渠首2015技案013号爆破试验方案

湖南省涔天河水库扩建工程左右岸灌溉渠首工程施工爆破试验方案中国水利水电第八工程局有限公司中国水利水电第八工程局有限公司湖南省涔天河水库扩建工程左右岸灌溉渠首工程施工爆破试验方案中国水利水电第八工程局有限公司中国水利水电第八工程局有限公司湖南省涔天河水库扩建工程左右岸灌溉渠首工程爆破试验方案（渠首【2015】技案013号）批准：审核：编制：中国水利水电第八工程局有限公司涔天河水库扩建工程左右岸灌溉渠首工程项目部2015年06月中国水利水电第八工程局有限公司1施工条件1.1工程概况涔天河水库扩建工程坝址位于湘水支流潇水上游涔天河峡谷出口处，坝址位于永州市江华瑶族自治县东田镇境内，下距东田镇和江华县城分别为3km和12km。本工程是以灌溉、防洪、向湘江下游长株潭河段补水为主，兼顾发电、航运等综合利用的大型水利水电工程。水库正常蓄水位为313.0m，总库容为15.1亿m3。枢纽工程由钢筋混凝土面板堆石坝、泄洪洞、放空洞、发电引水洞、电站厂房和灌溉渠首工程等主要建筑物组成。本工程主要为左右岸灌溉渠首工程，以及至左岸灌溉引水隧洞进口交通洞工程。根据本坝附近地形及左、右灌区分布情况，渠首位置布置在库内距大坝500m位置，分别为左右灌区取水。根据灌溉要求，渠首采用分层取水方式，圆形有压隧洞引水，进水口底板高程275.0m，隧洞直径3.5m。左右岸灌溉渠首引水进水口为独立布置进水口，按灌溉面积确定为2级主要水工建筑物，库区左右岸灌溉洞属引水系统建筑物，级别降低一级，为3级主要水工建筑物。右岸灌溉引水隧洞渠首取水位置位于库内距大坝约500m处，灌溉引水隧洞出口接右岸渠首电站，为减少进出口开挖工程量，加快施工进度，节省工程投资，灌溉引水隧洞轴线布置尽可能与地形及岩层走向正交，隧洞进口与出口间以直线相连，总长828.0m。渠首电站与灌溉引水洞之间用钢岔管连接。引水隧洞由进口段、渐变段、钢筋砼衬及挂网喷锚平洞段、钢岔管段和钢支管段等组成。引水隧洞末端接右岸渠首电站，由于渠首电站划入灌区，以钢岔管为界，钢岔管上游部分归入枢纽工程，岔管及岔管下游部分归入灌区工程。灌溉引水洞进口段从桩号0+000.00至0+015.55m，全长15.55m，为钢筋混凝土结构；渐变段从桩号0+015.55至0+025.55m，全长10.0m，为方变圆渐变，中心线高程276.75m，起点截面尺寸3.5×3.5m，末端截面尺寸φ3.5m，钢筋砼衬砌厚度0.6m；平洞段从桩号0+025.55至0+823.00m，全长797.45m，为平面直段，纵坡i=0.207%，中心高程276.75～275.10m。其中，Ⅱ类围岩（桩号0+164.55～0+511）全长346.45m，采用挂网喷锚支护，喷C20砼厚度为0.1m，该段内径4.1m；Ⅲ、Ⅳ类围岩（桩号0+025.55～0+164.55、0+511～0+739）总长367m，该段内径3.5m，采用钢筋砼衬砌，衬砌厚度为0.4m；Ⅴ类围岩（桩号0+739～0+823.00）全长84m，该段内径3.5m，采用钢筋砼衬砌，衬砌厚度为0.59m，此段还新增1cm厚压力钢管。左岸灌溉引水隧洞渠首取水位置位于库内距大坝约500m处，灌溉引水隧洞出口接左岸渠首电站，为减少进出口开挖工程量，加快施工进度，节省工程投资，灌溉引水隧洞轴线布置尽可能与地形及岩层走向正交，全长887.79m。渠首电站与灌溉引水洞之间用钢岔管连接，以钢岔管为界，岔管上游部分归入枢纽工程，岔管及岔管下游部分归于灌区工程。进口段从桩号0+000.00至0+015.55m，全长15.55m，为钢筋混凝土结构；渐变段从桩号0+015.55至0+025.55m，全长10.0m。为方变圆渐变，中心线高程276.75m，起点截面尺寸3.5×3.5m，末端截面尺寸φ3.5m，钢筋砼衬砌厚度0.6m；平洞段从桩号0+025.55至0+887.79m，全长862.24m，在桩号0+026.87处开始第一个平面转弯，转弯半径20m，转角64.86°，后接直线段。在桩号0+649.18处开始第二个平面转弯，转弯半径200m，转角26.5°，再接直线段至桩号0+887.79，隧洞纵坡i=0.2%，中心高程276.75～275.10m，该段内径3.5m。Ⅲ、Ⅳ类围岩（桩号0+025.55～0+253.55、0+289.55～0+733.55）总长672m，采用钢筋砼衬砌，衬砌厚度为0.4m；Ⅴ类围岩（桩号0+253.55～0+289.55、0+733.55～0+887.79）全长190.24m，采用钢筋砼衬砌，衬砌厚度为0.59m，此段还新增1cm厚压力钢管。