高边坡预裂爆破施工
第28卷增刊(1)四川水力发电V01.28,Supplement(1)
2009年7月SichuanWaterPowerJul.,2009
锦屏一级水电站大坝右岸高边坡预裂爆破施工
黄丹勇
(葛洲坝集团第二工程有限公司,四川成都610091)
摘要:较为详细的介绍了预裂爆破技术在锦屏一级水电站右岸高边坡开挖中的应用情况,总结了开挖中预裂爆破的经验和成果。关键词:锦屏一级水电站;预裂爆破;技术;应用中图分类号:'13/541;TV52;Tv7文献标识码:B文章编号:1001-2184(2009)增1-0092-03
1概况
在水电工程施工中,由于高边坡岩体开挖时
的爆破会引起已形成或尚未形成的设计岩体坡体
的振动,可能导致边坡的应力失衡。同时,爆炸作
用的过程会造成岩体弹性波速及强度的降低,渗
透系数的增大等,使边坡的稳定性下降。为保证
高边坡在开挖过程的稳定,通常在高边坡大规模
开挖前先进行预裂爆破。
锦屏一级水电站为混凝土双曲拱坝,坝高
305m,为世界同类坝型中第一高坝。大坝建基面
高程为l580m。坝基岩体为微风化、弱卸荷岩
体,其岩性由上至下分别为第3—6层灰白一浅灰
色、厚一巨厚层状大理岩、角砾状大理岩,偶夹少
量绿片岩透镜体。大坝边坡高度达520多m。为
保证高边坡的稳定及大坝基础的开挖质量,施工
中采用了预裂爆破。
2预裂爆破参数
爆炸应力波与爆轰气体的联合作用是预裂缝
形成的机理。预裂缝的形成过程可用断裂力学进
行解释。
(1)预裂爆破时,炮孔与炮孔之间的相互作
用(应力波叠加)和应力持续作用时间有利于扩
展炮孔连线方向相邻孔壁上的微细裂纹,这些微
细裂纹控制着断裂方向。当两炮孑L同时起爆时会
产生应力叠加。目前,预裂爆破采用导爆索传爆,
两孔的导爆索长度基本相同,并且由同一发雷管
起爆,因此,两孔爆破时间差非常小,可以看作是
同时起爆。根据研究,炮孔内的应力维持时间为
2~4ms。这个时间对两孔导爆索来说,可传爆
收稿日期:2009-04-28四虢^姗№而腑10~20m;而对于两个基本平行、孔深基本相同、
孑L距一般不超过1m的预裂孔而言,其起爆时差
不到0.2ms,因此,采用导爆索传爆时,预裂孔必
然会产生两孔应力之间的叠加。
(2)在锦屏一级水电站右岸高边坡开挖施工
中,设计要求预裂孔单响药量不大于20kg,一般
预裂孔深度为10—15m,单孔装药量一般为3—5
kg,预裂爆破一次起爆规模为40—50孔。因此,
单次预裂爆破要分成数段起爆,一般的段间微差
时间为25—50ms。如此长的延时,相邻孔内的
应力早就消失了,故相邻孔间的应力不可能叠加。
此时,实际相邻段的相邻孔互为空孔,即所谓的空
孔效应:应力波遇空孔后发生反射和绕射。炮孔
与岩体结构面不同,炮孔分为两种界面,即岩石与
空气;而结构面的界面为两种不同的岩体,应力波
在这两个不同类型界面的传播情形大不相同。当
应力波遇到炮孔时,应力波主要发生反射与绕射,
反射应力波与爆生气体形成的准静应力场发生叠
加(加强与减弱),加强后的应力波产生的切向拉
应力远大于岩石的极限拉伸强度,于是在两孔连
线上产生了新的裂纹或使原有裂纹扩展甚至贯
通;而绕射的应力波在孔的另一侧产生正叠加,应
力加强,于是,在空孔另一侧产生裂纹。空孔效应
同时也存在于同时起爆的预裂爆破中。
锦屏一级水电站右岸高边坡开挖预裂爆破参
数的确定采用了工程类比、理论计算、实际验证、
动态调整等方法。
(1)孔径。
①预裂孔的造孑L机械一般选用YQ一100B型
支架式潜孔钻机。其具有机身轻、使用维修方便、
万方数据黄丹勇:锦屏一级水电站大坝右岸高边坡预裂爆破施工2009年增刊(1)
钻进速度较快等优点;同时其钻杆较粗,对控制钻
孔孔道精度有利,可较好地控制钻孔方向和倾角。
②YQ-100B型支架式潜孔钻机可采用直径
50和60mm两种钻杆,配套使用直径80和100
mm两种钻头(配相应冲击器)。可造直径80—
100mm的钻孔。本工程的钻孔直径为100mm。(2)孔距。①根据断裂力学可得:天=[(2.65P。
V/-菊af)/K,c]l/r“o式中R为比例系数,是应力波
传播半径与炮孔半径的比值R/r;P。为炮孔内爆
轰气体的压力,可用准静压力代替;m为应力波衰
减系数,可取1.42;口,为炮孔连心线方向微细裂
纹的长度,可取0.025cm,大理岩的断裂韧性可取如=75kg/cm“。
孔距E=(R+1)r。可求得E=21.2r。即孔
距为钻孔直径的10.6倍。与经验公式孔距E=
(8—12)口(口为钻孔直径)相吻合。
②根据不同部位、地质条件及开挖质量要求
进行孔距的选择。
各部位的孔距选择如下:
a.右坝肩及进水口1885m高程以上的预裂
孔孔距均为1.0m;b.拱肩槽建基面预裂孔孔距的选择经历了两
个阶段:前期(1860—1885m高程)孔距为0.8
m。由于裂隙较发育,炮孔残留率较低,且由于结
构面的影响,孔间平整度较差,因此,将1860nl高程以下炮孔间距调整为0.6m。孔距调整后,
半孔率明显增高,不平整度也有很大程度的改善。
③拱肩槽上游侧边坡地质状况与拱肩槽相
似,但预裂面与岩层走向基本上为正交。坡面与
岩面相交角度较大,有利于预裂面的成形质量,边
坡预裂质量要求较拱肩槽建基面要低。因此,对
