光面爆破技術(shù)在某地下廠房巖錨梁開挖的應(yīng)用

光面爆破技術(shù)在XX地下廠房巖錨梁開挖中的應(yīng)用第一章概述第二章地下廠房水文及工程地質(zhì)條件第三章地下廠房布局及巖錨梁設(shè)計(jì)參數(shù)第四章光面爆破理論及爆破機(jī)理第五章巖錨梁的開挖爆破方案設(shè)計(jì)第六章巖錨梁爆破施工工藝第七章主要結(jié)論及建議第一章概述工程概況

XX水電站位于XX省東北部，XX江干流中游。電站正常蓄水位440m（高程），相應(yīng)庫容12.05億m3，裝機(jī)容量為1000MW（4×250MW），電站發(fā)電死水位為431m（高程）。碾壓混凝土重力壩最大壩高117m，壩頂高程452m，壩頂全長310.0m。主廠房外形輪廓尺寸為184.9×27×62.08m（長×寬×高）。水文地質(zhì)壩址河段多年平均流量為884m3/s，實(shí)測最大洪峰流量為17000m3/s（1954年），歷史調(diào)查最大洪峰流量為21400m3/s（1830年），實(shí)測最小流量為117m3/s（1966年）。多年平均氣溫為17.4℃，實(shí)測極端最高氣溫39.9℃（1958.4.23），實(shí)測極端最低氣溫為-5.2℃（1977.1.30）。地質(zhì)條件

XX水電站壩址位于XX糧站至穿洞間的兩扇巖附近。兩岸山體雄厚，為50～70陡坡，基本呈對(duì)稱“V”型，枯水期河面高程364m左右，水面寬70～120m，水深20～30m，汛期漲幅可達(dá)25m左右。從上游至下游，涉及的地層主要為二疊系下統(tǒng)至三疊系下統(tǒng)之灰?guī)r和泥頁巖，第四系堆積物分布零星。主要地質(zhì)構(gòu)造有塘頭向斜、F4斷層。塘頭向斜軸在F4斷層下游120m橫穿烏江兩岸，壩址主要位于塘頭向斜NW翼，該翼在F4上游地層發(fā)生倒轉(zhuǎn)，巖層產(chǎn)狀N40E，NW∠70；F4斷層為一區(qū)域性斷層，產(chǎn)狀N43E，NW∠60。裂隙發(fā)育多組。主要物理地質(zhì)現(xiàn)象主要有卸荷、崩塌、巖石（體）風(fēng)化及夾層夾泥。卸荷多見于岸坡，主要沿NW向裂隙擴(kuò)展，平行河流。崩塌僅零星分布于陡崖腳。廠址區(qū)兩岸巖溶泉點(diǎn)發(fā)育，烏江屬地下水補(bǔ)給河水類型。地下水橫向徑流帶發(fā)育，兩岸300m范圍內(nèi)屬地下水低平帶。第二章地下廠房水文及工程地質(zhì)條件

水文條件主廠房巖溶泉點(diǎn)發(fā)育，XX江屬地下水補(bǔ)給河水類型。地下水橫向徑流帶發(fā)育，在兩岸300m范圍內(nèi)屬地下水低平帶。工程地質(zhì)條件地下廠房引水發(fā)電系統(tǒng)建筑物位于P2c～T1yn1地層展布的右岸坡和寬谷臺(tái)面地帶。主廠房洞軸線方向N5W，與主要結(jié)構(gòu)面交角45，有利廠房洞室的穩(wěn)定。第三章地下廠房布局及巖錨梁設(shè)計(jì)參數(shù)

廠房布局廠房布置在右岸山體內(nèi)，為地下廠房，埋深80~150m，距岸最短距離為140m，主廠房軸線方向N5°W，外形輪廓尺寸為189.8×27×74.76m（長×寬×高），主變洞平行于主廠房布置，外形尺寸為188×17×23.03m（長×寬×高）。電站取水口布置在壩上游69m處，底板高程為400m，采用3條內(nèi)徑12.6m和1條8.8m的引水隧洞引水至廠房。尾水隧洞軸向N85°E~N55°E，內(nèi)徑10.6m，洞間中心距30m，四條尾水洞總長976m，埋深20～160m。巖錨梁設(shè)計(jì)參數(shù)寬：高：坡比：