至左岸灌溉引水隧洞进口交通洞起于左岸大坝B0-046.35，止于左岸灌溉引水隧洞进口，全长402.28m。由直线段和一个圆弧段及工作桥平顺连接，圆弧段桩号0+141.64～0+207.64，转弯半径150m，转角25.21°，隧洞出口接工作桥至左岸灌溉洞进口，在隧洞出口设12.28×21m回车坪，回车坪四周设砼挡土墙。交通洞采用城门洞型式，考虑该段公路仅做运行期检修通道，路面宽度按单车道设计，路面净宽3.5m，洞内单侧设排水沟兼作人行道，洞净宽4.3m，洞净高5.5m，洞底高程324.0m。交通洞底板为C30砼路面。1.2工程地质1.2.1左岸灌溉引水隧洞1)地形地貌进口位于eq\o\ac(○,6)号冲沟，地形坡度40°～55°。沿线地势陡峻，K0+202m处山顶最大高程443.5m，K0+202m处隧洞从管理局后山坡的大冲沟下穿过，沟底高程约339m，相应洞顶埋深61m。过冲沟后顺洞线坡度较缓，平均坡度约10°，出口附近地形较陡，坡角约25°。2）水文地质条件沿线地下水类型主要为基岩裂隙水，沿断层及节理裂隙向深部及邻近溪沟河谷渗流、排泄，水量较贫乏。据钻孔揭露，地下水位在进口、出口部位较低，中间地势较高部位地下水位相应较高，具体为：K0+000～K0+058m段地下水位于底板以下，K0+058～K0+065m段地下水位介于隧洞顶、底板之间，K0+065～K0+219m段地下水位高出洞顶0～101.9m，K0+219～K0+823m段地下水位高出洞顶101.9～0m，K0+823～K0+851m地下水位介于隧洞顶、底板之间，K0+851m至出口段地下水位低于底板高程。岩体透水性：据压水试验成果，洞身段微风化～新鲜岩体为弱透水性，弱～强风化岩体为弱～中等透水性。3)进口边坡稳定问题进口边坡陡峭，高约40m，基岩裸露，岩性为D13厚～巨厚层状细砂岩、粉砂岩，呈强风化～弱风化状态，节理中等发育，岩层产状N5°～17°E·NW∠20°～26°，洞线走向S8°W，两者夹角约10°，故硐脸及左侧边坡岩层倾向坡外，为顺向坡，且倾角较缓，对边坡稳定不利；而硐脸右侧边坡反向坡，对稳定有利。由于边坡岩体受节理裂隙及风化影响，加之开挖可能引起卸荷回弹，边坡存在掉块、局部小规模坍塌问题。建议对开挖坡面采用系统锚杆及挂网喷混凝土支护。4）洞身围岩稳定问题K0+247.0～K0+262.0、K0+727.0～K0+881.87段分别为D16、D2t中厚～厚层状石英砂岩、砂岩、粉砂岩，强～全风化，岩体强度低，完整性差，特别是全风化岩体呈土状，自稳能力很差。出口探硐PD30中见多条破碎夹泥层，且探硐掘进中在无支护情况下垮塌严重，稳定性极差，属Ⅴ类围岩，存在渗水、掉块、洞顶、洞壁坍塌，若支护不及时，甚至会出现冒顶通天现象，建议采用超前排水，系统锚杆加钢筋网喷护，刚性支撑，及时浇筑混凝土衬砌，或采取管棚施工、小导管等超前支护措施，以确保施工安全。K0+017.8～K0+057.0、K0+637.0～K0+727.0两段为Ⅳ类围岩，岩体呈弱风化状为主，节理裂隙较发育，岩体较破碎，完整性较差，弱～中等透水。普遍存在掉块、坍塌及渗水问题，建议采取系统锚杆加钢筋网喷护，刚性支护，及时浇筑混凝土衬砌等措施处理。K0+057.0～K0+247.0m、K0+262.0～K0+637.0m段，围岩为D13～D15及D2t岩组，岩性为中厚～巨厚层状石英砂岩、砂岩、粉砂岩，属弱风化～新鲜岩体，岩体完整性较好，钻孔岩性获得率50%～80%，弱透水，属Ⅲ类围岩，局部稳定性差，沿软弱夹层及与节理组合形成的不稳定体存在掉块、坍塌问题，建议采取系统锚杆加钢筋网喷护，局部采取刚性支护、或浇筑混凝土衬砌等支护措施。5）出口边坡稳定问题出口段坡度较缓，坡角约25°，自然边坡稳定。隧洞施工后出口洞脸开挖边坡高度小，约12m，边坡表部1～3m为残坡积层，物质为含砾粘土，下部为全风化粉砂岩，呈土状，抗剪指标低，稳定条件差，建议适当放缓坡比，分级开挖，且分级开挖高度不大于5m，并设马道，坡面进行支挡和挂网喷护处理，同时加强坡体及周边排水。建议最好先锁洞口，采用零开挖进洞。1.2.2右岸灌溉引水隧洞1）地形地貌进口地形整体坡度40°，沿线地形陡峻，K0+330m处山顶最大高程496m，然后往出口高程逐渐降低，洞线在K0+410m及K0+550m处穿越EQ\o\ac(○,14)、EQ\o\ac(○,15)冲沟，相交处沟底高程分别为443m和418m，相应洞顶埋深165m和140m。