拱肩槽上游侧边坡预裂孑L孔距进行了三次调整:
l825m高程以上采用1.0m的孔距;由于f13断
层出露,岩体完整性变差,1825~1800m高程之
间的孔距为0.8m;1800m高程以下采用0.6m
的孑L距。
(3)线装药密度。
实际选用的线装药密度根据孔距确定。当口
=1.0m时,线装药密度A=400g/m;当口=0.8
m时,线装药密度A=350g'm;当口=0.6m时,
线装药密度A=300g/m。由公式A=鼢叩d7可知,盯、d均相同,因此,
kar印d7作为常数项,可推得适用于本工程的经验
公式为:△=400o¨8。
(4)不耦合系数。①本工程预裂爆破常用的药卷有‘p32和25
两种,其中‘P32药卷最为常用。
采用‘p32药卷,钻孔直径为100mm时,不耦合系数地为3.12;采用‘p25药卷,钻孔直径为
100mn'l时,不耦合系数Ku为4。
②在本工程中,边坡预裂基本上采用‘p32药
卷,拱肩槽建基面预裂中部分采用‘p32药卷。采
用‘P32药卷的炮孔,当岩石较完整、坚硬时,孔壁上基本无爆破裂纹;但当岩体较为软弱或有结构
面时,则往往有少量爆破裂纹。为此,在拱肩槽大
部分建基面及后续的边坡预裂中,均采用‘p25药
卷。采用t025药卷后,软弱或有结构面孔段的孔
壁上爆破裂隙明显减少。
(5)装药结构。
不耦合系数和线装药密度决定装药结构。因
此装药结构不单纯是一个施工工艺问题。目前,
国内没有成型的预裂或光爆专用炸药,一般只生
产‘P32和‘P25两种规格的炸药。因此,预裂爆破
装药结构只能采用不耦合间断装药,即采用‘p32
或‘p25的药卷均匀地绑扎在导爆索和竹片上,孔
底1m加强2—3倍,孔口减弱为1/2~1/3,堵塞
长度不大于lm。3对预裂爆破中有害效应的控制
3.1预裂爆破的减震作用
本工程中无预裂缝的梯段爆破振动经验公式
为:秒=74X(Q“’/R)×1.3。
将预裂缝形成后的爆破振动数据与公式预测
数据进行对比后的情况如表1所示。
从表l中的数据不难发现:预裂缝对爆破振
动有明显的衰减作用,衰减率大于30%。但预裂
后的梯段爆破中5号、6号测点的实测值比计算
值大,且处于中远距离,其测值大于较近距离的
l~4号测点的测值,可能是在这两个测点上产生
了振动叠加。
3.2爆破损伤的控制效果
爆破损伤的检测方法与技术:主要采用单孔
声波检测,辅以孔内电视。
(1)声波检测成果。
¥/chuanWater
Power四
万方数据第28卷总第129期四川水力发电2009年7月
①本工程施工中,在l847.5—1810m高程
之间共布置了6排共18个声波检测孔,每孔均做了爆破前和爆破后的声波检测,检测结果见表2。
②从表2中可以看出,以爆后孔口以下1m
表1爆破振动数据对比表
l847.5
l832.5
l825
1817.5
l8lOYBPl847.5BIYBPl847.582YBPl847.583YBPl840BlYBPl84082YBPi84083YBPl832.5BlYBPl832.582YBPl832.583YBPl825BlYBPl82582YBPl82583YBPl817.5BlYBPl817.582YBPl817.583YBPl810BlYBPl引082YBPl810835682606l597062506015588259525882617358666024326860245435609861325814595249385814561861735882568256805435602l54955102,57474274555652633876543513.094.085.91.232.2l3.44.577.62.466.3215.31,4.621.368.8914.1733.338.69YBPl84082孔1m处岩体完整
YBPl825132孔深1一1.3m处发育两条较大裂隙
YBPISIOB2孔口至孔深1.4m处裂隙很发育,孔壁有掉块、空洞
处的声波衰减率不超过10%为破坏标准,则
l847.5~l810m高程之间爆破控制的达标率约为
71%。其中YBPl847.581、YBPl82582、YBPl817.582、
YBPl81081、YBPl81082等5孔均超过了10%,
特别是YBPl817.582、YBPl81082两孔的声波衰
减率均超过了20%。
(2)结合YBPl84082、YBPl82582、YBPl81082孔,由电视图像分析上述爆破声波检测孔的结果
可知,地质条件特别是裂隙等结构面、地质缺陷等
对声波检测结果影响很大。此外,预裂面开挖后,
岩体的卸荷影响及风化现象在很大程度上影响结
构面;由于在声波测试时孔内必须灌水,而作为声
波传递的介质,水对结构面内的充填物质将产生
膨润作用,即充填物质被水风化,密度减小、强度
降低,或者充填物质被水流带走,特别是在爆后检
测时,结构面因受水流的反复冲洗,这种现象更为
强烈;当爆前、爆后的测试时间间隔较长时,卸荷
及风化影响对检测结果影响更大。声波检测曲线
四SichuanWaterPower见图1。
YBPl8d0Bl0l214'6/lan·s、BPl剐∞2YBPt94083
H/m1日咀·slan一一{
《r董书
】
万方数据
高边坡路堑爆破施工工艺控制研究
高边坡路堑爆破
