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1、 摘要：鑒于廠房壩段石方工程量比較大，廠房壩段石方開挖工期將直接制約7#8#溢流壩段的混凝土澆筑施工。廠房壩段周邊坡度要求比較高，均需要進行預裂爆破施工，并且上下預留臺階存在一定高差，僅僅采用傳統的保護層分層爆破開挖法施工，將無法滿足建基面基礎開挖工期與臨近溢流壩段混凝土澆筑要求。 關鍵詞：水平預裂 爆破 開挖 保護層 施工方案 1.前言鑒于廠房壩段石方工程量比較大，廠房壩段石方開挖工期將直接制約7#8#溢流壩段的混凝土澆筑施工。廠房壩段周邊坡度要求比較高，均需要進行預裂爆破施工，并且上下預留臺階存在一定高差，僅僅采用傳統的保護層分層爆破開挖法施工，將無法滿足建基面基礎開挖工期與臨近溢流壩段混2、凝土澆筑要求。承包人經過多次論證研究，決定對存在高差（EL101.95、EL103.42兩個平臺）的建基面保護層開挖采用水平預裂爆破輔以垂直淺孔梯段爆破法一次爆破完成。采用水平預裂的施工方法可以增加保護層開挖施工進度。對于廠房壩段預留的保護層，采取水平預裂和鉆垂直爆破孔一次爆破的施工方法，保護層垂直爆破孔采用CM351型鉆機和Y26手風鉆機，孔徑分別為105mm和42mm。孔底高程距建基面不小于0.7m，采用微差梯段爆破。爆破后，可以直接用大型挖掘設備挖裝，縮短保護層開挖的出渣時間此施工方法可減少保護層分層開挖頻繁出渣和鉆孔的工序，加快保護層開挖施工進度。2.水平預裂參數的選擇與確定（1）鉆孔3、直徑根據我國水利工程邊坡預裂爆破一般采用孔徑為80110mm的施工經驗，并結合關門巖電站廠房工程現有的鉆孔機械設備的性能特點，選擇CM351液壓鉆為水平預裂孔的主要鉆孔機具，鉆孔直徑為105mm，其次選擇手風鉆為輔助鉆孔機具，鉆孔直徑為42mm。（2）鉆孔間距?鉆孔間距a和鉆孔直徑D的關系可用間距系數n來表示：anD；n值的大小決定著鉆孔的數量，n值過大，不能保證預裂縫的形成，影響預裂效果；n值過小，將增加鉆孔數量，不經濟，并且影響施工進度。根據經驗般認為n值取712較合適。經多次生產性試驗和施工總結，確定采用CM351鉆機(相應鉆孔直徑為105mm)施工時，設計鉆孔間距80100cm，n值為4、810；采用手風鉆(相應鉆孔直徑42mm)施工時，設計鉆孔間距4050cm，n值為10。（3）不耦合系數E根據鉆孔直徑D的大小選擇藥卷直徑d。不耦合系數E是指鉆孔直徑與藥卷直徑的比值，可用ED/d表示。用于本工程預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水平預裂的鉆孔施工難度較大，當鉆孔深度過大時(孔深超過10m時)，鉆孔水平精度難以掌握，往往出現向下偏斜，造成孔口與孔底不在同一高程上，最大偏差達50cm，為保證建基面的開挖平整度，實際鉆孔過程中除嚴格控制開孔孔位高程和角度外，還必須控制鉆孔深度。當采用CM35l5、鉆機時，鉆孔深度以10m為宜，采用手風鉆鉆孔時，鉆孔深度以3m為宜。（5）線裝藥密度線根據廠房壩段風化粉砂質泥巖的巖性，參照其它水利工程的施工經驗，選擇經驗公式為：線0.034式中：線線裝藥密度(kg/m)壓巖石極限抗壓強度(MPa)a鉆孔間距(m)依據上式計算的結果，并經左岸溢流壩段生產性試驗不斷調整線裝藥密度，最終確定線裝藥密度為400450g/m。（6）堵塞長度L1實踐證明，孔口堵塞長度對水平預裂面的效果有一定影響，堵塞長度過短，則爆破時氣體逸出，不易形成預裂縫或預裂縫寬度不夠；堵塞長度過長，則在孔口附近部位易殘留水平炮孔。實際施工中的堵塞長度根據爆破效果進行不斷調整修正，一般取80106、0cm為宜。（7）裝藥結構設計水平預裂與一般邊坡預裂有著本質上的區別一般邊坡預裂爆破是在無限體中進行的，底部夾制作用較大，而水平預裂爆破是在2.02.5m厚的有限體中進行，類似于光面爆破，底部夾制作用小。爆破施工過程中，為方便施工，根據鉆孔深度的不同，將確定的線裝藥密度均勻分布在孔內，孔底40cm范圍內裝藥密度適當增加一倍，孔口堵塞長度以下50cm適當減小一半藥量。