出口附近地形坡度较陡，坡角39°。2）水文地质条件沿线地下水类型主要为基岩裂隙水，沿断层及节理裂隙向深部及邻近溪沟河谷渗流、排泄，水量较贫乏。据钻孔揭露，在进、出口位置地下水位较低，中间地势较高部位地下水位相应较高，隧洞整个洞身基本都位于地下水位以下，具体为：K0-000以上段地下水位低于底板高程，K0-016～K0-010m段地下水位介于隧洞顶、底板之间，K0-010～K0+309m段地下水位高出洞顶0～143.2m，K0+309～K0+791m段地下水位高出洞顶143.2～0m，K0+791～K0+803m地下水位介于隧洞顶、底板之间，K0+803m至出口段地下水位低于底板高程。岩体透水性：据压水试验成果，洞身段微风化～新鲜岩体为弱透水性，弱～强风化岩体为弱～中等透水性，断层破碎带为中等～强透水性。3）进口边坡稳定问题进口边坡整体坡度约40°，边坡陡峭，基岩裸露，岩性为D11～D13中厚～巨厚层状细砂岩、石英砂岩、粉砂岩及含砾石英砂岩等，表部呈强风化状，节理裂隙发育，岩层产状为N12°E·NW∠15°～27°，走向与硐脸夹角约70°，故硐脸基本为横向坡，略倾坡内；右侧边坡走向与岩层走向小角度相交，为顺向坡。根据各类结构面组合分析（见图1-1），硐脸边坡存在节理组合构成的不稳定体，在施工扰动和水的作用下可能引起掉块、局部坍塌。右侧边坡为顺向坡，且坡内软弱夹层发育，抗剪强度低，加之节理裂隙切割，易引起掉块、顺层滑动问题。建议对硐脸及右侧边坡不稳定部位进行锚固处理，对整个坡面进行挂网喷护。4）洞身围岩稳定问题洞身段围岩主要为D12～D15中厚～厚层状石英砂岩、含砾石英砂岩、细砂岩、砂岩夹页岩等，弱风化～新鲜岩体，围岩属于Ⅴ～Ⅱ类岩体，其中：K0+714～K0+789.7段有断层F1、F234通过，断层规模较大，破碎带宽3～5m，为断层角砾岩及断层泥充填。该段岩体破碎，完整性差，断层带内富水，加上该段夹层发育，围岩极不稳定，属Ⅴ类围岩，存在掉块、洞顶、洞壁坍塌、渗水或涌水及流砂问题，建议进采取超前排水，系统锚杆加钢筋网喷护，刚性支撑，及时浇筑混凝土衬砌等措施处理，必要时采用管棚施工。K0+486.9～K0+499.3、K0+695.1～K0+714.9两段为Ⅳ类围岩，前者受断层F10切割，断层规模较小，破碎带宽度小于1m，为断层角砾岩及断层泥充填；后者临近F1断层，节理裂隙发育，且风化较强。在断层、节理裂隙及层面切割下，围岩较破碎，完整性较差，两段普遍存在掉块、坍塌问题，建议系统锚杆加钢筋网喷护，刚性支护，并及时浇筑混凝土衬砌等措施处理。K0+000～K0+141.6、K0+499.3～K0+695.1两段为弱～微风化石英砂岩，含砾石英砂岩、细砂岩、粉砂岩夹页岩等，弱～中等透水，节理较发育，岩体完整性较差，属Ⅲ围岩，局部存在掉块，局部沿层面及节理裂隙不稳定组合体发生坍塌问题。建议采取系统锚杆加钢筋网喷护，局部刚性支护，并及时浇筑混凝土衬砌等措施处理。K0+141.6～K0+486.9段D13细砂岩、粉砂岩夹石英砂岩，完整较好，微风化，弱透水性，该段围岩基本稳定，但局部沿破碎夹泥层及节理裂隙存在掉块问题，属Ⅱ围岩，建议对不稳定部位及时喷护或锚固处理。5）出口边坡稳定问题出口地形较陡，坡角约39°，基岩为D14～D15中厚～厚层状含砾石英砂岩、石英砂岩夹粉砂岩，岩层产状N25°～40°E·NW∠40°～65°，岩层走向与洞轴线小角度相交。岩体内破碎夹泥层多，据PD31揭露，探硐内破碎夹泥层平均3～5m见一条。硐脸岩体为强风化状，节理裂隙中等发育，岩体较破碎。硐脸及右侧边坡结构面组合分析见图1-3。从图中可以看出，第①节理与破碎夹泥层的组合体交线为16°，在施工爆破及地下水作用下，硐脸及右侧边坡均存在稳定问题。第②组节理与破碎夹泥层的组合体交线缓，对稳定性影响不大。此外，由于出口为顺层边坡，在各类结构面的共同切割影响下，稳定条件差，局部可能存在顺层滑动问题，建议采取随机锚固措施，对坡面进行挂网喷护处理，并加强坡体及周边排水。据设计放坡方案，坡顶残坡积层厚2～3m，且基岩面坡度陡，平均约39°，当开挖切坡后，可能存在土体沿基岩接触面坍滑、崩塌，建议进行土钉墙或挡墙等进行处理。1.2.3左岸灌溉交通隧洞1）地形地貌左岸灌溉洞进口交通洞全长352.5m，沿线地面高程334～408m，进口位于观景平台附近，出口位于eq\o\ac(○,6)号冲沟X081上方，距涔天河水库老坝约160m，进、出口底板高程324m，开挖洞径6.5m，进口为已经施工支护完成的观景平台开挖边坡，开挖坡比1:1～1:1.25，出口地形陡峻，坡度55°～65°。