一…——一一fj:_丁一…一…——一…——~一——…~…——一 施工工艺控制研究
张金飞,张剑华
(江苏省镇江市区公路管理站,江苏镇江212003)
摘要:312国道镇江段拓宽改造工程B5标的高边坡路堑采用控制爆破施工,坡脚应力集中防护和地表、地下水引排处理 等技术,取得了良好的效果。结合工程实践,对控制爆破各技术参数的选取和施工工艺的控制进行介绍,对高边坡路堑控制 爆破施工可起到一定的指导作用。 关键词:高边坡路堑:控制爆破;施工工艺 中图分类号:U416.13 文献标识码:B 文章编号:1002—4786(2010)02/03—0051—04 DOI:10.3869 ̄.1002-4786.2010.02/03.021
Construction Technique Control of Blasting of High Side
Slope Cutting
ZHANG Jin—fei,ZHANG Jian—hua
(Zhe@ang Urban Highway Administrative Organization of Jiangsu Province,Zhenjiang 212003,China)
Abstract:The extension reformed the high side road of object of engineering B5,which is a
part of 3 1 2 Country Way Zhenjiang segment,adopts the control blasting,toe of slope stress protec— tion and surface and ground water drainage,having obtained excellent effect.Combining with the practical engineering,the parameters selection and construction technique control are introdueed.It can
复杂地质条件下高边坡爆破施工控制技术
第12卷 2012生 第5期 5月 中 国水运 Ch i na Water Transport VoI.12 May No.5 2012
复杂地质条件下高边坡爆破施工控制技术 李春放 (中铁十九局集团第一37-程有限公司,辽宁辽阳1l1000) 摘要:结合乌江彭水水电站鸭公溪复杂地质条件下高边坡爆破施工成功实践,详细阐述了深孔爆破和预裂爆破施 工方法,并通过爆破试验得到了爆破施工参数。 关键词:复杂地质条件;高边坡;爆破施工 中图分类号:U416.113 文献标识码:A 文章编号:1006-7973(2012)05—0217-02 一、工程概况 彭水水电站位于重庆市彭水县境内的乌江上,是乌江干流 水电开发的第10个梯级电站,距彭水县城1 lkm。正常蓄水 位293m,大坝坝顶高程301.5m,最大坝高1 16.5m,电站 装机1,750MW,装机5台,是乌江上最大的水电站之一。为 保证彭水水电站工程项目的实施,在右岸鸭公溪建设砂石加工 系统,负责生产供应工程建设所需的混凝土骨料。采石料场总 开挖工程量为534.4万171。,其中有用料为305.7万In。,在 768标高以上为揭顶剥离,终采高程为600m高程,开挖总 高程为208m,坡比按1:O.3,边坡预裂投影总面积为 55,384m。,边坡总长约515m。采场地质构造复杂,具有明 显的构造裂隙、溶洞、破碎充填带,岩体急倾斜,一般在75 。以上,有的近乎90。,薄层灰岩硬度f=6—7,水露头不明 显。毛料开采采用梯段爆破,料场永久边坡采用斜面预裂爆破。 二、高边坡爆破施工 (1)覆盖剥离施工。首先清理料场开采区域内的全部树 木、杂草、垃圾、废渣及监理人指明的其它有碍物。料场植 被清理,须予挖除树根的范围应延伸到离料场规划最大开挖 边线外侧5m的距离。料场植被清理后,然后进行表土开挖, 表土系指含细根须、草本植物及覆盖草等植物的表层有机土 壤。承包人按监理人指示的表土开挖深度进行开挖,并将开 挖的有机土壤运到指定地区堆放,防止土壤被冲刷流失。覆 盖层土方开挖采用推土机推挖,lm。反铲削坡,人工配合修 整边坡。按照测量放样开口线沿边坡开口,然后自上而下分 层开挖,分层高度4 ̄6m。同一层面开挖施工,按照“先土 方开挖,后石方开挖,再边坡支护”的顺序进行,使开挖面 同步下降。石方开挖采用CM351或YQ一100B潜孔钻、手 风钻造孔,梯段爆破,开挖碴料翻落至下部集渣平台或直接 装车,较宽部位用推土机配合集料,2m。、4m。挖掘机装车, 20t ̄25t自卸汽车运输至替溪沟碴场。 (2)梯段爆破。毛料开采梯段高度12m,梯段爆破造 孔采用钻机KY一200、CM35i为主,YQ—IOOB潜孔钻机为 辅;在施工场地狭窄的部位采取YQ一100B型钻机造孔,其 他部位采用ICY一200、CM35 1高风压钻机造孔,为了提高爆 破效率、降低成本,采用斜线或“u”形排间微差挤压爆破 技术,钻孔施工过程中,由专人对钻孔的质量及孔网参数按 照作业指导书的要求进行检查,对钻孔质量不合格及孔网参 数不符合要求的立即返工,直至达到设计要求。