興義市木浪河水庫擴(kuò)建工程土石方開挖爆破設(shè)計(jì)與施工研究

陳 凱

(貴州水利實(shí)業(yè)有限公司貴州貴陽550000)

已建木浪河水庫位于黔西南州興義市清水河鎮(zhèn)，距興義市區(qū)38 km，距清水河鎮(zhèn)5 km，南昆鐵路品甸火車站位于水庫大壩的左岸，交通十分方便。大壩建于木浪河中下游的生不攏河段。工程主要由攔河壩、壩頂溢洪道、泄洪、放空兼沖沙底孔、總干渠、響革倒虹管、干渠及隧洞、渡槽等渠系建筑物組成。本次擴(kuò)建工程是在原壩基礎(chǔ)上進(jìn)行加高加厚成重力壩，在維持原有規(guī)模的前提下，增加城鎮(zhèn)供水規(guī)模和灌溉規(guī)模。木浪河水庫本次擴(kuò)建部分的主要任務(wù)是在保證原功能的情況下為灌溉、興義市城區(qū)生活供水，兼有改善河道水環(huán)境功能。

1 爆破方案的選擇

1.1 爆破方式的選擇

深孔爆破的優(yōu)越性主要表現(xiàn)在:(1)采用大型設(shè)備，大大提高了開挖強(qiáng)度和礦石產(chǎn)量;(2)深孔爆破有利于運(yùn)用先進(jìn)的爆破技術(shù)，如毫秒爆破、寬孔距小抵抗線爆破、預(yù)裂爆破等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，顯著改善了破碎質(zhì)量，降低了有害效應(yīng);(3)提高了鉆孔延米爆破量，降低了采礦(石)的綜合成本。

淺孔爆破與深孔爆破的原理基本相同，它主要用于小型路塹開挖以及基礎(chǔ)場平，開挖路塹、溝槽等。其特點(diǎn)規(guī)模小、循環(huán)作業(yè)頻繁，爆破效果不顯著，主要用于小型路塹的開挖爆破。

本工程屬于壩肩槽開挖和基礎(chǔ)場平等爆破工程，工程量小，周邊爆破環(huán)境較為復(fù)雜，爆破振動(dòng)要求高，宜采取淺孔孔爆破方式。邊坡和基礎(chǔ)開挖必須按以下要求進(jìn)行控制爆破:(1)鄰近開挖設(shè)計(jì)輪廓線時(shí)，必須嚴(yán)格控制爆破振動(dòng)所帶來的危害以及爆炸應(yīng)力對預(yù)留基巖的破壞;(2)鄰近設(shè)計(jì)建基面、設(shè)計(jì)邊坡、建構(gòu)建筑物或防護(hù)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)采用毫秒延時(shí)起爆網(wǎng)絡(luò)，不應(yīng)采用大孔徑爆破方法;(3)每一次爆破后，施工單位應(yīng)及時(shí)做好爆破振動(dòng)檢測，認(rèn)真分析爆破效果，及時(shí)調(diào)整爆破參數(shù)，并經(jīng)得業(yè)主和設(shè)計(jì)方同意、監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)后，方可實(shí)施。

1.2 炸材選擇

根據(jù)工程水文地質(zhì)條件確定，在孔內(nèi)無積水或施工期間天氣條件允許的前提下，優(yōu)先考慮巖石膨化硝銨炸藥?？變?nèi)有水時(shí)部分使用乳化炸藥。網(wǎng)路連續(xù)采用電雷管起爆網(wǎng)路。鄰近設(shè)計(jì)建基面、設(shè)計(jì)邊坡、建構(gòu)筑物或防護(hù)目標(biāo)時(shí)，采用毫秒延期塑料導(dǎo)爆管雷管起爆網(wǎng)路。

2 爆破參數(shù)的確定

2.1 孔徑d

露天深孔爆破的孔徑主要取決于鉆機(jī)類型、臺階高度和巖石性質(zhì)。我國大型金屬露天礦多采用牙輪鉆機(jī)，孔徑250～310 mm;中小型金屬露天礦以及化工、建材等非金屬礦山采用潛孔鉆機(jī)，孔徑100～200 mm;鐵路、公路路基土石方開挖常用的鉆孔機(jī)械，其孔徑76～170 mm不等。

2.2 孔深L，超深△h，炮孔間距a

L=H+△h(垂直孔)

式中:L為孔深，m;H為臺階高度，m;△h為超深，m;一般△h=(0.1 ～0.15)H。

a=(0.5 ～1.0)L 或 a=(1.0 ～2.0)W1

2.3 單位炸藥消耗量Q

淺孔臺階爆破的單耗一般比深孔臺階爆破的單耗要高一些，常取 Q=0.5 ～1.2 kg/m3(黔西南州經(jīng)驗(yàn)值 0.35 ～0.4 kg/m3)。

