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【摘要】本文从某水电站高边坡的开挖工程出发,较为全面的阐述了爆破技术的原理。在某水电站高边坡的开挖过程当中,对岩体进行了合理的可爆性分类,通过现场的爆破试验以及数据统计分析,调整孔距,孔径以及堵塞密度,长度等等对爆破的参数进行了优化,确定了施工当中合理的爆破参数,装药的结构以及起爆的方式和爆破的网络,使爆破的效果达到最好的效果,达到了提高边坡爆破开挖质量及保证边坡稳定的目的。
【关键词】爆破;爆破施工;应用
中图分类号:O643文献标识码: A
在我国是很少见到水电站高边坡开挖技术的。本论文主要全面的阐述了某水电站工程高边坡的开挖技术,这也是开挖技术在我国又一成功的例子。这也在另一个方面揭示了我国高边坡开挖技术在逐渐走向成熟。
1.石方预裂爆破施工相关概述与发展历程
1.1石方预裂爆破的施工相关技术原理
在挖石方的时候,我们要在爆破前,要先沿着设计的边界线描出条一定宽度的裂缝。这条裂缝可以缓冲其中爆破对岩石的破坏,从而获得比较规整的外观。这種爆破技术称为欲裂爆破。欲裂爆破不仅在垂直开挖上,而且在倾斜开挖上,都得到了广泛的应用。即使是在规则的曲面以及水平面上,我们也可以采取欲裂爆破的方式。
1.2国内针对石方预裂爆破的施工技术要求
(1)欲裂缝要连通,而且在地表需要一定的开裂宽度。岩石如果是中等硬度的话,缝宽度要大于1.0cm。岩石的缝宽度应该达到0.5cm左右。最好多做一些现场试验,得出经验教训。
(2)在欲裂面开挖以后,不平整度要小于15cm。想要衡量钻孔和爆破参数是否合理,也要参照欲裂面的不平整度。根据这个指标来调整合理的数值。
(3)对于欲裂面上的炮孔痕迹来说,保留率要高于80%,而且炮孔附近的岩石不可以显示出严重的爆破缝。
1.3相关技术措施要求
(1)炮孔的直径一般为50~200mm,但是深孔常常采用大的直径。
(2)炮孔的间距一般为400~1600mm或者600~2400mm,对于比较坚硬的岩石来说,常常取比较小的值。
(3)线装药密度一般在250g/m到400g/m之间。
(4)对于药包的结构形式,一般来说,市面上是将药卷分散的捆绑在导引索上面。对于分散的药卷来说,相邻间距要小于50cm,而且要小于药卷的爆炸间距。鉴于孔底岩石的威慑力比较大,应当加固底部药包。
(5)在装药的时候,深度距离孔口1m左右是不可以装药的,但是我们可以使用砂土将其填实。填塞的长度应该合适,如果填塞的长度太短,容易形成爆破漏斗或者因为爆破漏气影响爆破的效果,填塞太长可能导致不能出现裂缝。
2.某水电站高边坡开挖预裂爆破施工技术特点
某水电站位于大理白族和凤庆县交界的地方,是目前世界上建造最高的混凝土拱坝。该水电站工程的规模是比较大的,因此也是云南的标志性工程。建造在地震比较强的区域。无论是大跨度下的洞室群,还是大容量的水轮发电机,它的技术都领先于世界。
该水电站的区位山高谷深,两岸的谷坡也呈现陡峭的走势,该地形的地质条件十分恶劣,边坡的岩石也风化严重。它的左岸坝肩边坡开挖工程是1600m左右,大坝的基础高程也在1000m左右,该水电站的高部位质量技术指标要求比较高。该水电站的高边坡开挖部分,常常裸露出玄武花岗岩,泥质的页岩等等。因此,该水电站高边坡的开挖难度大,工程量大,地形条件复杂,工程品质要求也高。所以,需要结合高边坡开挖的特点以及地质条件,采取合适的施工技术措施,这也是保证开挖质量达到设计要求的十分关键的一点。
3.相关爆破参数