为保证爆破 大块粒径在lm以上的要控制在3%左右,进行爆破试验, 深孔爆破试验见表1,最后布孔方式采用三角形或菱形方式 布孔,孔径D=1 15mm,孔距a=0.85,w=3.0m,孔深L =H+h,圆柱形药包重量Q=K’Wa,式中,H为台阶高度 rn,h为孔超深m,为1.0m,K’炸药实用单耗量,为 0.4 ̄0.5kg/m。,钻孔角度一般为73。,装药采用 90乳化 炸药药卷,边坡预裂孔起爆时间与主爆孔的起爆时间间隔△t 在75ms ̄200ms范围取值;起爆网路采用导爆管微差雷管 与导爆索直接联结法。 表1 深孔爆破试验参数设计 设计项目 台阶高度 岩性 震波强度v值指标 9~0m 1 I~1 2m 孔径d(In) 1I5 115 孔深L(m) 10.3/11 5 12 6/13 抗线w(m) 3.5 3.5 邻近系数(m)0 B5 0 85 孔间距lt ̄mw 3 3 前排孔装药量(kg)42/47 52/57 后排孔装药量(kg)46/52 57/63 装药长度L2(in) 4.8 ̄5 5 6(卜6 7 堵塞长度L (m) 4 2 ̄4 5 5(卜5 3 爆破方量( ) 95/104 115 ̄126 石灰岩体f-6 ̄7, 产状急倾斜,节 理裂隙发育,倾 角>6O。属于中 厚层岩体,上部 有风化层充填物 和岩溶涧较多, 初见中段一逆断 层带出露。 一般砖房非震的大 型砌块建筑物安全 允许震速值 V=2-3 Ocm/s控制。 其一次最大段(组) 允许装药量为:Q大 7222g\kg——14229kg 范围控制。 (3)预裂爆破施工。为使开挖边坡符合施工图纸所示的 设计轮廓线,保证坡面基岩的完整性和开挖面的平整度,在 料场边坡开挖施工中采用预裂爆破技术。预裂爆破区的宽度 范围一般应控制在1 5m ̄20m。沿边坡开口线布置第一排炮 孔即为预裂孔,第二排为缓冲孔,第三~五排为主爆孔,预 裂孔孔距为0.8—1.Om。斜面预裂孔施工采用YQ一100B型 潜孔钻机和CM35 1高风压钻机造孔,钻孔深度按梯段高度 控制。预裂爆破施工流程为:下达作业指导书一测量布孔一 钻机就位(角度校正)一钻孔一验孔检查一装药、联网爆破 一进入下一循环。①钻孔。首先由测量人员按照设计图纸和 作业指导书放出边坡开口线,用油漆标识出孔位和地面高程, 并在孔位上钻浅孔插入短钢筋,对孔位进行保护;然后根据 每台钻机预计钻孔数量,设备依次就位,钻机就位时,采用 样架尺对钻机垂度和钻孔角度进行校对(潜孔钻则先安装样 架),开孔后进行中间过程的深度和角度校对,以便及时纠正 收稿日期:2012—03—10 作者简介:李春放(1979一),男,中铁十九局集团第一工程有限公司工程师,从事交通工程道路、桥梁、隧道施工。
布尔津山口水利枢纽高边坡开挖及支护施工
面)组合形成结构体,对抗滑稳定有影响。右坝肩拱端
已跨过(L13、L14)裂隙,产状310。~320。sw/35。~
4O。,倾向岸里偏向下游,该组裂隙与NNE向节理(产
状20。~35。SE或NW 60。~80。)组合形成随机裂隙,
为侧向切割面。
3工程特点分析
(1)地形地貌复杂。大坝左岸坝肩地势极为陡峭,
170m长坡度6O。的高边坡,加上夜间风力都在五级以上,
因而无法进行正常的两班循环作业。同时左岸坝头顶部 为危岩体,给支护工作带来了极大的困难,导致左岸坝
肩开挖无法大面积开展。右岸由于缆机方案布置论证滞
后,存在下部开挖部分后再开挖上部缆机平台的交叉作
业问题。
(2)施工道路布置及出渣困难。原规划的左、右岸上
坝路与现场实际地形不符。工程进点后不但不能按计划
施工,而且还得花费时问和精力重新寻找上坝道路。由
于地形陡峭,左、右岸坝肩及缆机平台的开挖施工道路
条件差,施工便道开凿困难,出渣难度大。 (3)施工交叉干扰及安全问题严峻。根据调整后
的进度计划安排,左、右岸坝肩、缆机平台的开挖必
须在2010年10月底以前完成,同时与引水系统和厂
房标施工工作面紧邻,上、下及左、右交叉作业问题
突出,须精心组织把相互干扰降至最低,安全防护要
求也较高。
4石方钻爆开挖
由于左岸坝肩现场地形限制,无开挖施工便道,只
能开凿出简易便道供履带设备行走。结合左岸坝肩的地 形条件,采取翻渣一截渣一出渣的方法进行左岸坝肩及
坝头的出渣作业,具体措施为:左岸坝头及坝肩高程
576 ̄709m,利用左岸上坝道路作为挖掘机和钻机进场道
路,沿坝肩上游侧冲沟修建“之”字路。坝头及坝肩开
挖每降一个台阶,由“之”字路上修建一条便道接至开
挖工作面,便道随坝肩开挖高程降低而降低,供钻机及
挖掘机进出开挖工作面。爆破时,设备全部撤离至上游 冲沟处躲炮。开挖石渣直接用多台挖掘机翻渣至左岸高
程576m平台,再利用挖掘机装20t自卸汽车运至弃
高边坡石方爆破施工技术要点探究