炮孔布孔方式為采取梅花形布孔，擬用爆破參數(shù)如下表1。

表1 爆破參數(shù)

2.4 裝藥量計(jì)算

(1)臺階高度為1.0 m淺孔時(shí)，其單孔裝藥量按照體積公式計(jì)算如下:

Q=Q.a.b.H=0.3 kg。

(2)臺階高度為2.0 m淺孔時(shí)，其單孔裝藥量按照體積公式計(jì)算如下:

Q=Q.a.b.H=0.9 kg。

3 爆破施工技術(shù)

3.1 試爆

在進(jìn)行報(bào)爆破處理之前，不容忽視的一個(gè)環(huán)節(jié)就是試爆。在試爆之前，需要確定好爆破的位置，需要注意的是，爆破點(diǎn)應(yīng)該選擇在遠(yuǎn)離營業(yè)線的相同地質(zhì)條件的地方，試爆還必須要嚴(yán)格的根據(jù)設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行，試爆結(jié)束之后，需要對試爆的情況進(jìn)行分析，進(jìn)而對參數(shù)做出相應(yīng)的調(diào)整，這樣能夠?yàn)楹竺娴恼奖铺峁┮欢ǖ膮⒖肌?/p>

3.2 布孔和打眼

嚴(yán)格的根據(jù)設(shè)計(jì)的孔距以及排距進(jìn)行不孔，特別需要注意的是，對于內(nèi)、外兩列的炮孔一定要保證其設(shè)置的準(zhǔn)確性，并利用紅漆做出相應(yīng)的標(biāo)識，根據(jù)設(shè)計(jì)的具體孔位、具體方向、傾斜的角度進(jìn)行鉆眼。在鉆眼結(jié)束之后，必須要對孔深進(jìn)行測量，以此來保證炮眼的深度。

3.3 裝藥要求

在進(jìn)行裝藥操作之前，要對現(xiàn)場，爆破工器具等做好相應(yīng)的處理，對于裝藥的相關(guān)工作人員應(yīng)該對炮孔進(jìn)行全方位的檢查，從剛開始炸藥送到現(xiàn)場，就必須要嚴(yán)格的劃分好警戒區(qū)，明確的規(guī)定在警戒區(qū)的范圍之內(nèi)禁止煙火，在進(jìn)行爆破器材運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候，一定要本著輕拿輕放的原則，避免導(dǎo)致炸藥包的沖撞。需要注意的是，對于任何一種爆破作業(yè)，都必須要嚴(yán)格的根據(jù)相關(guān)規(guī)范的要求將裝藥的原始記錄做好，主要的記錄內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):裝藥的基礎(chǔ)信息、在此過程當(dāng)中出現(xiàn)的問題以及處理的對策、炮孔裝藥等等。對于敏感度的炸藥包嚴(yán)格禁止進(jìn)行投擲，在起爆藥裝入之后必須要積極的采取合理的措施，來避免后續(xù)藥對起爆藥包造成撞擊，裝藥利用32 mm藥卷炸藥、連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合系數(shù)為1.3。

3.4 填塞要求

需要注意的是，在深孔以及淺孔爆破裝藥之后一定要第一時(shí)間進(jìn)行填塞處理，嚴(yán)禁采用無填塞爆破的方式，也不可使用石塊以及易燃材料進(jìn)行炮孔的填堵，對于水下炮孔建議采用碎石渣進(jìn)行填塞，如果是用水袋進(jìn)行填塞，對于孔口也有著明確的要求，要保證孔口大于0.15 m，好的堵塞質(zhì)量可增加爆炸氣體在孔內(nèi)的作用時(shí)間和減少空氣沖擊波、噪音和飛石的危害。填塞材料用潮濕黃土和細(xì)紗混合物，其用量比例為3:1。淺孔爆破堵塞大于0.8～1.0 m。

3.5 起爆網(wǎng)路

需要對網(wǎng)絡(luò)的導(dǎo)通情況以及電阻值進(jìn)行認(rèn)真仔細(xì)的檢查，應(yīng)該利用專用導(dǎo)通器以及爆破電橋，需要注意的是，對于爆破電橋的工作電流要控制在30 mA的范圍之內(nèi)，對于相關(guān)的儀器儀表，要定期的進(jìn)行檢查，具體的檢查頻率應(yīng)該保證在每一個(gè)月進(jìn)行一次，在雷雨天氣不得進(jìn)行電爆網(wǎng)路、對于起爆網(wǎng)路的連接，一定要等到工作面的所有炮孔都裝填完成。