3.1钻孔直径
该水电站高边坡开挖高度约700m左右。工程量也是十分巨大的,总的开挖量也在1600万立方米以上。根据工程标书要求,工程要在2002年下半年开工,2010年年底第一台机组发电。因此,要求坝基槽的开挖必须保证在2004年八月底完成,边坡的实际开挖工期大约为三年。因此,工期的要求十分紧张,实际施工的时候,要考虑工程进度的原因,尽量采取比较大的钻孔直径。根据其他的工程经验,采用351钻机,因为其高风压,进尺快,操作也方便,移动起来也比较灵活,适合在各种场地的条件下进行作业,因此该水电站所使用的钻机设备全部为该类型。该种类型的钻机采用的转杆直接为50~80mm,配合钻头,实际的钻孔直径可以达到100mm。为了节省施工的成本和满足施工进度,该水电站的边坡开挖预裂孔的钻孔直径就采用110mm。
3.2相关优化措施以及参数调整
3.2.1爆破参数的改进和调整
爆破试验的重点研究是对参数调整之后的爆破进行了六次试验,主要根据岩石的特性,调整线装药密度以及装药的结构,线装药密度在500g/m到380g/m里面,以20为一个差值,总共选择了五种,底部加强的药卷分为10ф32mm连续药卷,12ф32mm连续药卷,6x2ф32mm连续药卷和4x2ф32mm连续药卷等布置,孔口部位的3m范围内线装药密度都采用正常的装药密度的三分之二。其次就是对预裂孔距进行调整,孔距分别采用1.2m,1.1m,1.0m,0.9m四种。通过对比试验观察可以发现,预裂孔的线装药密度采用480g/m,底部6x2ф32mm的连续加强药卷的爆破效果最好。半孔率比较高,孔底欲裂也是到位的,欲裂面没有明显的裂纹。但是在局部岩体脆弱的部位,例如夹层,破碎的裂隙部位和岩体的特性有着明显的变化带。欲裂效果显著降低,孔痕的可见性也差,欲裂面有一定的损伤。
3.2.2优化爆破方式
(1)保留开挖的部分;
(2)采用施工欲裂技术;
(3)加强对周边加密孔的使用。
3.2.3安全保障工作
为了使得爆破的效果更好,要对爆破装药的过程加以控制,我们可以做好以下方面。炮孔需要全部检查验收通过以后才能装药,装药之前要检查炮孔的深度以及孔壁的质量,才能保证炮孔正常装药,预裂孔的装药要严格按照爆破设计的装药结构进行装药,预裂孔钻到坝基建基面或者马路或者边坡面以下的时候,要从0.6m以上开始装药。堵塞的长度也要符合爆破规范,检察员要跟踪全过程,逐步进行检查。
因为该水电站受特殊地形的影响,开挖的边坡比较高,开挖的坡度也陡,边坡的稳定程度受影响大,为了保证施工安全,要加强对边坡稳定程度的监测。一般是要测定爆破对边坡产生爆破的水平震速,垂直震速,震动频率,震动时间的四个数值。该工程主要采取不知震动测点和布置声波测试孔的方法来进行爆破,以此来影响观测。声波测试一般有两种,一种是在欲裂线两边布置缝隙孔,一种是在上层坡面,按照三角形布置的原则,布置声波测试孔。后面对比出爆破前后的波速差值,从而反映出爆破队岩体的破坏程度。
4.结束语
针对开挖质量和开挖稳定性要求比较高的特点,在实际施工过程当中,结合爆破试验的研究成果,在欲裂爆破当中采用合理的控制爆破技术以及优化后的爆破参数,有效保证在爆破开挖当中满足质量和高边坡稳定的要求。该水电站边坡开挖的成功,标志着我国欲裂爆破技术在高边坡石方开挖领域技术成熟的体现。
【参考文献】
[1]王应周. 小湾水电站高边坡开挖预裂爆破施工[J]. 水利水电施工,2008,04:6-9.
[2]闫建文. 拉西瓦水电站高边坡开挖爆破技术研究[D].西安理工大学,2005.