科技创新与应用l 2014年第11期 水利科技 高边坡石方爆破施工技术要点探究 方富成 (淳安县水利水电建设有限公司,浙江淳安311700) 摘要:高边坡石方爆破,此项工艺已经成为建设中大量运用的一项技术,给工程建设带来便利的同时也有一些安全隐患的存 在,本文总结这项技术,指出要点难点,提供高边坡爆破稳定的方案,保护工程人员及现场安全,提高.Y-作效果有重要意义。 关键词:高边坡;石方爆破;施工技术;要点 1高边坡石方爆破施工技术要求 1.1施工内容 1.1.1挖掘覆盖层土石方。挖掘高边坡覆盖层是一项需要特别 周密的工作,应提前选择挖掘后碴土的弃置地点,并注意不可积水, 留好排水通道(肩沟)。顶层一些岩层(覆盖层临界处)已经风化,注 意操作时根据岩体结构面走向来处理,严格控制好各个岩体结构面 的走向,必须把岩体结构面走向与开挖面一致易造成坍塌的风化岩 层彻底清除干净。 1.1.2挖掘边坡。边坡的挖掘不是随意高度和随意宽度的,挖掘 前一般有固定的高度宽度比,边坡高度较大的地段,通常选择梯段 分层式进行开挖,不过边坡最大高度应小于15m。并且土层较软,以 及地段不完整的地方,有一定安全处理方法,要特别注意。施工时一 定不可忘记边坡开挖时的顺序,由上至下根据分层按比例的前提开 始,这有助于安全施工,此外,从美观以及实用的角度考虑,要不留 凹凸,不留反坡,如果反坡不可避免出现时,也有处理方法,有相关 文件可以参考。 1.1-3挖掘建基面。高边坡建设往往涉及到两个施工方法,控制 爆破以及预留保护层,之后进行挖掘,这种工作有助于开挖面平滑 度的控制,减少对周边围岩结构稳定性的干扰,这也是爆破工作进 行的基本要求。并且要注意反坡、陡坡等情况要避免,土层最外层的 湿度应控制在小范围之内,且不可让断层、小夹层等影响整体质量, 如果发现了缝隙断层等状况应快速处理不留后患。 1.2控制爆破施工 通常,“光面爆破”和“预裂爆破”在石方边坡实施爆破施工时是 很常用的两个方法,这两个方法如果直接用在高边坡地段则有负面 影响,因此应综合“预留保护层法”处理高边坡地段。应注意,预裂爆 破和光面爆破时炮孑L之间的孑L位偏差有严格要求,要保证控制在 20em以内。在控制爆破质量的同时,爆破振动也尤其重要,除爆破 振动波控制在国家允许值范围内,还须对周边建筑物和预留边坡稳 定性进行必要的观测,观测需仔细认真,确保爆破施工的安全。 1.3基本原则 l3.1精心施工杜绝马虎。对软弱土层谨慎清理干净后的同时 须完成排水沟的修建,才可进行石方爆破施工阶段,然后进行挖掘 工作。这个过程监理工程师要积极发挥职责“坚守严查”,每个环节 达到要求后才能进行下一道工序,这是确保高边坡开挖施工质量和 施工安全的必要措施。 1.3.2爆破试验。严格按照GB6722—2003 ̄爆破安全法规标准选 编》中所规定的相关爆破试验的要求进行,以确定科学合理的爆破 孑L网参数。 1.3.3控制爆破技术。高边坡的石方开挖宜采用“宽孔距、小底 抗线”的爆破施工技术或“微差挤压爆破”的爆破施工技术。具体确 定爆破参数方案应以能够确保构筑物结构形体质量作为基本标准, 尽量控制降低大块率。 l-3.4保障高边坡稳定。高边坡的土石方开挖须遵循“自上而 下、分层分块”爆破开挖原则,严格遵照“开挖一层、支护一层”的基 本原则来组织和安排现场施工,减少开挖爆破振动引起的扰动,确 保高边坡的稳定性。 2高边坡石方爆破施工的技术要点 2.1爆破施工方法选择 石方爆破工作自上而下分台阶逐层进行。台阶高度小于5米 时,用浅孑L爆破法分层爆破施工,分层高度2~3米为一层;台阶高度 为5~10米时,用中深孑L爆破法一次爆破到设计标高,爆高超过10 米时,分台阶进行深孔爆破。永久边坡采用光面爆破方法进行处理, 工作台阶分层台阶高度定为5~10米。 2.1.1坡面开挖、整形。石方开挖采用挖机开挖,分级进行。开挖 前用木板按设计坡率做好坡度架,安排专人指挥边坡开挖,保证立 坡不陡于设计,坡面平顺、平整。坡面整形主要以机械破碎施工为 一154一 主,局部人工配合修整。对松散岩土及全强风化岩层直接安排液压 反铲挖掘机修整,对于硬度较大的微风化、弱风化类岩层,需采用爆 破方法。坡面整形的目的是尽快为坡面防护工程施工提供完整的作 业面,坡面整形从上而下逐级进行,开挖一级支护一级。 2.1.2石方爆破。对于少量石方爆破,由于不影响工期,可采用 浅孔密眼小型爆破,手持式凿岩机打眼。对于大量石方面段,小型爆 破满足不了工期要求,需采用先进的爆破技术“深孑L多排微差挤压 爆破”和“光面爆破”进行施工,以降低对岩石边坡的扰动和破坏,同 时满足每日进度计划的工作量。 石方爆破施工流程一般为:爆破方案设计一公安机关审核批 准一测量放样、布孑L一钻孑L一装药一起爆一清除盲炮一修整坡面一 清运石渣。 2.2施工流程 2.2.1施工准备。爆破区范围内应干净,没有杂乱物品,通常用 挖掘机等设备在爆破之前进行清理干净,这样才能完成炮孔位置的 测量定位、钻机就位、钻孑L等接下来的工作。 2.2.2钻孑L作业。在爆破工程技术人员的指导下,严格按照爆破 设计进行测量布孔、钻孑L作业,布孑L根据地形实际情况主要采用方 形布孔或梅花型布孔。在布孔时,应特别注意孔间距不得小于2米, 保障钻孑L作业设备的安全。在钻孑L时,应该严格按照爆破设计中的 孑L位、孑L径、钻孑L深度、炮孔倾角进行钻孔。对孔口周围的碎石、杂物 进行清理,防止堵塞炮孔。对于孔口周围破碎不稳固段应进行维护, 避免孔口形成喇叭状。钻孔完成后,应对成孔进行验收检查。 2.2.3安装爆破装置。(1)对到达施工现场,应爆破器材例行检 查,避免爆破时出现安全隐患,然后才可装进爆破器材。(2)装药时 要求专业的人员操作和专业的技术人员指导,出现炮孑L被堵住的状 况绝对不能使用钻具进行疏通。