后，爆破网络基本与梯段开挖爆

破相似，控制单响药量在100kg以内。保护层开挖跟预裂一起

爆破时，预裂孔超前缓冲孔100〜150ms,网络图如图4。

马道上面的梯段或保护层开挖时，在马道上面要留0.5〜1.0m的

保护层，保护层用手风钻钻孔爆破，并在造孔底部设缓冲垫层（圆木）。

4、预裂

a、孔网参数

预裂孔采用YQ-100型潜孔钻机造孔，孔径中90mm,孔距75~

80cm（岩石完整性不好的取75cm,完整性好的取80cm）。预裂孔采

用①32mm乳化或镂梯炸药不耦合间隔装药，装药结构图如图5。

加%收I.43一4m长正2口・“11小32/化/丹・37.旷43CE

140

(52)X37.g~43—卜403X40

L1120

图5、预裂爆破装药结构图

b、网络

预裂爆破采用导爆索打“T”型结，用ms2段导爆管雷管接力的爆破

网络，其典型布孔及网络图如图6。

e-o-e-^o»oop^p-e-o^ogoo。

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图6、预裂爆破布孔及网络图

四、实验内容

1、火工材料性能检测

a、常规乳化炸药性能检测试验；

b、混装乳化炸药性能检测试验；

c、雷管准爆率检测试验。

2、爆破参数

经多次爆破后，调整孔排距，优化爆破参数，控制单耗在0.45、

0.55之间，堵塞长度2.5〜3.0m,减少大块率。

3、爆破网络

确定爆破网络时严格控制单响药量。预裂爆破最大单响药量在

50kg以内，坡面附近保护层开挖爆破最大单响药量在100kg以内，

保护层外梯段开挖爆破最大单响药量在300kg以内。

4、爆破震动

以试验在邻近坡面上布点，观测测点的质点振动速度，经多次

观测后回归计算确定在要求范围内的最大单响药量，以此指导爆破作

业，优化爆破网络。

5、通过试验来优化爆破参数及网络

五、爆破试验效果评价

预裂爆破试验是与梯段爆破一起进行的，预裂爆破超前于最后两

排缓冲孔爆破11()〜13()ms起爆。从预裂爆破后揭示的边坡轮廓看，无

论是强风化岩体，还是节理、裂隙较多的断层带，整个边坡壁面完整，

半孔清晰，残留炮孔痕迹保存率在95%以上，残留炮孔痕迹中无爆

破裂纹。相邻两孔之间岩面的不平整度在规范的允许范围内，坡脚岩

坎较少。

1、从爆破振动实测结果可以看出，试验区爆破在设计边坡面上的

振动响应完全控制在允许的安全质点振速(10cm/s)以内，如坡脚处

为3.18cm/s,430马道为1.55cm/s。在目前的爆破规模、单响最大药

量及采取的微差起爆网路条件下，开挖爆破诱发的地震荷载尚不会对

边坡的稳定有影响。

2、爆破质点振动速度随传播距离衰减，但振动波沿边坡传播特性

与平地有所不同，振动速度的衰减相对要小得多。边坡的高差、边

坡的坡比、边坡地质及爆源能量决定了这种特点。对不同爆心距的

测值进行回归计算，得到如下两个振动方向的峰值质点振动速度

(cm/s)的衰减规律。式中V於、V水平分别为竖直向、水平径向的

峰值质点振动速度，Q为单响最大药量(kg),R为爆心距(m)。

<r—.03

V松=14.2辿,相关系数为0.96(1)

R)

/r—、0.89

V水平=13.8芈，相关系数为0.99(2)

(RJ

在今后的爆破开挖施工时，当附近有需振动控制的部位时，可选

用上述计算公式及根据安全振动控制指标确定允许的最大单响药量。

3、从试验采集的典型波形图看，试验采用的微差起爆网路是合理

有效的，能够将设计的各响药量从时序上分开，未出现振动叠加现象。

当一次爆破的规模增大、起爆网路相对复杂时，应更谨慎的设计好微

差起爆网路，确保实现设计的单响最大药量，使爆破振动的得到真正

控制。

4、周边轮廓爆破对坝基质量具有重要影响。高质量的轮廓质量与

施工工艺及钻孔质量密切相关，同时也取决于开挖岩体的原有力学性

能、岩体结构面方向及完整性。在本次试验段的岩层质量是相对较差

的，在部分出露的相对较好岩面上，半孔保留完整，孔壁上无明显的

爆生裂隙。在个别部位进行的声波检测，其纵波速度34()()m/s。但当

坡体岩石质量变化时，及时调整钻爆参数是十分必要的。

5、缓冲孔的爆破参数取值较为合理，挖掘机装车较容易，爆破对

边坡的影响极为微小。

综上所述，整个预裂面没有发现因爆破效应影响而产生的破坏现

象，爆破网络的微差间隔时间和单段一次起爆最大药量的控制是合理

的。本次生产性预裂爆破试验所选择的参数是基本合理的，整个预裂面

产生了较大的减震作用，试验是成功的。

六、建议

1.在坝基边坡开挖中，预裂爆破的炮孔间距、钻孔直径、炸药

种类及其直径等参数不作调整，仅对其线装药密度作适当的调

整。调整后见“坝基边坡预裂爆破典型装药结构图(LT-2标.爆

破试验-03)”。

2.缓冲孔的爆破参数较为合适，不作调整。缓冲孔的典型装药

结构见“坝基边坡预裂爆破缓冲孔典型装药结构图(LT-2标-爆

破试验-04)。

3.在H标其他部位坡面开挖爆破施工中，预裂爆破的参数可参

照本次生产性预裂爆破试验所选择的参数进行，并根据不同的

岩性和特定施工条件要求作相应的调整。

4.在爆破参数基本合理地确定以后，预裂孔的钻孔精度是关键，

因此必须强化操作手钻孔精度的监控技能，以达到更好的预裂爆

破效果。

附件:

1.所用预裂孔钻机主要技术数据

型KQL-100B支架式潜孔钻机使生气压0.4~0.5MPa

号

钻孔直径90mm耗气量9m3/min

钻孔深度60m使用水压

2.所用乳化-岩-2炸药主要性能指标

项目部颁标准(二级)备注

药卷密度(g/cm?)0.95-1.25可根据用户需要生产

殉爆距离(cm)