典型裝藥結構見圖l。圖1 水平預裂孔典型裝藥結構圖 3.淺孔梯段爆破參數的選擇（1）鉆孔直徑與藥卷直徑根據廠房壩段工程現有的鉆孔機械和藥卷品種規格，選用Y26手風鉆作為鉆孔設備，鉆了孔直徑為42mm，相應藥卷直徑為32mm。（2）鉆7、孔深度鉆孔深度視保護層厚度而定，但必須控制鉆孔底部在距建基面0.81.0m處終孔，當保護層厚度為2.0m時，鉆孔深度一般為1.21.0m。見圖2。（3）炮孔間距參照垂直梯段爆破的經驗，當采用CM351施工時，孔距一般為1.51.8m，排距1.01.2m。當采用手風鉆鉆孔時，孔距一般為1.01.2m，排距0.50.6m。（4）單位耗藥量根據廠房壩段粉砂質泥巖的巖性特點，單位耗藥量q值控制在0.400.45kg/m3范圍內。爆破參數的確定原則，一般根據鉆孔機具的性能、巖石性質，并參照以往的工程經驗選定其基本參數，施工中根據爆破效果不斷進行調整和修正。典型布孔示意圖見圖2，實際采用的爆破參數見表1。8、圖2 典型布孔示意圖3.施工工藝及技術要求（1）施工準備進入保護層厚度范圍內鉆孔作業前，首先進行測量放樣，以確定水平預裂和淺孔梯段爆破的作業范圍，并用紅油漆標明水平預裂孔的開孔高程線，水平預裂開孔高程線以上70cm處為淺孔梯段爆破孔的孔底高程。表1 爆 破 參 數 表爆破類型鉆孔機具孔徑（mm）孔距（cm)排距(cm)孔深（m）布孔型式藥卷直徑（mm）單位耗藥量備注水平預裂爆破CM351液壓鉆10580100 10 32300-350g/m水平預裂范圍超出淺孔梯段爆破范圍的距離e取1.02.0m,淺孔爆破孔孔底為距水平建基面距離c為0.7m。手風鉆45504050 3.0 32淺孔梯段爆破CM9、351液壓鉆1051501801001202.02.2梅花型75kg/m3保護層厚度為2.0m手風鉆455010012050601.51.732（2）鉆孔作業水平預裂爆破孔和淺孔梯段爆破孔可同時作業。水平預裂孔利用相鄰較低的設計臺階（EL100.48臺階）作為施工作業面。水平預裂孔開孔誤差要求不大于10cm，淺孔梯段爆破孔的孔底高程誤差不大于20cm。鉆孔時要根據地形變化，嚴格控制鉆孔深度和方向。為減小梯段爆破地震效應對水平建基面的作用，阻止梯段爆破在巖體中產生的爆破裂隙和節理裂隙面、層面的破壞延伸到建基面巖體中，要求水平預裂范圍要超出梯段爆破范圍1.02.0m。鉆孔完畢后，要對鉆孔孔位、孔深10、和孔斜進行認真檢查，并作好記錄，對未滿足設計要求的鉆孔，必須進行補鉆(欠深)或充填(超深)。為防止保護層開挖過程中，破壞已經成型的開挖邊坡，擬定在水平預裂孔的兩端設置空孔達到限裂要求。（3）裝藥聯網廠房壩段工程基礎保護層開挖采用2#巖石硝銨乳化炸藥，導爆索或導爆管傳爆，毫秒微差雷管起爆。垂直淺孔梯段爆破孔一般采用自孔底向上連續裝藥和間隔兩種裝藥結構。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。水平預裂孔采用間隔不耦合裝藥。為阻止預裂縫延伸至預裂范圍以外的保留巖體內，在水平預裂孔兩端各預留一孔不裝藥，作為導向孔。水平預裂一般控制最大一段起爆藥量小于50kg。水平預11、裂爆破和垂直淺孔梯段爆破同時按設計的裝藥結構分別裝藥，并在同一網絡內聯接，控制預裂爆破先于梯段爆破的起爆時差為75100ms。4.技術供應4.1土石方開挖主要施工設備見表4-1；4.3人員投入見表4-2。表4-1 主要施工設備配備計劃表序 號設備名稱型 號單 位數 量備注1挖掘機EX350臺2 2挖掘機EX280臺1 3推土機D85臺1 4推土機D65臺1 5潛孔鉆CM351臺2 6手風鉆YT26臺5 7移動式空壓機VHP700臺2 8自卸汽車15t臺7 表4-2 主要人員投入計劃表工 種管理人員技術人員測量工鉆 工爆破工空壓工挖掘機司機自卸汽車司機推土機司機電 工水泵工修理工力 工合 計人數3331466921655620107