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    中間渠道F1斷層開挖爆破施工方案

    2015年5月7日() 來源:土木工程網(wǎng) 作者:佚名 閱讀:

       1.前言

      重慶烏江彭水電站通航建筑物中間渠道f1產(chǎn)狀100~120°<70~80°,是壩區(qū)最大的斷層。斷層破碎帶真厚度7~15m。f5產(chǎn)狀220~235°<65~78°,斷層破碎帶寬5~10m,在中間渠道邊坡地表390高程左右切割f1斷層,f5斷層上盤f1斷層向上游平移達(dá)30m。f36產(chǎn)狀195~210°<63~84°,斷層破碎帶寬3~6m。在中間渠道邊坡地表EL350高程、330高程馬道附近切割f1斷層,f36斷層上盤f1斷層向下游平移達(dá)7m。f5、f36與f1斷層交匯處順斷層溶蝕強(qiáng)烈,發(fā)育成溶洞,溶洞規(guī)模大,f5上盤溶洞向山內(nèi)發(fā)育一定深度,垂直方向與導(dǎo)流洞附近溶洞有一定水力聯(lián)系。f36斷層下盤f1斷層破碎帶寬5~10m,為角礫巖、碎裂巖,膠結(jié)較好。

      f36、f5斷層與f1斷層交匯帶及溶洞充填物為粘土夾塊石,并見灰華,為軟塑狀,交匯帶順f1斷層兩側(cè)溶蝕擴(kuò)大,總寬度約35~40m,斷層交匯帶與溶蝕破碎帶施工期產(chǎn)生坍塌,致使靠山外側(cè)邊坡形成倒懸體。該部位已經(jīng)出現(xiàn)多次跨塌,2006年6月30日正邊坡EL345高程出現(xiàn)跨塌,7月3日跨塌范圍增大, EL364高程至EL345高程已支護(hù)部位及上游側(cè)邊坡支護(hù)部位跨塌,致使正面邊坡形成一個大型的倒懸體。

      EL315.0 ~EL275高程從已揭露的巖石情況可以看出,此部位邊坡巖石比較破碎,需開挖邊坡的厚度不足8m,故無法采用在爆破孔與預(yù)裂孔間設(shè)一排緩沖孔來為減小爆破對邊坡破壞,邊坡開挖成型面將會受到影響。所以直接采用邊坡預(yù)裂的方式進(jìn)行施工;根據(jù)現(xiàn)在實(shí)際情況,決定對EL286.5~EL274.8馬道的建基面保護(hù)層開挖采用水平預(yù)裂爆破輔以垂直孔梯段爆破法一次爆破完成。保護(hù)層垂直爆破孔采用高風(fēng)壓鉆機(jī)和Y28手風(fēng)鉆機(jī),孔徑分別為Φ105mm和Φ42mm,孔底高程距建基面不小于0.7m。爆破后,可以直接用大型挖掘設(shè)備挖裝,不需要在進(jìn)行保護(hù)層開挖爆破,縮短施工工期。

      4.爆破參數(shù)的選擇

     。1)鉆孔直徑與藥卷直徑

      根據(jù)f1斷層現(xiàn)有的鉆孔機(jī)械和藥卷品種規(guī)格,選用高風(fēng)壓鉆機(jī)鉆孔,炮孔直徑φ90mm,間距0.4m左右,鉆機(jī)無法施工的部位采用Y28手風(fēng)鉆作為輔助鉆孔設(shè)備,鉆孔直徑為42mm,相應(yīng)藥卷直徑為32mm。

     。2)鉆孔深度

      鉆孔深度根據(jù)現(xiàn)現(xiàn)場實(shí)際開挖情況而定,鉆孔深度一般為5~10m。

     。3)炮孔間距

      參照船閘邊坡開挖爆破的經(jīng)驗(yàn),當(dāng)采用高風(fēng)壓鉆機(jī)施工時,孔距一般為0.5~0.8m,當(dāng)采用手風(fēng)鉆鉆孔時,孔距一般為0.5~0.6m。

     。4)單位耗藥量

      根據(jù)此部位巖性特點(diǎn),單位耗藥量q值控制在0.40~0.45kg/m3范圍內(nèi)。

      爆破參數(shù)的確定原則,一般根據(jù)鉆孔機(jī)具的性能、巖石性質(zhì),并參照以往的工程經(jīng)驗(yàn)選定其基本參數(shù),施工中根據(jù)爆破效果不斷進(jìn)行調(diào)整和修正。

      3.施工工藝及技術(shù)要求

     。1)施工準(zhǔn)備

      首先進(jìn)行測量放樣,以確定預(yù)裂孔爆破的作業(yè)范圍,并用紅油漆標(biāo)明開孔位置。

     。2)鉆孔作業(yè)

      水平預(yù)裂孔開孔誤差要求不大于10cm,爆破孔的孔底高程誤差不大于20cm。鉆孔時要根據(jù)地形變化,嚴(yán)格控制鉆孔深度和方向。

      EL286.5~EL274.8爆破中為減爆破地震效應(yīng)對水平建基面的作用,阻止爆破在巖體中產(chǎn)生的爆破裂隙和節(jié)理裂隙面、層面的破壞延伸到建基面巖體中,要求水平預(yù)裂范圍要超出梯段爆破范圍1.0~2.0m。

