爆破设计 现场爆破试验 爆破方案报工程师批准 布孔 预裂、光面爆破钻孔 间隔装药 梯段、缓冲、保护层爆破钻孔 连续装药 堵孔、联网 警戒 起爆 安全检查、处理 图3-3 爆破施工工艺流程
3.2.2.2爆破试验
施工初期,结合石方开挖施工进行生产性爆破试验,通过爆破试验调整钻爆参数和炸药单耗,以获得最优爆破参数。
爆破试验钻爆参数,暂按3.2.2.3节中各种爆破暂定参数进行。具体试验场地和爆破设计,现场确定,并报工程师审批后实行。 3.2.2.3施工爆破设计
⑴梯段爆破 ①梯段爆破设计
梯段爆破设计程序,见图3-4。
根据地形、地质确定
根据爆破设计确定 底盘抵抗线 超钻深度h 排距b 单孔药量Q1 梯段高度H 钻孔倾角? 孔 径D 根据爆破 网络确定 布孔形式 延时顺序
图3-4 爆破设计程序
②梯段爆破主爆孔孔内装药结构
船闸工程主体工程基础开挖石方集中在基础底部,多为浅孔爆破,开挖深度小于5m。采用小孔径CM351型高风压钻机进行钻孔,孔径φ76~89mm;采用人工装药方式,暂定设计参数、孔内装药结构,见表3-2。
③梯段爆破布孔与起爆网络
宽孔距小排距微差挤压爆破,能充分利用爆破能量,能较好地控制爆渣块度,堵塞段加辅助药包解决堵塞段岩体的大块率,在爆破工程中已被越来越广泛的运用。根据施工实践经验,采用以下效果好的布孔形式和起爆,见网络图3-5梅花形布孔一字型起爆网络图(一排一段起爆)和图3-6长方形布孔V型起爆网络图。
起爆采用爆破延时技术。根据我公司长期施工实践,船闸工程爆破延时选用50~75ms为宜。
表3-2 浅孔爆破参数表
名称 梯段高度 孔距 排距 抵抗线 钻孔倾角 单耗 孔径 堵塞长度 符号 H a b W ? Q φ Lc 单位 m m m m ? Kg/m3 mm m 取值范围 2~5 2.5~3.5 1.2~2 1.2~2.0 ?75? 0.35~0.55 76~89 1.8~2.5 装药结构示意图 导爆管 堵塞段 主爆孔炸药 起爆药包 非电雷管 注:软石单耗0.30~0.40kg/m3;次坚石单耗0.40~0.50kg/m3;坚石单耗0.50~0.6kg/m3。
1 3 5 3 5 1
注:图中1、3、5为起爆雷管段号。
图3-5梅花形布孔一字型起爆网络图
6 7 8 9 5 6 7 8 3 5 6 7 1 3 5 6 3 5 6 7 5 6 7 8 6 7 8 9 注:图中1、3、5、6、7、8、9、为起爆雷管段号。
图3-6 长方形布孔V型起爆网络图
⑵缓冲爆破
缓冲爆破是为了减少主爆炮孔爆破对后侧边坡的影响,在主爆孔(梯段爆破)与边坡开挖爆破孔(主要为预裂爆破孔)之间增加1~2排缓冲爆破孔,其规模比主爆孔(梯段爆破)爆破规模要小。
①缓冲爆破暂定钻爆参数
缓冲爆破排数与主爆孔的孔径有关,主爆孔孔径越大,缓冲爆破排数越多。船闸工程梯段爆破主爆孔孔径?76~?89mm,设1排缓冲爆破孔,孔径?76mm,孔距为1.0~2.0m、排距1.2~1.5m,单耗药量,一般为主爆孔的0.7~0.8倍,即为q=(0.30~0.45)kg/m3。爆破参数将在施工现场,根据地质情况和爆破试验成果及时修正。
②边坡爆破布孔形式
边坡预裂爆破孔、缓冲爆破孔、主爆孔(梯段爆破)布孔形式和起爆网络、起爆顺序,详见图3-7(a)、(b)。
缓冲孔预裂孔设计边坡梯段爆破孔缓冲孔32.51:0预裂孔1321梯段爆破孔(a)钻孔剖面图 (b)钻孔平面图 注:图中1、2、3为起爆顺序。 图3-7 边坡预裂爆破布孔形式图 ⑶预裂爆破 ①预裂爆破参数 线装药密度,采用经验公式: Q线=0.042[a2]0.6[σ压]0.5 式中:Q线——计算线装药密度(kg/m),结合预裂爆破试验确定; σ压——岩石极限抗压强度(MPa); a2 ——孔距(m)。 注:Q线系采用胺油炸药或乳化炸药,如实际使用其他炸药应按炸药换算系数e进行折算。
具体根据现场爆破实验效果及施工中岩石钻孔情况,现场调整。 预裂爆破参数,详见表3-3。
表3-3 预裂爆破参数表
参数名称 孔深 孔径 孔距 药卷直径 不耦合系数 线装药密度 顶部装药密度 堵塞长度 单位 m mm cm mm g/m g/m m 取值范围 同边坡斜高 ?76~?89 60~80(圆弧) 80~100(直线) ?32 2.375~2.78125 中部装药段 堵塞段 顶部装药段 装药结构示意图 导爆索
Q线 (2/3~1/2)Q线 0.6~2.0 孔底加强装药段 ⑷光面爆破
光面爆破也是控制开挖轮廓的爆破方法之一,光爆孔的爆破是在开挖主爆破孔的药包爆破之后进行。光面爆破有两个自由面,光爆孔与开挖主爆破孔用毫秒雷管分段起爆。
光爆层就是边孔与主爆孔之间的岩石层,光爆层的厚度就是边孔(光爆孔)的最小抵抗线。
光爆层的厚度W与周边孔的间距E有着密切的关系,可用两者的比值K=E/W来表示,K称为周边孔(光爆孔)的密集系数,通常取K=0.8左右。
光面爆破采用与预裂爆破相同的间隔装药,装药结构一般分为孔口堵塞段,正常装药段及底部加强段,孔底放1~2个标准药卷,堵塞段一般为炮孔深度的1/4~1/5。
光爆孔采用导爆索同时起爆,在需要控制一次起爆药量的部位,进行分段起爆。
⑸保护层开挖
①进行保护层开挖的部位
在重要的建筑物接近建基面时,为保证建基面完整性,进行保护层开挖。 ②保护层开挖设计原则
运用可靠成熟技术,在确保建基面开挖质量的情况下,尽量降低工程成本,保证工程施工进度。
③保护层爆破方案的选择
土建施工中常用的保护层爆破方法有常规保护层爆破开挖法、水平预裂开挖法、保护层一次性爆破开挖。鉴于保护层一次性爆破开挖具有适应性好,能进行规模生产作业,能有效保护保留岩体,保护层一次挖除,施工简便,成本低,适应大规模作业,船闸工程保护层开挖采用一次性开挖法施工。
保护层一次爆破开挖技术的核心,是采用小孔、密孔、小梯段、小药量、低单耗的爆破方式,达到炸药能量在被爆岩中均匀分布,降低爆轰波强度,同时根据实际情况在孔底加柔性垫层等措施,减少爆破能量对保留岩石破坏。
④钻爆参数
保护层开挖采用CM351高风压钻机(更换小孔径钻头)或YT-28型手风钻钻孔造孔,孔径D=42~76mm,装药直径d=32~60mm。根据临空面坡度情况,使抵抗线均匀,钻孔倾角与坡度角一致,钻孔倾角α≥75°。爆破采用单耗