[3]焦秀丽. 西大洋水库高边坡开挖预裂爆破技术研究与应用[J]. 水利建设与管理,2011,S1:69-71.
[4]金连军. 大岗山水电站左岸高边坡预裂爆破施工[J]. 四川水利,2013,04:86-88.
【关键词】爆破;爆破施工;应用
中图分类号:O643文献标识码: A
在我国是很少见到水电站高边坡开挖技术的。本论文主要全面的阐述了某水电站工程高边坡的开挖技术,这也是开挖技术在我国又一成功的例子。这也在另一个方面揭示了我国高边坡开挖技术在逐渐走向成熟。
1.石方预裂爆破施工相关概述与发展历程
1.1石方预裂爆破的施工相关技术原理
在挖石方的时候,我们要在爆破前,要先沿着设计的边界线描出条一定宽度的裂缝。这条裂缝可以缓冲其中爆破对岩石的破坏,从而获得比较规整的外观。这種爆破技术称为欲裂爆破。欲裂爆破不仅在垂直开挖上,而且在倾斜开挖上,都得到了广泛的应用。即使是在规则的曲面以及水平面上,我们也可以采取欲裂爆破的方式。
1.2国内针对石方预裂爆破的施工技术要求
(1)欲裂缝要连通,而且在地表需要一定的开裂宽度。岩石如果是中等硬度的话,缝宽度要大于1.0cm。岩石的缝宽度应该达到0.5cm左右。最好多做一些现场试验,得出经验教训。
(2)在欲裂面开挖以后,不平整度要小于15cm。想要衡量钻孔和爆破参数是否合理,也要参照欲裂面的不平整度。根据这个指标来调整合理的数值。
(3)对于欲裂面上的炮孔痕迹来说,保留率要高于80%,而且炮孔附近的岩石不可以显示出严重的爆破缝。
1.3相关技术措施要求
(1)炮孔的直径一般为50~200mm,但是深孔常常采用大的直径。
(2)炮孔的间距一般为400~1600mm或者600~2400mm,对于比较坚硬的岩石来说,常常取比较小的值。
(3)线装药密度一般在250g/m到400g/m之间。
(4)对于药包的结构形式,一般来说,市面上是将药卷分散的捆绑在导引索上面。对于分散的药卷来说,相邻间距要小于50cm,而且要小于药卷的爆炸间距。鉴于孔底岩石的威慑力比较大,应当加固底部药包。
(5)在装药的时候,深度距离孔口1m左右是不可以装药的,但是我们可以使用砂土将其填实。填塞的长度应该合适,如果填塞的长度太短,容易形成爆破漏斗或者因为爆破漏气影响爆破的效果,填塞太长可能导致不能出现裂缝。
2.某水电站高边坡开挖预裂爆破施工技术特点
某水电站位于大理白族和凤庆县交界的地方,是目前世界上建造最高的混凝土拱坝。该水电站工程的规模是比较大的,因此也是云南的标志性工程。建造在地震比较强的区域。无论是大跨度下的洞室群,还是大容量的水轮发电机,它的技术都领先于世界。
该水电站的区位山高谷深,两岸的谷坡也呈现陡峭的走势,该地形的地质条件十分恶劣,边坡的岩石也风化严重。它的左岸坝肩边坡开挖工程是1600m左右,大坝的基础高程也在1000m左右,该水电站的高部位质量技术指标要求比较高。该水电站的高边坡开挖部分,常常裸露出玄武花岗岩,泥质的页岩等等。因此,该水电站高边坡的开挖难度大,工程量大,地形条件复杂,工程品质要求也高。所以,需要结合高边坡开挖的特点以及地质条件,采取合适的施工技术措施,这也是保证开挖质量达到设计要求的十分关键的一点。
3.相关爆破参数
3.1钻孔直径