第四章光面爆破理論及爆破機(jī)理

光面爆破機(jī)理關(guān)于光面爆破的機(jī)理，有不同的理論。眾多的認(rèn)識(shí)是應(yīng)力波和爆生氣體共同作用。即炸藥爆炸瞬間形成的沖擊波的動(dòng)壓作用，在炮孔壁形成初始裂紋，以及高溫﹑高壓的爆生氣體的準(zhǔn)靜壓和氣楔作用，使炮孔沿其連心線形成貫通裂隙。光面爆破理論光面爆破是20世紀(jì)50年代末期首先在瑞典興起，在加拿大首先使用的一種新的爆破技術(shù)。光面爆破是使爆破裂隙沿設(shè)計(jì)的開挖面形成的一種控制爆破法。光面爆破就是將周邊眼范圍內(nèi)的巖石爆下來，形成規(guī)整的輪廓面，并盡可能多地保留半邊眼痕跡和減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。“爆下來”主要與裝藥集中度q和最小抵抗線W有關(guān)；“成形規(guī)整”主要與周邊眼間距E、炮眼密集系數(shù)m（m=E/W）、最小抵抗線W有關(guān)；“保留半邊眼痕跡和減少圍巖擾動(dòng)”主要與部偶合系數(shù)B有關(guān)。因此，制約光面爆破的主要參數(shù)有：炸藥品種、裝藥結(jié)構(gòu)、炮眼直徑、裝藥量、不偶合系數(shù)、周邊孔間距、周邊孔最小抵抗線、炮孔深度、巖石抗拉強(qiáng)度、同時(shí)起爆的時(shí)間誤差、炮孔堵塞等。這些因素即相互制約，又相輔相成。因此，在光面爆破設(shè)計(jì)和施工中，應(yīng)利用一切有利與提高光爆質(zhì)量的因素，將上述參數(shù)合理搭配、優(yōu)化組合，以達(dá)到最佳的光爆效果。

炸藥品種的選擇：宜使用低密度、低爆速、低猛度但又有足夠敏感度的炸藥裝藥結(jié)構(gòu)：宜使用不偶合裝藥炮眼直徑：35—50mm

裝藥量：Q=qaWl

不偶合系數(shù)：1.1～3.0周邊孔間距：E=（8～15）db

周邊孔最小抵抗線：E=（0.8～1.0）W

炮孔深度：一般取眼深為1.5～2.0m，當(dāng)采用較先進(jìn)的鑿巖臺(tái)車時(shí)，每循環(huán)的炮眼深度可取到3～5m。

導(dǎo)向孔布置：拱腳﹑墻角等相對(duì)難爆的部位?！皩?dǎo)向”“抑制”作用起爆方式：最好是采用導(dǎo)爆索起爆，其次是采用毫秒雷管微差起爆。炮孔堵塞：黏土∶沙土=2∶1,含水量約25%（即比較干硬，如“磚胚泥狀”）光面爆破的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：一般說來，光面爆破應(yīng)達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：（1）開挖輪廓尺寸基本符合設(shè)計(jì)要求，欠挖部大于5㎝；超挖部大于15㎝；壁面不平整小于15㎝；露天光面爆破的壁面不平整度應(yīng)小于±20㎝。（2）爆破后壁面上保留的半眼孔痕率為：堅(jiān)硬且完整性毫的巖石≥80%；中等強(qiáng)度的巖石≥65%；軟巖或節(jié)理發(fā)達(dá)的巖石＞50%。（3）爆破作用對(duì)保留部分巖體破壞輕微，保留下的炮眼壁面上無粉碎的明顯的爆破縫隙；松軟破碎的巖體，爆破后盡量無大的危巖浮石；堅(jiān)硬而完整的巖體，無危巖或很少危巖。（4）兩排周邊眼銜接處的“臺(tái)階”，對(duì)于地下井巷或隧道工程，應(yīng)控制在10～15㎝以內(nèi)；對(duì)于露天大直徑深孔爆破，應(yīng)控制在30～50㎝以內(nèi)。爆破網(wǎng)絡(luò)：常用的有電爆網(wǎng)路和傳爆索網(wǎng)路第五章巖錨梁的開挖爆破方案設(shè)計(jì)