2）水文地质条件沿线地下水主要为基岩裂隙水，沿洞线地下水位与地形线形态相似，除进、出口处地下水位略低于隧洞底板外，其余洞段地下水位高于隧洞顶板约10～32m。据前期钻孔压水试验成果，洞身段微风化～新鲜岩体为弱透水性，弱～强风化岩体为弱～中等透水性。3)进、出口边坡稳定问题进口为观景平台边坡已进行锚喷处理，边坡稳定；出口地形陡峻，平均坡度约55°，岩层产状N10°E•NW∠15°，走向与洞轴线大角度斜交。由于边坡岩体为强风化，发育一组顺坡向卸荷节理和横坡向节理，受节理裂隙组合切割及风化影响，加之开挖可能引起卸荷回弹，边坡开挖后存在掉块、局部坍塌问题。4）洞身围岩稳定问题K0+000～K0+100、K0+231.5～K0+352.5段或受断层F32、F27、F51、F21切割，或为进出口附近岩体风化较强、节理裂隙较发育段。围岩呈碎裂结构状，自稳条件差，为Ⅳ～Ⅴ类围岩。由于断层带透水性较好，且水量较丰富，故存在渗水、塌方等问题。建议采用系统锚杆加钢筋网喷护，刚性支护，及时浇筑混凝土衬砌等措施处理。K0+100～K0+231.5段岩体微风化，沿软弱夹层及与节理组合形成的不稳定体存在掉块、坍塌问题，围岩局部稳定性差，为Ⅲ类围岩。建议对围岩进行喷锚支护，对断层、结构面不利组合部位进行局部衬砌。1.3设计依据1、《爆破安全规程》（GB6722-2011）；2、《水利水电工程爆破安全监测规程》（DL/T5333-2005）；3、《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47—1994）；4、《水电水利工程爆破施工技术规范》（DL/T5135-2001）；5、合同文件相关要求及现场实际情况。2爆破试验2.1技术要求2.1.1爆破作业安全爆破作业安全应遵守《水利水电工程施工通用安全技术规程》（SL398-2007）第8章或《爆破安全规程》（GB6722-2011）的规定。2.1.2爆破材料的试验和选用应根据本工程的实际使用条件和监理人批准的钻爆措施计划中规定的技术要求选用爆破材料，爆破材料使用前应进行材料性能试验，证明其符合技术要求时才能使用。2.1.3控制爆破边坡和基础开挖必须按以下各项要求进行控制爆破：（1）应对岩质基础、边坡、马道的所有轮廓线上的垂直、斜坡面应采用控制爆破。（2）紧邻设计建基面、设计边坡、建筑物或防护目标，应采用毫秒延时起爆网络，不应采用大孔径爆破方法。（3）对爆破空气冲击波和飞石要做好控制与防护措施，以免危及机械设备和人身安全。2.2爆破试验实施要点爆破试验结合生产进行，其目的主要是通过试验获得安全、高效、经济的钻孔与爆破参数。根据不同的爆破对象、影响大小、及施工工艺，主要针对岩石开挖区进行爆破试验，试验钻爆设计涵盖手风钻和潜孔钻或液压钻的不同孔径、不同孔深不同孔排距、不同装药结构、不同起爆网路。试验区选择尽量远离附近建筑物的部分，试验过程中同步实施爆破振动监测，根据爆破效果和监测成果分析调整下一组试验钻爆参数，找到合适的主爆孔和预裂孔最优钻爆参数，应用于大规模爆破作业中。2.2.1爆破安全控制（1）重要安全保护对象本工程爆破作业重要安全保护对象主要有：现有涔天河大坝、邻近重要施工设备、爆区附近过往车辆、人员及相关建筑、设施。（2）爆破有害效应结合本工程实际，本工程中需重点控制爆破振动和爆破飞石。（3）安全控制要点①施工过程中的人员、设备、材料、警戒及其它施工组织管理严格遵守《爆破安全规程(GB6722-2011)》相关规定。②严格控制爆破规模及最大一段起爆药量，采用合理的起爆网络，合理选取微差起爆的间隔时间，严格控制重段或串段现象。③孔口封堵密实，并做好爆破遮挡、覆盖等主动防护措施。④对重要建（构）筑物及不能移走的重要设备进行遮挡、覆盖等被动防护措施。2.3爆破试验的目的通过爆破试验，采集爆破施工参数，确定安全、合理的基本爆破参数。同时验证、调整爆破设计，优化爆破方案，为左右岸灌溉渠首工程标开挖提供施工依据，指导后续爆破施工，有力推进开挖施工效率，保证开挖质量，为施工生产奠定理性基础。2.4实验场地选择本工程爆破主要分为明挖爆破和洞挖爆破两部分，据各工作面开挖进度和建筑物结构布置情况，明挖爆破试验场地初选在右岸灌溉引水隧洞进口边坡EL307平台岩石开挖部位；洞挖试验场地初选在左岸灌溉洞进口交通洞ZJ0+010～ZJ0+020段（Ⅴ类围岩）、左岸灌溉引水隧洞 ZG0+720～ZG0+710段（Ⅳ类围岩）、右岸灌溉引水隧洞YG0+030～YG0+040段（Ⅲ类围岩）和YG0+170～YG0+180段（Ⅱ类围岩），便于试验并使试验结果具有代表性。