如果是進(jìn)行導(dǎo)爆索的切割應(yīng)該采用較為鋒利的刀具，不可以利用剪刀將導(dǎo)爆索折斷，對于導(dǎo)爆索起爆網(wǎng)路一定要采用有效的方式進(jìn)行連接處理，在連接的時(shí)候，搭接的長度必須要大于15cm。此外，在其中間還不可以夾雜著任何的導(dǎo)爆物以及炸藥卷，一定要進(jìn)行認(rèn)真的捆扎，來確保捆扎的牢固性，對于支線與主線傳爆的夾角也是應(yīng)該注意的是，要求是其夾角要保證大于90°，連接導(dǎo)爆索中間不能夠出現(xiàn)打結(jié)，也不能出現(xiàn)打圈，在進(jìn)行交叉敷設(shè)的時(shí)候，必須要在兩根交叉爆索之間采用厚度不超過10 cm的木塊進(jìn)行鋪墊。

導(dǎo)爆管網(wǎng)路必須要嚴(yán)格的根據(jù)設(shè)計(jì)的要求進(jìn)行，在網(wǎng)路當(dāng)中要保證不出現(xiàn)死結(jié)、炮孔內(nèi)部不能出現(xiàn)接頭，孔外鄰近的傳爆管之間必須要保留充分的距離，在利用雷管進(jìn)行導(dǎo)管網(wǎng)路起爆的時(shí)候，需要注意的是，起爆導(dǎo)爆管的雷管和導(dǎo)爆管綁扎位置的接頭的距離要不能超過15 cm。

采用毫秒導(dǎo)爆管雷管起爆網(wǎng)路時(shí)，孔內(nèi)為MS15導(dǎo)爆管，排間為MS5，爆孔孔間用MS3連接。爆破設(shè)計(jì)的最大單響藥量Q根據(jù)“安全允許距離驗(yàn)算”來確定，即根據(jù)距離的不同設(shè)計(jì)最大單響藥量為0.3～72 kg，采取一孔一響或多孔一響的網(wǎng)路連接方式。采用電力起爆網(wǎng)絡(luò)，瞬發(fā)電雷管串聯(lián)方式。爆破設(shè)計(jì)的最大單響藥量Q根據(jù)“安全允許距離驗(yàn)算”來確定，即根據(jù)距離的不同設(shè)計(jì)最大單響藥量為0.3～72 kg，采取一孔一響或多孔一響的串聯(lián)方式，并保證串聯(lián)網(wǎng)路的準(zhǔn)爆電流應(yīng)不小于2.5 A，方可完全起爆。

3.6 瞎炮的預(yù)防及處理措施

3.6.1 預(yù)防措施

進(jìn)行材料的檢查，在爆破之前一定要進(jìn)行嚴(yán)格的復(fù)查，選擇質(zhì)量過硬的炸藥以及雷管，在進(jìn)行爆破材料選購的時(shí)候，要注意以下幾個(gè)方面的內(nèi)容，包括具體的生產(chǎn)日期、保質(zhì)期等等，必須已經(jīng)超過了使用期限的火工品，一定要嚴(yán)肅認(rèn)真的進(jìn)行裝藥、堵塞等處理，嚴(yán)抓各個(gè)環(huán)節(jié)，避免造成卡孔現(xiàn)象的發(fā)生。

3.6.2 處理措施

在出現(xiàn)瞎炮現(xiàn)象之后，應(yīng)該第一時(shí)間進(jìn)行現(xiàn)場的封鎖處理，安排相關(guān)的工作人員結(jié)合裝藥過程當(dāng)中的實(shí)際情況，分析瞎爆產(chǎn)生的主要原因，積極的采取有效的措施進(jìn)行處理，通常情況下，對付盲炮應(yīng)該利用二次爆破法、炸毀法與沖洗法等等。對于沒有防水效果的硝銨炸藥，可以通過水流的沖擊來將炸藥沖洗，使得炸藥不具備爆炸的條件，對于具有著防水效果的炸藥，可以將其其中的堵塞物掏出來，然后再將其裝至炸藥包里面將它炸毀。

4 結(jié)語

綜上所述，在水庫擴(kuò)改建工程中，土石方的開挖爆破施工是一項(xiàng)重要的施工，對整個(gè)擴(kuò)改建工程的施工質(zhì)量有著直接的聯(lián)系。在爆破施工中，必須做好爆破方案的選擇，選擇合理的爆破參數(shù)，嚴(yán)格按照施工技術(shù)要求進(jìn)行爆破施工，從而保證施工的合理性以及質(zhì)量。

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