(3)堵塞材料应严格要求,选择相应 的材料完成堵塞,例如岩粉,粘土以及石渣(颗粒直径不大于O.5era) 等都是最常用的堵塞材料。(4)爆破网路的连接杜绝选择不适当的 包裹材料,一般采用绝缘胶布来完成连接网路。(5)爆破时的防护手 段。连接完成后,就可以依据已经设计好的爆破方案完成防护,注意 控制好防护范围。(6)爆破前安全设置。警戒设置好,疏离好现场人 员到达安全范围,确认爆破区域内无其他危险后,就方可开始爆破。 七、爆破内容记录在案。爆破工作的最后一项内容是爆破记录的完 成,这项工作要等爆破已经确定结束,没有隐患问题存在后,进入爆 破地点,对详细情况进行记录。 3结束语 综上所述,文章详细讨论了石方爆破高边坡工艺的整个流程以 及所需技术和人才资源,为良好完成石方爆破工艺打下理论基础, 相信严格遵守工艺条款将使爆破工艺更加安全,更加快速,适应技 术发展需要。
[整理]5.2预裂爆破
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------------- 5.2 预裂爆破
定义:
沿开挖边界布置密集炮孔,采取不耦合装药或装填低威力炸药,在主爆区之前起爆,在爆破与保留区之间形成一道有一定宽度的贯穿裂缝,以减弱主爆区爆破时对保留岩体的破坏,并形成平整轮廓面的爆破作业,称为预裂爆破。
预裂爆破是露天深孔周边控制爆破的一种主要爆破技术,由于具有明显的降震作用,已被广泛采用。
国内露天预裂爆破一次预裂的深度达25m。
5.2.1 露天预裂爆破参数设计
5.2.1.1 孔网参数
包括:预裂孔直径、孔间距、孔深、预裂孔的排列方式及预裂孔与主爆孔的相互排列方式。
(1)炮孔直径d
一般孔径越小,孔痕率就越高。一般采用50~120mm的孔径;国内一些矿山,采用Φ150mm~250mm也能获得满意的效果。
(2)孔间距a
孔间距是直接影响预裂带壁面光滑程度的重要参数,孔间距小则预裂带壁面光滑平整。
①永久边坡宜取:a =(7~10)d ;
②3~5年的临时边坡宜取:a =(10~15)d 倍;
③其他临时边坡取:a =(15~20)d 。
原则是硬岩取大值,软岩、破碎岩石取小值。
(3)炮孔深度与超深
孔深必须考虑减少对台阶底部的破坏。因此,超深值必须尽量减少。预裂孔原则不得超深,最多不超过0.5m。
(4)与邻近孔的排距
一般为正常炮孔的一半,主要是控制孔底距离不得大于1.5—2.5m。
如果最后一排主爆孔的孔径和装药量都比较大,其值可适当放宽到6~7 m。其评价标准是,预裂缝与最后一排炮孔之间的岩体能够得到应有的破碎,且不能破坏已形成的预裂面。
5.2.1.2 装药参数
(1)不耦合系数k
在实际使用中,其控制在2~5,以2~4为多。硬岩取小值,软岩、破碎岩石取大值。
预裂爆破和光面爆破
预裂爆破和光面爆破
预裂爆破和光面爆破有哪些不同?
进行石方开挖时,在主爆区爆破之前沿设计轮廓线先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝,以缓冲、反射开挖爆破的振动波,控制其对保留岩体的破坏影响,使之获得较平整的开挖轮廓,此种爆破技术为预裂爆破。光面爆破是先爆除主体开挖部位的岩体,然后再起爆布置在设计轮廓线上的周边孔药包,将光爆层炸除,形成一个平整的开挖面,是通过正确选择爆破参数和合理的施工方法,达到爆后壁面平整规则、轮廓线符合设计要求的一种控制爆破技术。预裂爆破和光面爆破都要求沿设计轮廓产生规整的爆生裂缝面,两者成缝机理基本一致。
预裂爆破是首先起爆周边眼,在其他炮眼未爆破之前先沿着开挖轮廓线预裂爆破出一条用以反射爆破地震应力波的裂缝而得名。预裂爆破的目的同光面爆破,只是在炮眼引爆的顺序上,光面爆破先引爆掏槽眼,再引爆辅助眼,最后引爆周边眼,而预裂爆破则是首先引爆周边眼,使其沿着周边眼形成平顺的预裂面。由于这个预裂面的存在,对后爆的掏槽眼、辅助眼的轰爆波能起到反射和缓冲作用,可以减轻爆轰波对围岩的破坏作用,保持岩体的 完整性,使爆破后的开挖面整齐规则。
预裂爆破及光面爆破的使用条件和效果评价
工程爆破的目的或原则,是在保证开挖质量的前提下,以最简捷的爆破方式来获得良好的社会效益和经济效益。预裂爆破与光面爆破亦不会违背上述原贝U。
(一)预裂爆破与光面爆破效果的评价
预裂爆破与光面爆破的目的是沿设计轮廓线形成整齐的轮廓面,其质量标准应符合以下条件:
(1)裂缝必须贯通,壁面上不应残留未爆落岩体。
(2)相邻孔间壁面的不平整度小于土15mm。
(3)为使壁面达到平整,钻孔角度偏差应小于loo(4)壁面应残留有炮孔孔壁痕迹,且应不小于原炮孔壁的1/3
(5)残留的半孔率,对于节理裂隙不发育的岩体应达到85%以上;对于节理裂隙较发育和发育的岩体,应达到50~85%;对节理裂隙极发育的岩体,应达到10~50%o
关于岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破
