水電站隧洞爆破設計方案

引水隧洞鉆爆施工爆破設計1、緒言近年來我國頻繁發(fā)生的嚴重水旱災害，造成重大生命財產(chǎn)損失，暴露出農(nóng)田水利等基礎設施十分薄弱，2010年中央1號文件提出必須大力加強水利建設，水利工程的建設在一定時期內(nèi)將作為國家基礎投資建設的重點之一，在水利工程建設中引水隧洞是主要的建筑物之一，由于引水隧洞斷面小、施工條件復雜、機械程度不高等因素，導致大部分引水隧洞仍采用傳統(tǒng)的鉆爆法施工，在水工隧洞爆破施工中，由于爆破自由面少（只有一個自由面，且與孔眼垂直），如何利用好自由面，創(chuàng)造第二自由面，是爆破施工的關鍵，不斷優(yōu)化爆破方案，合理確定爆破參數(shù)是重要工作之一，本文通過爆破設計的實例，介紹了爆破參數(shù)的確定原則以及爆破工藝流程。2、工程概況xx河電站引水隧洞全長1020m,斷面形狀為直墻半園拱形，隧洞寬度2.4m,墻高1.6m，拱半徑1.2m，C20混凝土永久襯砌，隧洞圍巖為花崗片麻巖，圍巖類別Ⅰ～Ⅱ類，巖石堅固系數(shù)f=12。3、開挖方案隧洞開挖采用鉆爆法施工，全斷面一次開挖法，人工裝車，機動翻斗車運輸，T40推土機平碴。遇節(jié)理、裂隙發(fā)育，坍塌等軟弱地段采用“鋼支撐、錨網(wǎng)噴”等臨時支護措施，整個開挖方案應遵行“弱爆破、強支撐、短進尺、勤監(jiān)測、快砌襯”的原則。4、開挖方法4.1鉆孔采用YT-28氣腿式風動鑿巖機鉆孔，用φ48鋼管搭設活動式簡易操作平臺。4.2爆破參數(shù)設計①炮眼直徑：Φ42mm;②炮眼深度：2m,炮眼利用率90%，掘進循環(huán)進尺=2*0.9=1.8m;③炮眼總數(shù)N=2.3*6.72/0.7*0.78=29式中：q—炸藥單耗量，取=2.3kg/m3；查表1s—開挖面積，s=6.72m2；γ—每米長度炸藥的藥量，2號巖石硝銨炸藥r=0.78kg/m；查表2α—炮眼裝藥系數(shù)（加權(quán)平均值），取α=0.7，查表3經(jīng)計算，N=29個，根據(jù)施工經(jīng)驗，取29個孔眼較合適。表1爆破巖石所需的單位耗藥量（kg/m3）開挖部位和開挖面面積（m2）圍巖級別Ⅳ～ⅤⅢ～ⅣⅡ～ⅢⅠ一個自由面的水平平或傾斜隧洞洞4~61.51.82.32.97~91.31.62.02.510~121.21.51.82.2513~151.21.41.72.116~201.11.31.62.040~431.11.4表22號巖石銨梯炸藥每米重量γ值藥卷直徑（mm）32353840444550γ（kg/m）0.780.961.101.251.521.591.90表3裝藥系數(shù)α值圍巖類別炮眼名稱稱Ⅱ、ⅢⅣⅤⅥ掏槽眼0.50.550.60.65～0.88輔助眼0.40.450.50.55～0.77周邊眼0.40.450.550.6～0.755④裝藥量的計算及分配=2.3*6.72*1.8=27.8kg圖1圖1螺旋形掏槽abcd1234起爆順序由近及遠①掏槽眼采用直眼螺旋掏槽，掏槽眼應布置在開挖面中央偏下部位置，其深度比其它眼深15~20cm。為爆出平整的開挖面，除掏槽眼外，所有炮眼的眼底應落在同一平面上。底部炮眼深度一般與掏槽眼相同。②輔助眼輔助眼的布置主要是解決炮眼間距和最小抵抗線的問題，這可以由施工經(jīng)驗決定，一般W約為炮眼間距的0.6~0.8，并在整個斷面上均勻排列。當采用2號巖石銨梯炸藥時，W一般取0.6~0.8米。W=0.6~0.8,K=0.8,E=0.48~0.64③周邊眼周邊眼應嚴格按照設計位置布置。斷面拐角處應布置炮眼。為滿足機械鉆眼需要和減少超欠挖，周邊眼設計位置應考慮0.03~0.05的外插斜率，并應使用前后兩排炮眼的銜接臺階高度（即鋸齒的齒高）最小。一般要求10cm，最大不超過15cm。A、周邊眼的間距E即取E=（10~18）d；當炮眼直徑32~40mm時，E=320~700mm。一般軟質(zhì)或完整的巖石E宜取大值，隧道跨度小、堅硬和節(jié)理裂隙發(fā)育的巖石E宜取小值。裝藥量也需要相應減少。B、炮眼間距E、低抗線WK=E/W,E要小于W，實踐表明K=0.8較為適宜。光面層厚度W=50~80cm,E=0.4~0.64。C、裝藥量在光面層單獨爆落時，周邊眼的線裝藥密度一般為0.15~0.25kg?m-1，全斷面一次起爆時，為減少殘眼，裝藥密度需適當增加，一般可達0.30~0.35kg?m-1。查表4表4光面爆破一般參考數(shù)值巖石類別炮眼間距（E）（cm）炮眼間距（E）（cm）密集系數(shù)（k=EE/W）裝藥集中度（kgg/m）硬巖55~7760~800.7~1.00.3~0.355中硬巖45~6560~800.7~1.00.2~0.3軟巖35~5040~600.5~0.80.07~0.1124.4炮眼布置圖圖3炮眼布置圖圖中1、2、3……圖3炮眼布置圖圖中1、2、3……9為爆序4.5爆破參數(shù)表表5爆破參數(shù)表5、裝藥結(jié)構(gòu)表6裝藥結(jié)構(gòu)圖結(jié)構(gòu)形式非電毫秒導爆管雷管引爆導爆索示意圖非電毫秒導爆管雷管引爆導爆索說明間隔不耦合裝藥導爆索φ25mm藥卷φ25mm小藥卷炮泥導爆索φ25mm藥卷φ25mm小藥卷炮泥此圖為光爆眼裝藥藥結(jié)構(gòu)圖；孔外雷管延時；導爆索傳爆；耦合連續(xù)反向起爆爆裝藥結(jié)構(gòu)導爆管炮泥φ32mm藥卷導爆管炮泥φ32mm藥卷 1、此圖為掏槽眼、輔輔助眼、底板板眼裝藥結(jié)構(gòu)構(gòu)圖。6、起爆采用非電毫秒雷管微差起爆，起爆順序：掏槽眼→空眼→輔助眼→邦眼、頂眼→底眼。示意圖如下：圖4起爆示意圖7、光面爆破技術(shù)措施①使用低爆速、低猛度、低密度、傳爆性能好、爆炸威力大的炸藥。②采用不偶合裝藥結(jié)構(gòu)：光面爆破的不偶合系數(shù)最好大于2，但藥卷直徑不應小于炸藥的臨界直徑，以保證穩(wěn)定傳爆。當采用間隔裝藥時，相鄰炮眼所用的藥卷位置應錯開，以充分利用炸藥性能。③嚴格掌握與周邊眼相鄰的內(nèi)圈眼的爆破效果，為周邊眼創(chuàng)造臨空面。周邊