2.5明挖爆破试验方法2.5.1明挖爆破工艺试验根据钻孔设备性能，先在右岸灌溉引水隧洞进口边坡EL307平台进行一次小孔径浅孔梯段钻爆试验，以初步了解地质岩性和梯段钻爆参数，之后结合后续开挖在主爆区进行大孔径梯段爆破试验。初拟爆破参数如下：表2-1小孔径浅孔爆破参数名称台阶高度m排距m孔距m孔径mm孔深m药径mm装药长m单孔药量kg单耗kg/m3线密度g/m爆破孔31.02.0423322.32.30.33-0.48预裂孔30.6～0.8423322.50.65～0.9250～350表2-2大孔径浅孔梯段开挖爆破参数名称台阶高度m排距m孔距m孔径mm孔深m药径mm装药长m单孔药量kg单耗kg/m3线密度g/m爆破孔62～2.53～411010703.516.2～210.33-0.48预裂孔100.8～1.011010327.52.3～3.4300～4502.5.2试验方法(1)、小孔径浅孔爆破工艺试验主要目的是获得大孔径钻机就位困难或建基面保护层开挖的钻孔布置和装药参数，浅孔爆破根据施工场地分为一般石方爆破和控制爆破（保护层），并在斜坡面应用预裂爆破技术，以保证成形，减少超欠挖。根据开挖区已揭露的岩石情况，小孔径浅孔爆破试验工艺计划采用φ42mm钻孔直径和φ32mm装药直径，进行3m梯段爆破试验，以结合试验创造梯段爆破条件。钻爆参数见浅孔爆破参数表中一般爆破参数，并通过初次爆破试验，为下一次钻爆试验提供设计参数。爆破试验工艺如下：爆破面清理→测量放样→钻孔布置→孔口清理→钻孔定位→钻孔→装药→起爆网络联接→电起爆→出渣及爆破效果数据分析→二次试验→确定爆破施工参数。(3)、小孔径预裂爆破工艺试验预裂爆破试验计划采用φ42mm钻孔直径和φ32mm装药直径，并按预裂爆破装药结构要求，对底部加大线装药、对孔口减少线装药量，为防止孔口出现爆破漏斗，仅采用纸团简单封堵在药串顶部，钻爆参数见浅孔爆破参数表中预裂爆破孔参数。为尽大限度通过一次预裂爆破试验获得合适的参数，预裂爆破孔距和线装药量按分段布置，每段不得小于5孔，以保证成缝。计划孔距为80cm、线装药量为200g/m设计参数试验孔布置20个，采用间隔不耦合装药。开挖面开挖出后，检查其半孔率和平整度，应达到《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47—1994）的要求。(3)、大孔径浅孔梯段爆破工艺试验大孔径浅孔梯段爆破工艺试验拟选择在右岸灌溉引水隧洞进口边坡EL307平台处，计划采用φ90mm钻孔直径和φ70mm装药直径，结合预裂爆破试验进行6.0m梯段钻爆试验。通过初次爆破试验，为下一次钻爆试验提供设计参数。深孔爆破试验工艺如下：爆破面清理→测量放样→钻孔布置→孔口清理→钻孔定位→钻孔→装药→起爆网络联接→电起爆→出渣及爆破效果、数据分析→二次试验→确定爆破施工参数。(4)、大孔径预裂爆破工艺试验预裂爆破试验沿梯段爆破试验范围一侧边线布置预裂爆破孔，进行预裂爆破参数试验和预裂面减震效果对比试验，以获得合理的预裂爆破参数。大孔径预裂爆破工艺试验，计划采用φ90mm钻孔直径和φ32mm装药直径，并按预裂爆破装药结构要求，对底部加大线装药、对孔口减少线装药量，为防止孔口出现爆破漏斗，仅采用纸团简单封堵在药串顶部，钻爆参数见深孔爆破参数表中预裂爆破孔参数。为尽大限度通过一次预裂爆破试验获得合适的参数，预裂爆破孔距和线装药量按分段布置，每段不得小于5孔，以保证成缝。计划孔距为100cm、线装药量为200g/m设计参数试验孔布置20个，采用间隔不耦合装药。为保护预裂面的完整和拉裂主爆破孔和预裂孔之间的岩体，在主爆破孔和预裂孔之间需设置缓冲层，缓冲层孔距2.0m，距预裂面的距离初步确定为1.2m，与预裂孔平行，缓冲孔底部与主爆孔的水平距离为1.2m，缓冲孔采用连续不耦合装药形式。(5)、起爆网络试验根据类似工程实践经验，本工程拟采用孔内延时起爆，孔外延期传爆的顺序起爆网络。设计起爆网络时，要求预裂孔起爆前，主爆破孔孔外传爆应完成，减少拒爆因素。预裂爆破的起爆采用导爆索，与主爆破孔一同爆破时，预裂孔应超前主爆破孔50ms以上。利用导爆索单独进行预裂时，若预裂孔较多，可按单响药量要求控制，每5～10个孔一组，各组间以MS3段毫秒非电塑料导爆管分开。