关于高边坡开挖爆破

关于道班沟山梁高边坡开挖的探讨摘要：根据我标段道班沟山梁开挖爆破作业，分梯段开挖、每个梯段深度为10m。在边坡结构面采用预裂（或光面）爆破，在马道开挖时采用预留保护层，水平预裂（光面）爆破。关键词：爆破开挖基本措施深孔梯段爆破预裂（光面）爆破设计保护层爆破设计控制爆破道班沟山梁开挖区位于大坝右岸桩号1+241.44～1+310，高程1670m～1780m边坡上。分为五级马道，边坡坡比为1:0.2。区域内山高坡陡，地形复杂，施工条件极差，故在开挖过程中对爆破要求严格。一、工程地质概况开挖区域内基岩由大理岩组成，岩体多呈厚层块状结构。岩体风化程度受岩性、构造及地下水活动影响明显，大理岩、变质砂岩岩石坚硬，自身抗风化能力较强，风化作用主要沿裂隙和构造破碎带进行，具典型的裂隙式和夹层式风化特征。岩体卸荷强烈，强卸荷带水平深度一般约15～30m；弱卸荷带岩体底界水平深度一般约50～70m。在河床部位强卸荷岩体零星分布，铅直深度约1～12m。河床部位弱卸荷铅直深度一般为约20～40m。f7断层：断层总体产状为近EW，N∠60°～80°；断层在1650m高程以上性状极差，破碎带宽约1.0～1.5m，由白色糜棱岩、片状岩及黑色断层泥组成，糜棱岩、片状岩遇水软化泥化，1650m高程以下性状较好，破碎带宽约0.4～0.6m，主要由压碎岩、角砾岩组成，少量糜棱岩及黑色断层泥；在猴子坡上游侧贯穿出露于地表，构成了猴子坡潜在不稳定岩体的上游边界。右岸水平深度40m以外为卸荷岩体，以中等～强透水为主；40m以里岩体新鲜完整，以弱偏微透水为主，局部NW～NWW向裂隙带为中等～强透水岩体。二、爆破开挖基本措施1、开挖前测量工程师根据设计图纸放样，放样内容包括：开口线及高程点等。测量点用竹片打桩，数据标识在竹片上供施工人员计算，测量结束后用石灰撒出开口线。施工中经常测量检查开挖边坡的坡比及高程，防止超挖或欠挖。2、开挖区域内边坡结构设计为：边坡坡比1：0.2；高程1750m～高程1780m不设马道，高程1670m～高程1750m每20m设计一条马道。开挖分层拟定为20m一层。为确保施工质量马道和建基面采用预留保护层开挖，马道预留保护层厚度为2.5m～3.0m，建基面预留保护层厚度2.5m。3、预裂孔和爆破孔全部采用QZJ-100B支架式钻机进行钻孔，钻孔直径90mm；保护层开挖采用手风钻钻孔，钻孔直径42mm。预裂（光面）爆破对钻孔质量要求相对严格，因此钻孔前先用钢管沿开口线外搭设牢固的支架，钢管支架距开口线的距离根据钻机宽度确定，坡度与设计边坡的坡度保持一致，最后将钻机固定在钢管支架上。根据现场情况及测量成果，开口线附近每个钻孔孔深必须进行计算，确保所有钻孔底部高程在统一高程上。钻孔孔深根据实际情况拟定，最大孔深不超过20.8m。边坡开挖厚度较大时按梅花形布孔，主爆孔间排距2.5m×4.0m（根据岩石情况，结合爆破试验定），缓冲孔间排距1.2m×1.5m，预裂孔间距80cm～100cm。4、山梁开挖选用二级岩石乳化炸药，装药前必须进行验孔检查，经验孔合格后才能装药。主爆破孔采用连续耦合装药，缓冲孔采用条形柱状分段不耦合装药，预裂孔采用不耦合间隔装药。岩石爆破单耗药量暂按0.4～0.55kg/m3考虑，预裂线装药密度暂按0.3～0.4kg/m考虑，最终单耗根据爆破试验确定。炮孔均用良好沙土堵塞，主爆孔堵塞长度3m，预裂孔堵塞1.0～1.5m。梯段爆破采用非电毫秒微差爆破网络。三、预裂（光面）爆破设计1、孔距a=（8～12）D，其中a——炮孔孔距（mm），D——钻头直径（mm）。QZJ-100B型潜孔钻，钻头直径为90mm，故a=（720～1080）mm，强风化岩石取小值800mm，微、新岩石取大值1000mm。保护层预裂孔采用气腿手风钻造孔，钻头直径为42mm，炮孔孔距为450～500mm。梯段预裂爆破孔药卷直径选用φ32的，保护层预裂爆破孔药卷直径选用φ根据《水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范》（SL47-94）附录B、附录C，质点振动速度传播规律的经验公式如下：Q=R3（V/K）3/α式中：V——质点振动速度，由附录C查得混凝土龄期7～28天，V为5～7cm/s，取V=5cm/s。Q——爆破时最大一段允许装药量，kgR——爆破区药量分布的几何中心至控制点的距离,mK.α——与场地地质条件、岩体特性有关的系数，施工时由爆破试验确定，对于右岸坝基硬岩暂定为K=150，α=1.7。根据以上条件，可计算出新（喷）浇混凝土达龄期7天后，邻近爆破作用点与新浇（喷）混凝土安全距离允许的最大单响药量见表6。表6安全距离与最大单响药量关系表安全距离R（m）1015202530允许装药量Q(kg)2.478.3419.738.666.7从上表可知，安全距离为10m时，单响药量小于3.41kg，可采用手风钻造孔小梯段爆破，安全距离为15m时，单响药量小于11.5kg，安全距离为25m时，单响药量可达53.5kg，安全距离为30m时，单响药量可达66.7m；对于30m范围内有新喷混凝土和锚索灌浆施工时，梯段爆破单响药量66.7kg控制，爆破网络采用孔内分段、孔间微差爆破可满足这一施工要求。在山梁开挖的过程中，采用深孔梯段爆破，在结构面采用预裂（光面）孔进行爆破，对于马道采用预留保护层进行水平预裂爆破。在整个山梁开挖过程中，对各梯段的爆破参数及时的根据现场实际情况进行调整。整个开挖过程中爆破效果良好。参考文献：[1]中国葛洲坝三峡工程施工指挥部，水利水电工程爆破施工技术规范[s]北京中国电力出版社2002[2]中国工程爆破协会，爆破施工技术规范[s]北京中国标准出版