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      預(yù)裂爆破技術(shù)在呼和浩特抽水蓄能電站中的應(yīng)用

      2011-07-26 03:32:18馬建勇馬玉增
      水力發(fā)電 2011年7期
      關(guān)鍵詞:藥卷基面炮孔

      馬建勇,馬玉增

      (中國人民武裝警察部隊(duì)水電第一總隊(duì)第一支隊(duì),河北 唐山 063004)

      1 工程概況

      呼和浩特抽水蓄能電站位于內(nèi)蒙古自治區(qū)呼和浩特市東北部的大青山區(qū),電站共安裝4臺(tái)單機(jī)容量300 MW的水泵水輪發(fā)電機(jī)組,總裝機(jī)1 200 MW。下水庫攔沙壩土石方開挖量25萬m3,其中石方開挖量約19萬m3。壩基左右岸開挖高程1 401 m,最低開挖高程1 337 m,開挖高差64 m,開挖坡比 1∶0.5~1∶0.75, 上下游土方開挖坡比 1∶1.5、石方開挖坡比1∶0.5,開挖難度較大。攔沙壩壩址區(qū)的地層巖性主要有呂梁期片麻狀黑云母花崗巖、烏拉山群斜長角閃巖等和第四系松散堆積物。

      建基面開挖技術(shù)要求為:開挖輪廓線應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求,坡面不平整度為15 cm;采用控制爆破技術(shù),避免爆破震動(dòng)破壞建基面巖體的完整性,不允許出現(xiàn)爆破影響裂隙;堅(jiān)硬完整巖體坡面超挖控制在20 cm以內(nèi),不允許出現(xiàn)欠挖。

      2 預(yù)裂爆破

      2.1 預(yù)裂爆破技術(shù)及效果

      攔沙壩建基面開挖主要控制爆破震動(dòng)影響和超欠挖兩項(xiàng)指標(biāo)。預(yù)裂爆破就是在正式爆破開挖之前,預(yù)先沿著設(shè)計(jì)的輪廓線布置一排平行的炮孔,孔內(nèi)采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu),使每個(gè)炮孔既是爆破孔又是鄰孔的導(dǎo)向孔,爆破應(yīng)力波在炮孔周圍產(chǎn)生一些初始的徑向裂縫后在爆破高壓氣體準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)力的作用下,使徑向裂縫進(jìn)一步擴(kuò)展形成一條一定寬度的裂縫,以保護(hù)被保護(hù)區(qū)的巖體免遭破壞。

      通過嚴(yán)格控制鉆孔質(zhì)量和裝藥結(jié)構(gòu)、藥量,可使預(yù)裂爆破達(dá)到以下效果:在開挖輪廓面上,殘留炮孔痕跡均勻分布;節(jié)理裂隙不發(fā)育的巖體殘留炮孔痕跡保存率達(dá)到80%以上,較發(fā)育和發(fā)育的巖體達(dá)到50%~80%,極發(fā)育的巖體達(dá)到10%~50%;相鄰兩炮孔間巖面的不平整度不大于15 cm,炮孔壁無明顯爆破裂隙。

      2.2 施工流程及工藝

      攔沙壩預(yù)裂爆破施工工藝流程為:測量放樣→搭設(shè)鋼管架→測量校核→鉆孔→裝藥堵塞→聯(lián)線起爆。

      (1)測量放樣。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙開挖輪廓線,測量放樣。

      (2)搭設(shè)鋼管架。根據(jù)測量開口線,結(jié)合開挖坡比,距離開口線10 cm用手風(fēng)鉆鉆孔,人工安裝φ32 mm、長0.6 m、入巖0.5 m的錨桿,固定控制鉆機(jī)方向、傾角的豎桿;再根據(jù)設(shè)計(jì)坡面開挖坡比,適當(dāng)調(diào)整鉆孔傾角,為了避免出現(xiàn)欠挖,實(shí)際鉆孔傾角大于設(shè)計(jì)傾角約0.5°,測量人員在鋼管架的豎桿上標(biāo)記出鉆機(jī)就位部位高程,再搭設(shè)橫桿,最后,利用斜支撐將鋼管架固定,保證鉆機(jī)在鉆孔過程中不移位。

      (3)測量校核。鉆機(jī)在鋼管架操作平臺(tái)上就位后,測量校核鉆機(jī)的方向、傾角,并對鋼管架操作平臺(tái)進(jìn)行局部微調(diào),合格后才能實(shí)施鉆孔作業(yè)。

      (4)鉆孔。①孔徑。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),不耦合系數(shù)(即鉆孔直徑與藥卷直徑的比值)一般不宜小于1.5~2.0,否則不能保證預(yù)裂輪廓的質(zhì)量。采用100B型潛孔鉆鉆孔,孔徑90 mm,藥卷直徑32 mm,不耦合系數(shù)為2.812 5,滿足預(yù)裂輪廓質(zhì)量要求。②孔深。為了控制鉆孔質(zhì)量,減少底部超挖量,結(jié)合鉆機(jī)最佳施工效率,孔深一般控制在10 m以內(nèi)。③傾角、方向。根據(jù)設(shè)計(jì)開挖面坡比,結(jié)合施工工具滿足的條件,搭設(shè)的鋼管架方向沿著測量放樣的方向,傾角大于設(shè)計(jì)開挖傾角約0.5°,既保證了開挖質(zhì)量又滿足了施工需要。④間距。經(jīng)計(jì)算并結(jié)合以往爆破經(jīng)驗(yàn),鉆孔間距取0.8 m。在鉆孔過程中,用地羅盤儀時(shí)常校核鉆孔的方向、傾角,出現(xiàn)偏差要及時(shí)調(diào)整,嚴(yán)格控制鉆孔孔深,孔深誤差不大于10 cm。

      (5)裝藥堵塞。巖石的極限抗壓強(qiáng)度取45~50 MPa,炮孔間距取0.8 m,根據(jù)長江水利委員會(huì)長江科學(xué)院提出的公式計(jì)算得到線裝藥密度為300~350 g/m。以竹片為支撐,導(dǎo)爆索連線,間隔綁扎直徑32 mm的乳化炸藥藥卷,底部1 m增加3倍的藥量,中間間隔20 cm綁扎藥卷,頂部3 m范圍間隔30 cm綁扎藥卷。堵塞長度一般為1 m,先利用炮棍將塑料團(tuán)送入距離孔口1 m左右的位置,再用土填實(shí)。

      (6)聯(lián)線起爆。采用導(dǎo)爆索聯(lián)線,起爆網(wǎng)絡(luò)串聯(lián),電雷管一次引爆。

      3 爆破效果評析

      爆破后檢查預(yù)裂縫,寬度為0.5~1 cm;出渣后檢查建基面,結(jié)果見表1。從表1可以看出,巖體完整性良好,無爆破裂隙,坡面不平整度均小于15 cm,殘留炮孔痕跡均勻分布,保存率超過85%,爆破效果良好。

      表1 攔沙壩建基面爆破效果檢查結(jié)果

      4 結(jié)語

      采用預(yù)裂爆破技術(shù)斜坡開挖建基面效果良好,值得在永久邊坡和建基面開挖中推廣應(yīng)用。在施工過程中,要嚴(yán)格控制各工序施工質(zhì)量,以保證開挖質(zhì)量。

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