按现场爆破规模条件，孔内采用MS10段毫秒微差雷管，孔外在孔间采用MS1段毫秒微差雷管传爆，排间采用MS3段毫秒微差塑雷管传爆，爆破网络连接采用导爆管，起爆网络采用电雷管激发。其起爆网络施工工艺如下：起爆材料现场外观检查→结合爆破设计进行段别区分→孔内外段别分类→孔内段别安装→由起爆网络末端开始联接→中间部分网络联接→起爆点联接→网络检查→准备引爆器材→引爆。(6)、钻孔及装药工艺试验根据本工程地质岩性特点，本试验项目主要是探讨适合该地质条件下的最优钻孔深度、孔径、倾角的钻孔机械和正确的装药工艺。本试验项目拟对液压钻、潜孔钻和手风钻等钻孔设备进行钻孔深度、钻孔倾角和钻孔效率对比，以确定最优钻孔机械设备。为保证爆破效果和预裂面的平整度，其钻孔质量控制如下：钻孔前清理干净孔口附近的浮碴，由测量放出预裂线或孔位，并用白灰或红油漆按设计点出孔位，其放样误差不大于±5cm。钻机定位后，采用地质罗盘贴在钻机滑架侧面，按设计倾角调整钻杆同水平面的夹角，钻孔倾角误差不大于±1°，炮孔定位偏差不大于±5cm。光面孔或预裂孔定位应采用三垂线定理进行钻孔定位，保证光面或预裂面符合设计要求且平顺。开孔时，应缓慢加压，钻进20cm后，检查并校核钻孔倾角，使符合设计要求，然后继续钻孔，并在钻孔过程中，根据钻进情况，调整钻进压力和钻进速度，保证钻孔精度。炮孔装药前清除孔内粉尘，按爆破设计自下而上装入药卷，起爆体应安装在距孔底1/3以内，采用反向起爆方式，主爆孔采用连续装药，预裂孔、光爆孔间隔装药。(7)、安全防护及警戒爆破试验过程中，最小抵抗线的设计应偏离营地或居民区，并对爆破孔的封堵质量严格控制和检查。爆破前，明确爆破预警、爆破开始、爆破结束、等信号爆破时间，并在爆破区附近张贴明示，爆破前，对爆区附近无法移动的设备、建筑物等，根据情况予以防护。爆破施工时，在爆破区四周布置彩色警戒线，安排专人进行爆破警戒，并配置对讲机，保持警戒联络。2.6洞挖爆破试验方法2.6.1爆破试验方法选择根据地质资料本工程各洞段主要为Ⅱ、Ⅲ类、Ⅳ、Ⅴ类围岩，洞挖试验场地初选在左岸灌溉洞进口交通洞ZJ0+010～ZJ0+020段（Ⅴ类围岩）、左岸灌溉引水隧洞ZG0+720～ZG0+710段（Ⅳ类围岩）、右岸灌溉引水隧洞YG0+030～YG0+040段（Ⅲ类围岩）和YG0+170～YG0+180段（Ⅱ类围岩），采用YT28手风钻造孔，人工装药，导爆管起爆2#岩石乳化炸药，直眼掏槽，周边光面爆破。2.6.2爆破器材选用采用毫秒导爆管电起爆系统。炸药采用2#岩石硝铵炸药或乳化炸药（有水地段），选用φ25mm、φ32mm两种规格，其中φ25mm为周边眼使用的光爆药卷，φ32mm为掘进眼使用药卷。2.6.3炮眼布置开挖采用直眼掏槽，开挖过程中灌溉洞Ⅱ～Ⅳ类围岩和左岸灌溉洞进口交通洞Ⅱ～Ⅲ类围岩按照2.5m进尺控制，灌溉洞Ⅴ类围岩和左岸灌溉洞进口交通洞Ⅳ～Ⅴ类围岩按照2m进尺控制。炮眼布置见图2-1《灌溉引水隧洞炮眼布置图》；2-2《左岸灌溉洞进口交通洞Ⅳ、Ⅴ类围岩炮眼布置图》；2-3《炮眼装药结构图》（图中括号内的数据：灌溉洞为Ⅴ类围岩的爆破设计参数，交通洞为Ⅳ、Ⅴ类的爆破设计参数）。图2-1灌溉引水隧洞炮眼布置图图2-2左岸灌溉洞进口交通洞Ⅳ、Ⅴ类围岩炮眼布置图图2-3炮眼装药结构图2.6.4爆破参数为减轻爆破时对围岩的扰动，周边眼采用φ25mm小直径光爆药卷，并采用导爆索串装药结构，孔口堵塞长度40cm。Ⅲ类围岩周边眼间距E=60cm，最小抵抗线W=75cm，相对距离E/W=0.80，周边眼装药集中度0.30kg/m。Ⅳ和Ⅴ类围岩周边间距E=50cm，最小抵抗线W=65cm，相对距离E/W=0.80，周边眼装药集中度0.18kg/m。爆破参数分别见表5-3《Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类围岩全断面开挖爆破参数表（括号中为灌溉洞Ⅴ类围岩和交通洞为Ⅳ、Ⅴ类的爆破设计参数）》；表5-4《灌溉引水隧洞钻爆炸药分配表（括号中为Ⅴ类围岩爆破参数）》和表5-5《左岸灌溉洞进口交通洞Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ类围岩钻爆炸药分配表（括号中为Ⅳ、Ⅴ类的爆破设计参数）》；钻爆作业时，根据地质条件及时修正爆破参数,以期达到最佳爆破效果。