工程设计施工与管理 China Science & Technology Overview关于岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破潘先智(深圳市越众(集团)股份有限公司,广东深圳518000)摘要:本文重点针对岩体边坡爆破施工当中光面爆破和预裂爆破技术进行了分析和研究,对光面爆破和预裂爆破的技术要点进行 了阐述,有效提高岩体边坡爆破施工质量和安全性,推动我国领土工程得到快速建设和发展。关键词:岩体边坡;光面爆破;预裂爆破中图分类号:TD235.3 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2020)12-0134-020引言在岩体边坡爆破施工过程中,经常需要使用光面和预裂 爆破技术,对爆破技术的应用,主要是根据设计工作要求进 行破碎、抛掷形成全新的岩土结构。在工程设计范围之外需 要尽可能防止爆破工作对岩体结构产生的破坏与影响。爆破 技术的应用,主要是使用炸药所产生的爆炸力,将岩石直接 粉碎这种爆炸力的作用范围较大,经常会造成靠近岩石开挖 区域的其他建筑体受到不同程度的影响。因此,工程施工单 位追求在爆破效果达到理想标准的状态下,尽可能降低对周 围的岩石结构以及建筑体所产生的影响。经过相关工作人员 的不懈努力研究和实验,研发出了光面爆破和预裂爆破技术, 在岩体边坡爆破施工过程中运用效果非常明显。1光面爆破和预裂爆破技术1.1光面爆破技术在光面爆破技术的应用过程中,主要是沿着设计开挖的边 界位置,设计出密集程度较高的炮孔。通过选用不耦合装药 或者使用威力较低的炸药来进行爆破施工,在主爆破区域爆 破工作完成之后,会形成表面更加平整的开挖轮廓爆破作业。1.2预裂爆破技术预裂爆破主要是沿着工程设计开挖的边界设置密集的炮 孔,然后通过使用不耦合装药或者使用爆炸威力较低的炸药, 在主爆破区域正式爆破之后,会在爆破区域和保留区域之间 形成相应的预裂缝结构,有效降低主爆破区域对周围岩体结 构以及建筑体所产生的影响。现阶段,光面爆破和预裂爆破 技术在我国各大岩体边坡工程中得到了广泛应用,并且取得 的工程施工效果非常明显2岩体边坡爆破施工中的光面爆破与预裂爆破技术优势和 难点2.1光面爆破与预裂爆破技术优势在最近几年的发展过程中,随着我国各大高速公路工程 建设发展速度不断加快,公路工程的覆盖面积越来越大,在 一些山区地区经常需要穿过一些特殊的地质条件,需要对高 边坡路线进行开挖工作。比如,在我国广西省、贵州省等高 速公路施工当中,使用的预裂和爆破技术和光面爆破技术。 该区域存在的复杂石灰岩地质条件来进行爆破施工,爆破工 作完成之后边坡区域结构非常稳定,并且表面平整美观,半 孔率超过95%,整体的爆破效果非常明显。通过工程施工以及相关施工质量分析可以看出,在我国 各大铁路公路工程施工当中,通过使用光面和预裂爆破技术, 可以保证路堑边坡区域工程施工量降低10%〜20%,并且爆 破工作完成之后,岩体边坡表面光滑且平整,不需要对其进 行额外的支护工作,大大降低了岩体边坡开挖和处理工作量, 节省了大量的工程施工成本。通过光面和预裂爆破技术的实 际应用,对推动我国各大基础工程建设以及推动社会经济的 发展有着重要的意义,充分展现出科技技术是第一生产力。2.2爆破工作前的钻孔工作光面爆破和预裂爆破技术,尽管在整个爆破效果上非常 明显,但是在爆破工作之前的钻孔工作仍然是其中的一个难 点问题。随着我国科技技术的不断向前发展,钻孔机械设备 的性能也越来越强,各种先进的钻孔设备可以充分满足不同 环境下光面爆破和预裂爆破工作的要求。在我国一些铁道工 作单位广泛使用的是QZ-100型三角架式钳孔钻机设备,该 钻孔设备体积较小、机动性较强、灵活度较高,在一些中小 型的岩体边坡爆破工作中运用效果非常明显,只需要做好前 期的边坡测量和放线工作,并且依照测量标准设定好钻机工 作平台,然后通过正确的对位和角度调整,有效保证钻孔工 作的整体效率和准确度叫2.3爆破炸药的研制工作提高光面爆破和预裂爆破工作效果的有效改进方法是对 炸药的类型以及装药的结构进行调整,以此来提高光面和预 裂爆破工作的整体质量。现阶段,我国很多工程施工现场所 使用的光面和预裂爆破技术,在整个装药方法上仍然没有达 到国际领先状态,尽管一些厂家可以生产出光面和预裂爆破 施工专用的炸药,但是炸药的制造成本较高,无法实现大面 积的推广和使用,因此在岩体边坡爆破施工当中,针对大孔 径深孔光面爆破工作使用的是PVC管半壁缓冲与不耦合装 药爆破使用方法,在整个操作流程上相比较简单,同时可 以有效提高半孔率大小。因此,推广和使用适用于光面爆破 和预裂爆破专用的炸药,是我国爆破施工作业工作中所需要 攻克的一项重点难题。3光面爆破与预裂爆破技术的成功使用案例早在1964年至1965年,我国湖北省陆水水电站施工过 程中,进行了一系列关于预裂爆破试验工作,并且在1965年 收稿日期:2020-05-06作者简介:潘先智(1973—),男,安徽芜湖人,本科,研究方向:建筑工程。134 2020年6月下第12期总第336
路堑高边坡土石方开挖施工工艺
路堑高边坡土石方开挖施工工艺
1.路堑高边坡土石方开挖施工工艺流程:
注: 接近边坡的开挖, 土方预留20~30cm厚由人工修整, 石方采用光面(预裂)爆破, 以保证边坡稳定。
2.施工准备 测量确定开挖边线
清除表层土及杂草
截水沟施工 截水沟施工
控制爆破破碎岩石 松土
装碴 装土
汽车运碴 运土
测量路基标高 测量路基标高
修整边坡 修整边坡
侧沟施防护工程