爆破設(shè)計(jì)原則按“短進(jìn)尺、弱爆破、少擾動(dòng)”的原則進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)要求滿足水工結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求，并且技術(shù)可行，安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理。主要鉆爆參數(shù)選擇①方案一：臺(tái)車水平光爆，孔徑50mm，光爆孔孔距50，兩光爆孔之間設(shè)減震、導(dǎo)向孔，不耦合系數(shù)2.0；②方案二：潛孔鉆光爆孔孔徑選用φ64mm，不耦合系數(shù)取2.56，孔距50cm；巖錨梁臺(tái)手風(fēng)鉆光爆孔孔徑選用φ42mm，不耦合系數(shù)取2.5，孔距25～30cm。

爆破器材選用2#巖石乳化炸藥、4#巖石抗水炸藥和乳化炸藥，起爆均采用非電毫秒雷管巖錨梁開挖爆破排炮循環(huán)方案一中取5m的循環(huán)進(jìn)尺；方案二取9m中的循環(huán)進(jìn)尺。爆破參數(shù)的確定方案一（水平開挖）方案二（垂直開挖）爆破安全在完成巖石爆破破碎的同時(shí)，爆破作業(yè)必然會(huì)伴生爆破飛石、地震波、空氣沖擊波、噪音、粉塵和有毒氣體等負(fù)面效應(yīng)即爆破公害。因此，在爆破作業(yè)中，需研究爆破公害的產(chǎn)生原因、公害強(qiáng)度的分布與衰減規(guī)律，通過科學(xué)的爆破設(shè)計(jì)，采用有效的施工工藝措施，以確保保護(hù)對(duì)象的安全。第六章巖錨梁爆破施工工藝

巖錨梁(見圖)是巖壁吊車梁的簡稱，利用一定深度的注漿長錨桿將鋼筋混凝土梁體牢牢地錨固在巖石上，它承受的荷載通過長錨桿和巖石壁面摩擦力傳到巖體上。它與普通的現(xiàn)澆梁相比，不設(shè)立柱，充分利用圍巖的承載能力。巖錨梁是從挪威引進(jìn)的高新技術(shù)成果，它是一項(xiàng)集光面(預(yù)裂)爆破、錨固技術(shù)，混凝土技術(shù)，應(yīng)力、應(yīng)變和位移量測技術(shù)于一體的綜合性施工技術(shù)，技術(shù)要求高，施工難度大。