该水电站高边坡开挖高度约700m左右。工程量也是十分巨大的,总的开挖量也在1600万立方米以上。根据工程标书要求,工程要在2002年下半年开工,2010年年底第一台机组发电。因此,要求坝基槽的开挖必须保证在2004年八月底完成,边坡的实际开挖工期大约为三年。因此,工期的要求十分紧张,实际施工的时候,要考虑工程进度的原因,尽量采取比较大的钻孔直径。根据其他的工程经验,采用351钻机,因为其高风压,进尺快,操作也方便,移动起来也比较灵活,适合在各种场地的条件下进行作业,因此该水电站所使用的钻机设备全部为该类型。该种类型的钻机采用的转杆直接为50~80mm,配合钻头,实际的钻孔直径可以达到100mm。为了节省施工的成本和满足施工进度,该水电站的边坡开挖预裂孔的钻孔直径就采用110mm。
3.2相关优化措施以及参数调整
3.2.1爆破参数的改进和调整
爆破试验的重点研究是对参数调整之后的爆破进行了六次试验,主要根据岩石的特性,调整线装药密度以及装药的结构,线装药密度在500g/m到380g/m里面,以20为一个差值,总共选择了五种,底部加强的药卷分为10ф32mm连续药卷,12ф32mm连续药卷,6x2ф32mm连续药卷和4x2ф32mm连续药卷等布置,孔口部位的3m范围内线装药密度都采用正常的装药密度的三分之二。其次就是对预裂孔距进行调整,孔距分别采用1.2m,1.1m,1.0m,0.9m四种。通过对比试验观察可以发现,预裂孔的线装药密度采用480g/m,底部6x2ф32mm的连续加强药卷的爆破效果最好。半孔率比较高,孔底欲裂也是到位的,欲裂面没有明显的裂纹。但是在局部岩体脆弱的部位,例如夹层,破碎的裂隙部位和岩体的特性有着明显的变化带。欲裂效果显著降低,孔痕的可见性也差,欲裂面有一定的损伤。
3.2.2优化爆破方式
(1)保留开挖的部分;
(2)采用施工欲裂技术;
(3)加强对周边加密孔的使用。
3.2.3安全保障工作
为了使得爆破的效果更好,要对爆破装药的过程加以控制,我们可以做好以下方面。炮孔需要全部检查验收通过以后才能装药,装药之前要检查炮孔的深度以及孔壁的质量,才能保证炮孔正常装药,预裂孔的装药要严格按照爆破设计的装药结构进行装药,预裂孔钻到坝基建基面或者马路或者边坡面以下的时候,要从0.6m以上开始装药。堵塞的长度也要符合爆破规范,检察员要跟踪全过程,逐步进行检查。
因为该水电站受特殊地形的影响,开挖的边坡比较高,开挖的坡度也陡,边坡的稳定程度受影响大,为了保证施工安全,要加强对边坡稳定程度的监测。一般是要测定爆破对边坡产生爆破的水平震速,垂直震速,震动频率,震动时间的四个数值。该工程主要采取不知震动测点和布置声波测试孔的方法来进行爆破,以此来影响观测。声波测试一般有两种,一种是在欲裂线两边布置缝隙孔,一种是在上层坡面,按照三角形布置的原则,布置声波测试孔。后面对比出爆破前后的波速差值,从而反映出爆破队岩体的破坏程度。
4.结束语
针对开挖质量和开挖稳定性要求比较高的特点,在实际施工过程当中,结合爆破试验的研究成果,在欲裂爆破当中采用合理的控制爆破技术以及优化后的爆破参数,有效保证在爆破开挖当中满足质量和高边坡稳定的要求。该水电站边坡开挖的成功,标志着我国欲裂爆破技术在高边坡石方开挖领域技术成熟的体现。
【参考文献】
[1]王应周. 小湾水电站高边坡开挖预裂爆破施工[J]. 水利水电施工,2008,04:6-9.
[2]闫建文. 拉西瓦水电站高边坡开挖爆破技术研究[D].西安理工大学,2005.
[3]焦秀丽. 西大洋水库高边坡开挖预裂爆破技术研究与应用[J]. 水利建设与管理,2011,S1:69-71.
[4]金连军. 大岗山水电站左岸高边坡预裂爆破施工[J]. 四川水利,2013,04:86-88.