      鉆孔完畢后,要對鉆孔孔位、孔深和孔斜進(jìn)行認(rèn)真檢查,并作好記錄,對未滿足設(shè)計要求的鉆孔,必須進(jìn)行補(bǔ)鉆(欠深)或充填(超深)。

     。3)裝藥聯(lián)網(wǎng)

      預(yù)裂孔裝藥采用竹片綁扎,導(dǎo)爆索串聯(lián)φ32mm乳化藥卷間隔裝藥,線裝藥密度為400~450g/m,爆破采用毫秒延期非電微差起爆網(wǎng)絡(luò),起爆順序沿抵抗線最小的方向依次分段起爆,控制最大一段起爆藥量小于100kg。

      水平預(yù)裂爆破和垂直爆破孔同時按設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)分別裝藥,并在同一網(wǎng)絡(luò)內(nèi)聯(lián)接,控制預(yù)裂爆破先于梯段爆破的起爆時差為75~100ms。

      3.水平預(yù)裂參數(shù)的選擇與確定

     。1)鉆孔直徑

      根據(jù)我國水利工程邊坡預(yù)裂爆破一般采用孔徑為80~110mm的施工經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合f1斷層施工現(xiàn)有的鉆孔機(jī)械設(shè)備的性能特點(diǎn),選擇高風(fēng)壓鉆機(jī)為水平預(yù)裂孔的主要鉆孔機(jī)具,鉆孔直徑為105mm,其次選擇手風(fēng)鉆為輔助鉆孔機(jī)具,鉆孔直徑為42mm。

     。2)鉆孔間距

      鉆孔間距a和鉆孔直徑D的關(guān)系可用間距系數(shù)n來表示:a=nD;n值的大小決定著鉆孔的數(shù)量,n值過大,不能保證預(yù)裂縫的形成,影響預(yù)裂效果;n值過小,將增加鉆孔數(shù)量,不經(jīng)濟(jì),并且影響施工進(jìn)度。根據(jù)此部位巖石情況確定采用高風(fēng)壓鉆機(jī)(相應(yīng)鉆孔直徑為105mm)施工時,設(shè)計鉆孔間距50~70cm,n值為2;采用手風(fēng)鉆(相應(yīng)鉆孔直徑42mm)施工時,設(shè)計鉆孔間距40~50cm,n值為10。

     。3)不耦合系數(shù)E

      根據(jù)鉆孔直徑D的大小選擇藥卷直徑d。不耦合系數(shù)E是指鉆孔直徑與藥卷直徑的比值,可用E=D/d表示。用于本工程預(yù)裂爆破的藥卷直徑為32mm,鉆孔直徑為105mm時,E值為3.28,鉆孔直徑為42mm時,E值為1.31,

     。4)鉆孔深度L

      水平預(yù)裂的鉆孔施工難度較大,當(dāng)鉆孔深度過大時(孔深超過10m時),鉆孔水平精度難以掌握,往往出現(xiàn)向下偏斜,造成孔口與孔底不在同一高程上,最大偏差達(dá)50cm,為保證建基面的開挖平整度,實(shí)際鉆孔過程中除嚴(yán)格控制開孔孔位高程和角度外,還必須控制鉆孔深度。當(dāng)采用高風(fēng)壓鉆機(jī)時,鉆孔深度以≤10m為宜,采用手風(fēng)鉆鉆孔時,鉆孔深度以≤3m為宜。

     。5)線裝藥密度⊿線

      根據(jù)中間渠道角礫巖的巖性,參照其它水利工程的施工經(jīng)驗(yàn),選擇經(jīng)驗(yàn)公式為:

      ⊿線=0.034[σ壓]0.63a0.67

      式中:⊿線——線裝藥密度(kg/m)

      [σ壓]——巖石極限抗壓強(qiáng)度(MPa)

      a——鉆孔間距(m)

      依據(jù)上式計算的結(jié)果,并經(jīng)左岸溢流壩段生產(chǎn)性試驗(yàn)不斷調(diào)整線裝藥密度,最終確定線裝藥密度為350~400g/m。預(yù)裂孔裝藥采用竹片綁扎,導(dǎo)爆索串聯(lián)φ32mm乳化藥卷間隔裝藥。具體爆破參數(shù)在施工中經(jīng)現(xiàn)場生產(chǎn)性爆破試驗(yàn)后確定。爆破采用毫秒延期非電微差起爆網(wǎng)絡(luò),最大單響藥量不大于200kg。

     。6)堵塞長度L1

      實(shí)踐證明,孔口堵塞長度對水平預(yù)裂面的效果有一定影響,堵塞長度過短,則爆破時氣體逸出,不易形成預(yù)裂縫或預(yù)裂縫寬度不夠;堵塞長度過長,則在孔口附近部位易殘留水平炮孔。實(shí)際施工中的堵塞長度根據(jù)為80~100cm。

     

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