施工要點(diǎn)巖錨梁施工技術(shù)是水電施工的尖端技術(shù)之一。巖臺(tái)開挖、長錨桿施工、梁體混凝土施工是巖錨梁施工的三大技術(shù)難題。巖臺(tái)開挖是巖錨梁施工最關(guān)鍵的技術(shù)，分四步進(jìn)行(見下圖)。質(zhì)量控制1．巖臺(tái)開挖光面爆破和預(yù)裂爆破的炮痕率，整體性好的巖體95％以上，其他巖體不低于90％。巖臺(tái)上邊墻和巖臺(tái)臺(tái)面超挖不得大于5cm，不得欠挖，巖臺(tái)下邊墻不得超挖，欠挖不得大于10cm。爆破后原有裂隙不得有明顯擴(kuò)展，不增加新的裂隙。2．錨桿施工允許誤差：孔位±5cm，深度±5cm，錨桿偏角≯3o，抗撥力達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的95％以上，注漿密實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)注漿長度的95％以上。巖錨梁施工是地下廠房土建工程核心部位最重要、最關(guān)鍵的技術(shù)。巖錨梁施工效益體現(xiàn)在社會(huì)效益方面。誰掌握了該項(xiàng)新技術(shù)就意味著誰有資格參與該工程項(xiàng)目的競爭。第七章主要結(jié)論及建議實(shí)施光面爆破需要掌握得技術(shù)要點(diǎn)：（1）炸藥爆力折算公式：e=320/B式中e—炸藥換算系數(shù)；B—施工中實(shí)際使用炸藥得爆力（mL）；320—2號(hào)巖石硝銨炸藥得爆力（mL）。（2）鉆孔務(wù)必準(zhǔn)確，開孔位置偏差不應(yīng)大于3cm（有說5cm）。周邊孔偏角尺寸按下式計(jì)算：S=10+3×L式中S—周邊孔鉆孔孔底向外偏移尺寸；B—周邊孔孔深。但孔微底最當(dāng)大向怠外偏宋移尺墨寸也勵(lì)不宜煮大于背20cm手。手持貪式氣池腿風(fēng)小鉆打努孔時(shí)成，偏拒移尺逃寸不辦宜大寄于1慢5cm飼，且在禾滿足蟻?zhàn)鳂I(yè)叼條件墳的前片提下撞越小依越好緩。（3增）二講周邊淋孔與罷周邊消孔的豬向外附偏移因尺寸主應(yīng)一切致，理即兩瘦孔互燦相平爭行。（4足）孔位深誤改差不拆宜大眉于1庸0cm躬。（5惡）二周庫邊孔框的孔簽深應(yīng)命比周貼邊孔議深1沫0cm左右費(fèi)，以錯(cuò)減少肯周邊捆孔的旱孔底脆卡制雨作用孔。（6撫）嚴(yán)恭格控偷制裝灑藥量享，并窩保證叔合理?xiàng)壍难b爹藥結(jié)羨構(gòu)。（7江）務(wù)帝必做嘩好掏飄槽孔烈、擴(kuò)牙大孔丹的爆倦破，逆確保漫為周毒邊孔叛提供（8陷）務(wù)趙必設(shè)綱法降擴(kuò)低周黑邊孔殲的盲動(dòng)炮。（9協(xié)）二秀周邊需孔的張炮孔架參數(shù)龜設(shè)計(jì)無，應(yīng)陷控制擾其對(duì)號(hào)圍巖寒的破囑壞范服圍小半于周彎邊孔弦的破崖壞范模圍。（1句0）度起拱汽處、糊墻腳廳處、上掘進(jìn)洽斷面怕較小鑰時(shí)（局如1掛0m2以下嗎）的爬爆破小，周季邊孔姓裝藥紋量宜鳥增加剪10冬%。先或加睛設(shè)導(dǎo)挽向孔縣。（1遙1）迅使用鍋導(dǎo)爆捆索起登爆時(shí)愈，應(yīng)妄將起晝爆管朋設(shè)于溜孔口惹端正撲向起浴爆，嬌且雷榴管應(yīng)叔直接諷捆于麥導(dǎo)爆差索上清。導(dǎo)蠻爆索騰與雷攪管、字炸藥勢均務(wù)腹必捆剩緊。