表2-3Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ类类围岩全断面开挖周边眼爆破参数表（括号中为灌溉洞Ⅴ类围岩和交通洞为Ⅳ、Ⅴ类的爆破设计参数）项目爆破参数周边眼间距E(cm)60（50）周边眼抵抗线W(cm)75（65）相对距E/W0.8装药集中度(kg/m)0.25（0.18）堵塞长度(cm)40装药结构空气柱间隔装药起爆方式导爆索起爆表2-4灌溉引水隧洞钻爆炸药分配表（括号中为Ⅴ类围岩爆破参数）起爆顺序雷管段别炮眼名称炮眼个数孔深(m)装药（kg）备注装药系数单孔药量装药量11掏槽眼42.8（2.3）0.8（0.65）2.2（1.5）8.8（6.0）空眼5个23辅助眼92.7（2.2）0.5（0.45）1.4（1.0）12.6（9.0）35辅助眼172.6（2.1）0.4（0.3）1.0（0.6）17.0（10.2）47光爆眼252.6（2.1）0.25（0.18）0.6（0.4）15.0（10）合计5553.4（35.2）开挖断面S=15.9㎡（20.43㎡）每循环开挖方量S=39.75㎡（40.86㎡）爆破效率η=0.95（0.94）炸药单耗q=1.34（0.86）kg/m³表2-5左岸灌溉洞进口交通洞Ⅳ和Ⅴ类围岩钻爆炸药分配表起爆顺序雷管段别炮眼名称炮眼个数孔深(m)装药（kg）备注装药系数单孔药量装药量11掏槽眼42.30.51.24.8空眼5个23辅助眼102.30.350.88.035辅助眼142.10.30.68.447辅助眼202.10.20.48.059辅助眼262.10.20.410.4611光爆眼282.10.180.411.2713底板眼112.10.350.77.7合计11358.5开挖断面S=34.7㎡每循环开挖方量S=69.4㎡爆破效率η=0.94炸药单耗q=0.84kg/m³2.6.5爆破试验施工流程参数设计→测量放样→技术交底→钻机就位→钻孔→验孔检查→装药联网→爆破→爆破效果检查及分析→参数调整→爆破效果满足要求2.6.6试验方法（1）、测量放样根据设计好的炮孔布置图由测量人员将各孔洞位置放样在开挖掌子面上，并做好明显标记，现场施工技术人员向当班作业人员进行交底并提出具体要求。（2）、钻孔钻孔主要采用TY-28手风钻进行施工，钻机在测量放样点位置就位开始，钻进过程中应随时对钻孔深度和偏斜进行检测，在钻孔过程中严格控制炮孔的深度和角度，以便及时纠偏。（3）、装药起爆派专人进行各孔位置及孔深量测，各钻孔验收合格后，进行装药，严格按爆破设计进行装药并做好记录，装药完后进行堵孔，连网并经检查无误后，按规定做好爆破安全警戒，在规定的时间内起爆。（4）、效果检查爆破完成后，要对爆破现场进行勘察，根据爆破后单块石渣的体积的大小来调整崩落孔的间距和装药量；出渣完成后，根据开挖轮廓线规则程度、岩面平整度及超欠挖情况、围岩壁上的半孔率来调整周边光爆孔的间距和装药量；根据底板的超欠挖情况来调整底孔的间距和装药量。爆破试验拟分3～5个循环，每循环完成后都要进行总结分析，以做出相应的调整，再进行下一循环的爆破，直到使爆破效果达到理想的状态。3爆破试验计划及试验材料3.1爆破试验计划安排表3-1爆破试验计划安排试验项目试验内容备注小孔径浅孔梯段爆破及预裂爆破试验3m梯段浅孔钻爆及3m孔深预裂爆破试验试验一次大孔径浅孔梯段爆破及预裂爆破试验10m梯段深孔钻爆参数试验试验二次洞内Ⅱ、Ⅲ类围岩光面爆破试验2.5m深光面爆破钻爆参数试验各试验一次洞内Ⅳ、Ⅴ类围岩光面爆破试验2.0m深光面爆破钻爆参数试验各试验一次3.2试验器材表3-2试验仪器名称型号单位数量备注瞬态波形存储器MCS2000，两通道台3速度传感器PS(H)28支1速度传感器PS5支1压敏检波器支6计算机台1警报器电动台1对讲机10km对2监测仪IDTS-3850台1表3-3爆破试验材料名称规格单位数量备注2#岩石乳化炸药φ70mmKg200φ32mmKg200Φ25mmKg100非电塑料导爆管1～13段发300电雷管瞬发发15导爆索12g/mm200塑料导爆管m300注：以上为计划数量，具体根据现场实际布孔数量和装药情况进行调整。3.3试验人员根据试验规模及时间要求，项目部组织具有丰富爆破经验人员进行爆破试验。表3-4人员配备表序号名称人数备注1技术人员22工长23测量技术人员34钻工65炮工66其他辅助人员2合计214爆破试验成果提交通过爆破试验，优化爆破参数，优化爆破设计，改善爆破效果，检查石方明挖和洞挖爆、挖、装效果，为左右岸灌溉渠首工程爆破施工提供最优的爆破参数。爆破试验完成后，提交爆破试验成果报告。