深孔有水的预裂爆破.doc

预裂深孔有水爆破 吴宪生 中国水电建设集团十五局工程局 西【摘要】在厂房体型开挖中，由于开挖范围比原河床低，开挖预裂爆破孔中有水，为了保证开挖体型，加快施工进速，我们一次预裂爆破至设计高程，预裂孔达20-22m。 【关键词】深孔 有水 预裂爆破 1. 工程概况 积石峡水电站位于青海省循化县境内积石峡出口处，是黄河上游干流“龙青段梯级规划”的第五个大型梯级水电站，枢纽建筑物有砼面板堆石坝、左岸表孔溢洪道、左岸中孔泄洪洞、左岸泄洪排沙底孔、左岸引水发电系统、坝后厂房组成。积石峡水电站施工采用全年围堰挡水、导流隧洞和泄洪排沙底孔导流、基坑全年施工的导流方式。坝址区厂房岩层主要为紫红色中细砂岩，砖红色泥质粉砂岩，砖红色泥铁质粉砂岩，灰色砾岩。该层岩性软弱，力学强度较低，软弱夹层及裂隙较发育。厂房开挖由于比原河床低，上下游围堰及左岸渗流量约500m3/h,基坑抽水压力大，同时要求工期紧，不可能采用常规的手风钻逐层爆破。 为了减轻厂房抽水的压力，同时加快施工进度，保证开挖质量，我们采用了在厂房基坑深孔预裂爆破，当预裂中无水时，靠炸药积压空气形成气楔，拉开岩石面，形成预裂面。而当预裂空中有水时，无法积压空气形成气楔，而我们在积石峡水电站厂房基坑开挖中解决了预裂孔中有水不能形成预裂面的问题。 2．爆破设计 在本工程中钻机采用了CM351潜孔钻，孔径105mm，炸药用2号岩石乳化炸药（Φ32-150g，药棒长17cm，作功能力≥260ml，爆速≥3.2×103m/s），导爆索采用塑料防水导爆索（爆速≥6.0×103m/s） 2.1预裂孔爆破参数 预裂爆破参数 表1 名称 单位 数 值 名称 单位 数值 孔深（L） m 20--22 空间距系数（E） 7.62 孔径（D） mm 105 线装药量（△） g/m 750 药卷直径（d） mm 32 底部线装药量（△底） g/m 3000 不耦合系数（￡） 3.28 底部线装药量（△顶） g/m 350 孔距（a） cm 80 封堵长度（L） m 1.0 注：△底表示孔底0.8m线装药量，△顶表示距封堵1m处的线装药量 2.2装药结构 预裂孔装药采用Φ32乳化炸药间隔装药，药卷同塑料导爆索一块绑扎固定于竹片上。竹片背面紧帖于预留面上。装药结构见下图2-1。 3预裂爆破造孔精度控制 由于厂房开挖比原河床低，我们将基岩面上的水通过龙头坑、先锋槽降低1-0.8m，这样既保证了钻孔测量的准确性，也有利于操作人员始终在比较干的岩面工作，同时也保证了炮孔的封堵长度和封堵质量。 3.1孔口位置的控制 在施工现场，钻孔平台岩面不可能是平面，因此当预裂孔是斜孔时，孔口的平面位置将不在一直线上。如图3-1所示，实际孔口中心位置A1，设计位置A。相差由下式确定，即△s=△H/tgθ。现场布孔时，要在确定出的点A1处打桩定位；钻孔前，要将钻头中心对准A1点，偏差不超过3cm。 要控制到以上偏差不超过3cm，我们采取以下措施：a、预裂孔测量放线前，对预裂孔两侧0.3～0.5m范围人工将残留的爆渣清理净，并用高压风吹净，露出新鲜岩面。b、用油漆标记点号位置时，油漆点的直径不大于1cm。 3.2钻孔方向角控制 钻孔方向角的控制我们采用以下方法如图3-2所示，AB为设计预裂线，由于孔口实际高程比设计高程偏高△H，其放线位置在点C（若偏低，则点C在AB另一侧），点C偏离AB的距离△S由下式确定： △s=△H/tgθ 式中，θ为预裂孔倾角。 在现场用几何法作CE⊥AB，在CE线上一垂球D，则过点D的垂线与点 C所决定的平面就是点C预裂孔应在的平面。观测者从E目视垂球吊线与孔口点C重合后，指挥将钻机杆调整到由吊线和点C确定的平面上。 这种方法的控制精度分析：在现场实施中，CD长度无严格限制，但不宜太短，约6m以上即可，若CD＝6m，目视控制钻杆方向时，要求吊线与钻杆轴线平行度的偏差，达到一根钻杆长度3.6m范围内不超过钻杆直径45mm（此要求易达到），即方向偏差不超过△θ1＝0.045/3.6=0.0125rad=0.716°。在吊垂线时，要求点D偏离CE不超过3cm。由此而造成的方向角偏差△θ2＝0.03/6.0=0.0055rad=0.286°。极端情况下，方向角总误差△θ＝△θ1+△θ2=1.0°，即能满足方向角偏差不超过1.0°的精度要求。由以上分析可见，增加CD长度，可进一步提高钻孔方向角的精度。 为了将方向角的控制精度进一步提高