（1援2）橡對(duì)于列特別致松軟蠢的破蹈碎巖禽體，絹宜采斑用隔托孔裝愁藥或繪周邊引孔不紫裝藥掙，也棕可試弟驗(yàn)用朽1～旦3根孫導(dǎo)爆捕索束余爆破楊。（1盆3）償應(yīng)不群斷分乒析、島總結(jié)話經(jīng)驗(yàn)歲，對(duì)徐鉆爆逗方案鐮隨時(shí)撥進(jìn)行欠補(bǔ)充繡、完殃善。光面沃爆破香對(duì)鉆撥孔的雨要求沒——警“準(zhǔn)哭、直如、齊詳、平導(dǎo)”光面亡爆破老要獲拳得“波一光任二穩(wěn)賀”的碌效果口。除敗掌握和、處勒理好貝各有須關(guān)參眉數(shù)外漲，鉆息好孔賞也是疊一個(gè)付很關(guān)裝鍵的微因素坐?！皞錅?zhǔn)、耀直、挽齊、休平”立高度可概括刪了光腹面爆辭破對(duì)借鉆孔辟的要艱求。“準(zhǔn)斃”就想是鉆爛孔位欄置一皆定要妨準(zhǔn)，寒孔距辰、孔狐位要抬按周仁邊孔既參數(shù)家要求奮嚴(yán)格指布置家，一回般不奶得輕喘易變算更孔腐位。紋當(dāng)受允節(jié)理歌、裂射隙或看其他閉原因滔等影明響必商須移塔位時(shí)資，側(cè)浙墻孔籌可上頁下稍棚作移妖動(dòng)，冠不能穗左右種移動(dòng)腿；拱兩部孔甩可左漸右沿付輪廓迷線稍炭作移步動(dòng)。叨開孔疾位置錢偏差泳不應(yīng)承大于張3cm蓋（有說妄5cm皮）?！爸薄甭橹饕侵父豌@孔誓要直毅，不升能因忙鉆孔童壓力尋過高釀、過糕低、勉氣腿申忽高痰忽低被、左驚右擺倦動(dòng)等頭，使旨鉆出名的孔池呈蛇鑼形；災(zāi)還有易一層離意思刪，就娛是側(cè)鄰墻孔庸要開領(lǐng)在同飾一垂在直線歸上，輕對(duì)此電，可獲以先充鉆好婆拱腳膊控制軋孔，宿插進(jìn)帳炮棍則，吊擺時(shí)光豈垂球腦，而肥后以炒垂線郵為準(zhǔn)座依次等鉆孔不（拱煌部孔貌也同意樣要騙開在卸同一邪幅圓條線上梢）?！褒R格”就揉是各乏孔孔尼底要群落在鋒同一出鉛垂掀面上禁，以瓦使裝醒藥位怨置準(zhǔn)織確，疾便于鈴爆破司應(yīng)力化按設(shè)遼計(jì)要壞求組孟織。俱同時(shí)熔，使血爆出厭的斷后面整堆齊，榴便宜獵下一丈循環(huán)后作業(yè)津。要宮做到蔽孔底憐齊平蠅，就湯要在布鉆桿慢上做木好標(biāo)枯志，聾并在淚作業(yè)日面上箱拉控莫制線煙控制污孔深旅，而幫不能星僅以醉作業(yè)衫面圍興巖情蝕況為趁準(zhǔn)進(jìn)料行控?cái)持啤！捌叫汀本蛯沂歉鞣渑诳最^之間弟互相諷平行泄，它骨不僅撈保留癢出的炎半孔厚整齊蘋、美奇觀，棄更主他要的典是便雁于組弊織應(yīng)租力。儀控制濟(jì)方法似仍然輝是插蠶炮棍舊法，撒使鉆楊桿與熱炮棍編平行瓜，即本可打搞出互最相平香行的合炮孔綁。建議1、址破技憤術(shù)的蹲應(yīng)用壞范圍傷十分查廣泛中，在爹國民帖經(jīng)濟(jì)墓建設(shè)屆的各菌個(gè)領(lǐng)送域中親可以富認(rèn)為星無所具不能伶。但室是爆訪破給告人們?nèi)鄣挠∨严髤s捆往往淹是危備險(xiǎn)的顫、破奪壞性肅的，范為了王扭轉(zhuǎn)傭這種愛現(xiàn)象允，需享要作謹(jǐn)很多探的宣習(xí)傳工蓄作，灘讓人標(biāo)們了巡壽解爆否破工舒作是吼有安盜全保覆證的觀，危襪險(xiǎn)范項(xiàng)圍完酸全可我以控丹制的良，在墳破壞系中達(dá)環(huán)到新隸的建鴉設(shè)成超果，磚這就滿是工麥程爆牙破的愉最終華目的未。為殘