其内容主要包括：（1）试验内容及试验情况；（2）试验后选定的爆破参数；（3）其他。5爆破安全5.1爆破安全保证措施（1）、制定爆炸用品安全管理细则和火工用品管理制度，并严格执行。（2）、在全面熟悉设计文件和图纸的基础上，进行现场核对和检查，严格一炮一个点爆破设计，并报监理工程审批。（3）、在业主指定地点定时、定量使用，不在施工现场设库存放炸药。炸药、雷管和油料的运输方式严格遵守国家有关规定。（4）、爆破施工时，指派有一定爆破经验的安全员专项负责，并按以下要点操作：①爆破材料严格按有关要求存放和专人保管看守。②严格领取爆破材料的手续和监检手段。③已装置炸药的炮孔必须按规定长度堵塞，并保证堵塞质量。④对瞎炮严格按爆破规程处理。⑤爆破时人员撤离安全区，对危险区进行警戒，严禁人、车辆进入。⑥为避免杂散电流造成，施工中禁用电雷管起爆，采用非电起爆。⑦每次爆破前做好安全评估工作，并采取相应的措施。（5）、在爆破影响范围设立明显的警示标志，安全警戒人员和作业人员必须佩戴安全帽和袖标。（6）、爆破完成安全检查无误后，方可解除警界。爆破开挖安全过程控制框图5.2爆破作业区警戒措施5.2.1设置警示标志工地周围拉好警戒绳，并悬挂警示牌，防止无关人员进入。在醒目处设置告示牌，标明建设单位、施工单位、起爆时间等。5.2.2爆破器材的领取只准领取当班使用的爆破器材，配备临时放置雷管的保管箱。5.2.3警戒点设立起爆前10分钟在所有进出通道定点、定时、定人员设立安全警戒哨。5.2.4居民撤离起爆前15分钟将爆区附近的居民撤离到安全地带。5.2.5三次信号规定第一次缓慢哨声，预告信号。所有与爆破无关人员撤离到危险区外。第二次短、急促哨声，起爆信号。确认人员和设备已撤离，具备起爆条件时，发出起爆信号，方可起爆。第三次长哨声，解除警戒信号。爆破后5分钟，经安全员检查确认无安全隐患后，方准发出解除信号，恢复正常工作秩序。5.3爆破飞石控制措施（1）、在爆破平面图上确定设计爆破范围，爆破方向的确定要根据现场爆破环境而定，爆破参数符合设计要求，在开挖区通过爆破实验后先取和确定，察看和记录坡面情况及平台块石情况，对坡面凹陷处及露出的软弱夹层或破碎层位置进行记录，对有可能成为飞石的块石进行清理，在开挖区根据实际情合理确定布孔点位，钻孔时用有经验的操作手，有专人负责检查穿孔情况。检查炮孔堵塞质量，避免堵塞长度小于最小抵抗线，同时严防堵塞物中夹杂碎石。仔细检查网络连接情况。（2）、爆破工作者应仔细观察被爆岩体的性质和形态，合理确定孔位，认真检查穿孔、装药、堵塞等各环节的质量，并要形成规范的工作方法，培养严谨的工作态度，严格按照相关标准从事爆破工作的各个环节，只有这样才能避免飞石造成的危害后果的发生。（3）、爆破飞石距离计算爆破时，个别飞石的飞散距离一般按下列公式计算：Rf=20Kfn2W式中Rf―――个别飞石对人员的安全距离，m;n―――爆破作用指数；W―――最小抵抗线，m；kf―――安全系数，一般选用kf＝1～1.5。爆破时，人员已经撤出，但建筑物和爆破点较近，故取kf＝1.5可按松动爆破控制，取n=0.75，进行飞石安全距离验算。各种爆破飞石安全距离见下表。爆破类型小孔径大孔径备注抵抗线W（m）飞石安全距离Rf（m）抵抗线W（m）飞石安全距离Rf（m）梯段1453135预裂0.4180.731.5预裂爆破抵抗线底部很大，不会产生飞石，仅考虑装药顶部（堵塞段）抵抗线。光面0.522.51455.4爆破安全作业注意事项1）潜孔钻机作业要防止因坡面岩体倾倒变形破坏或坡面顺层溃屈滑动而发生机毁人亡事故，在修筑钻孔平台时，应注意观察和判断边缘距离。2）爆破施工将调本公司爆破专业施工队来进行，并聘请本公司的爆破专家现场指导、审核方案并对方案提出修改意见，从技术和安全上保证爆破方案的可行。3）通过广播、传单、告示的形式对全体施工人员及附近兄弟单位进行宣传，讲明工程施工的意义和使用爆破方法的安全性，固定爆破实施时间，获得他们的理解和配合，并消除他们的恐惧心理。4）每次爆破均严格执行警戒制度，在爆破施工影响各个方面派足够人员监视，避免不知情人员进入警戒区。每次爆破前通过广播和口哨提醒人员、施工设备撤离警戒区，防止发生意外。5）施工操作严格按照《爆破安全规程》进行爆作业，设立专职安全员，成立安全管理小组，把安全放在施工的首位。6）建立严格的盲炮、瞎炮处理制度，发现问题，立即封锁现场，派有丰富经验的爆破人员进行排险。7）每次爆破完后，进行效果分析，总强经验，更好地控制爆破药量，取得最佳的爆破参数，在保证爆破效果的前提下，将用药量和震动减到最