“初平”路基面 侧沟施工
“精平”路基面 “初平”路基面
“精平”路基面
压实 路基标高检查
结束 含水率检查
压实
结束 运至弃土场
铲平 补料 高 低 路基标高检查 铲平 补料 高 低 防护工否 否
需防护 不需防是 是 挖石方路挖土方路
①清理施工现场, 清除路基用地范围内的树木, 杂草、腐殖土及建筑垃圾等。
②现场复测横断面, 根据实际横断面及设计高程准确放样开挖边线, 每10m布置一个开挖边线桩, 在变坡点加设边线桩, 并用石灰连成线标明开挖轮廓。
③施工浆砌片石截水沟, 截水沟设于开挖线外5m, 同时做好沿线以及路基的临时排水设施。
④根据挖填数量作好土石方的调配。
3.开挖顺序
高边坡开挖按照下图所示顺序分层分台阶进行开挖, 每层台阶高3~4m。运输通道随路基开挖同步下降, 并保持与弃土场或填方路基的连接。
4.土方开挖
采用挖掘机开挖, 自卸汽车运输。在开挖过程中, 根据设计断面不断检查校正。开挖时, 边坡预留20cm, 由人工修整成型, 边坡表面削齐拍平。
施工技术措施要点: 123456789101112路基土石方开挖顺序示意图
①清理树根、杂草及地表土, 外运至指定弃土场, 避免混入填料中。
②土方开挖均自上而下进行, 不得乱挖、超挖, 严禁掏洞取土。
③路基开挖中, 如遇土质变化影响边坡稳定的情况, 及时上报监理工程师, 待制订新的方案后方继续施工。
④路堑路床的表层下若为有机土或难以凉干压实的土, 均要清除换填。
高边坡专项施工方案须专家论证
高边坡专项施工方案须专家论证
RUSER redacted on the night of December 17,2020
瓮安县朵云拓展区建设项目---辽沈路
高边坡施工安全专项方案
审 批 人:
审 核 人:
编 制 人:
编制单位:中国核工业第二二建设有限公司
编制日期: 年 月 日
专项施工方案报审表
工程名称:瓮安县朵云拓展区建设项目---辽沈路编号: 申请:
项目部已完成了辽沈路高边坡安全(含土石方开挖、边坡支护、脚手架等)专项施工方案的编制,并经上级单位技术负责人审查批准,请予以审查。
附件:辽沈路高边坡安全(含土石方开挖、边坡支护、脚手架等)专项施工方案
项目经理
日 期
事业部/专业分公司/区域公司/核电工程管理中心审核意见:
技术负责人
日 期
公司审批意见:
总工程师
日 期
目录
1. 工程概况
1.1. 危险性较大的分部分项工程概况
(1)基本概况
新建瓮安县朵云拓展新区建设工程项目辽沈路呈东西走向,路线所处区域地面高程分布在1085m~1205m之间,沿线地形起伏较大。路线起点与规划擦耳岩路平交,沿线穿越袁家坡、毛栗山两座山体,穿过刘家湾,终点与规划朵云大道平交。拟建道路定位为城市主干道,道路起点K0+000,终点里程K1+,全长,道路宽度50米,双向八车道,路幅为两块板形式,采用沥青混凝土路面。
(2)水文、地质
本项目主要不良地质和特殊岩土为由于切坡形成高边坡而诱发的边坡失稳、岩溶路路基。
a.边坡失稳:一般表现为顺层滑坡、古滑坡及软质岩边坡开挖引起的碎落、坍塌等,对路基及边坡有较大影响。设计中对边坡失稳地段根据不同的地质情况,本着安全、经济、合理的原则,采用放缓边坡、清除危石、设置路堑墙、锚杆框架植草、锚索等对边坡进行支挡和防护。
预裂爆破技术在张峰水库大坝高岸坡石方开挖中的应用
第4期(总第166期) 2oo7年11月 山西水利科技
SHANXI HYDRoTECHNICS No.4(Total NO.166) Sep.2007
1006 .8 1 39(2007)04..24—.02
预裂爆破技术在张峰水库大坝高岸坡石方开挖中的应用
田瑞林
(山西省水利建筑工程局,太原030006)
摘要:张峰水库堆石坝工程,左右岸高岸坡采用深孔梯段爆破、周边预裂深孔爆破技术,
保留边坡完整稳定,残孔率85%vZZ_k,取得了良好的施工效果。
关键词:张峰水库;高岸坡开挖;深孔爆破;预裂爆破
中图分类号 ̄TV542 文献标识码:B
1工程概况
张峰水库位于沁水县郑庄镇河北村西约300 m的沁河
上,坝址区河谷呈宽“U”字型,坝顶高程763、8 m,坝顶长
649.5 m,坝址开挖顶部高程773.8 m,河床面高程695 m,高
差达78 m,属高边坡石方开挖。
2工程地质
左岸从0+014.2到0+128.6,高差37 m,基岩面高程约
731~732 m,基座基岩由紫灰色较坚硬的细砂岩与紫红色较 弱的粉砂岩互层夹砾岩组成,砂岩坚固系数等级6 ̄8级。
右岸从0+649.5到0+587,高差35 m,右岸坡基岩基座
上覆盖为Q 低液限黏土,土层厚5~7 m,从0+587~0+
487.12范围,高差20 m,上部为Q 低液限黏土,土层厚5~
25 In,下部为Q 细粉砂岩,岩石开挖厚度5~15 m。左岸基座
基岩由紫灰色较坚硬的细砂岩与紫红色较弱的粉砂岩互层
夹砾岩组成,砂岩坚固系数等级f=8。
3施工方案
大坝岸坡石方开挖采用深孔爆破、周边孔预裂相互结合
的 ̄L#I-微差毫秒延时控制爆破方法,采用自上而下、分层依
次开挖的方法进行开挖。开挖深度控制在10 m左右,由于设 计坡度较缓,设计为1:1~1:3.15,给预裂孔施工带来很大困
难。在开挖中主炮孔采用潜孔钻钻垂直孔,周边预裂孔采用
