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水库大坝齿槽高边坡开挖预裂爆破施工技术
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摘要：本文结合雷家河水库工程实例，介绍了大坝高边坡齿槽开挖预裂爆破施工的爆破工艺，并对各项爆破参数进行了精密的计算，从而确保高边坡齿槽开挖预裂爆破施工的的有效性，同时对其安全距离的控制及质量控制进行了详细的介绍。
关键词：水库；高边坡；齿槽；预裂爆破
0引言
随着我国社会经济的快速发展，我国对水利工程建设也越来越重视，水利工程的施工日益增加。在水利工程建设中，水库是重要的组成部分，具有蓄水灌溉、供水发电、防洪排涝等重要作用，其工程施工常常需要进行高边坡的开挖。而在高边坡开挖中，为缓冲、反射开挖爆破的振动波，控制对岩体的破坏影响，通常会采用预裂爆破施工。
1工程概况
雷家河水库水库枢纽工程由拦河大坝、溢洪隧洞、取水隧洞和放空（导流）隧洞等建筑物组成，拦河大坝为粘土心墙石渣坝。本工程左右岸边坡齿槽开挖施工，开挖方量约为20万m3，开挖高度为105.06m（30m高设一级马道），开挖面积约1.1万m2，开挖坡比一般为1：0.75，属于中型高边坡开挖工程。
本工程地质条件为：左岸坝肩段，地面高程542.5～647.56m，地形为斜坡，上下部较缓，地面坡角8～12°，中部较陡，地面坡角35～37°。地表基岩裸露，岩性为侏罗系上统莲花口组下段J3l1-X-③砾岩夹泥质粉砂岩或砂岩。其中砾岩、砂岩属中硬岩，泥质粉砂岩属较软岩，粉砂质泥岩属软岩。岩层产状为N55°W/SW∠7°，为反向坡，边坡整体稳定。据雷ZK1钻探揭示，强风化带垂直1.8～2.2m，弱风化带垂直厚7.0～10.0m。
右岸斜坡坝基段地形以斜坡为主，坡角40～54°，局部有基岩陡坎。地表地表基岩裸露，岩性为侏罗系上统莲花口组下段（J3l1），按岩性总体特征，由老至新工区将其分为三层，J3l1-X-①为泥质粉砂岩及粉砂质泥岩夹砂岩；J3l1-X-②为紫砾岩与泥质粉砂岩或砂岩互层；J3l1-X-③为砾岩夹泥质粉砂岩或砂岩。其中砾岩、砂岩属中硬岩，泥质粉砂岩属较软岩，粉砂质泥岩属软岩。
2爆破工艺
2.1开挖程序
采用自上而下分层开挖，先边坡、后岸坡的开挖方法，保持稳定。
2.2机械选型
钻孔机械选用高风压钻为主（钻孔直径为115mm），局部受条件限制的地段采用KSZ－100A钻机并配用移动空压机。保护层开挖选用YT－28手风钻，钻孔直径42mm。爆碴采用挖掘机配20t自卸车挖运至指定地点。
2.3爆破选用2#岩石乳化炸药
根据各类爆破方法加工直径不同的药包，即主爆破孔选φ90mm药包，缓冲孔选用φ70mm药包，手风钻孔选用φ32mm药包。雷管选多段非电导爆雷管，并适当配用部分电雷管。
2.4钻孔深度由实测高程确定
机具钻孔需要工作场地平整，现场难以满足，而工期紧张，没有时间去平整场地，故每个钻孔的孔深均由实测高程来定。但所有钻孔的孔底高程必须在同一平面上，为下一步钻孔创造条件。
3爆破参数确定
3.1石方开挖计算
石方开挖采取深孔梯段微差爆破。根据设计要求，每30m设计一个马道，因此梯段高度设计为7m～9m，分四层开挖。采用高风压CM351钻机造孔，钻孔直径为φ115mm，采用乳化炸药，其设计参数计算如下：
3.1.1最小抵抗计算
根据经验公式：W=（25～35）d
d为药卷直径（药卷直径φ90mm）。W=33d=3×90mm=297cm，取W=3.0m
3.1.2孔距计算
b=（1.0～1.5）W
W为最小抵抗线（m）。b=1.3W=1.3×3=3.9m，取b=4.0m
3.1.3超深计算
根据经验公式：△h=（0.15～0.35）W
取△h=0.2×W=0.2×3=0.4m
3.1.4堵孔长度计算
L=（0.7～1.0）W
取L=0.8W=0.8×3=2.4m
3.1.5炸药单耗
根据目前的施工环境和施工地质条件，对于强风化岩炸药单耗暂定为0.25kg/m3，孔网参数为4.0m×4.0m；对于弱风化岩炸药单耗暂定为0.30kg/m3～0.35kg/m3，孔网参数为4.0m×3.5m；对于硬质花岗岩，炸药单耗为0.40kg/m3～0.45kg/m3，孔网参数为4.0m×3.0m。
3.1.6炮孔装药量计算
根据经验计算Q=Habq
针对岩石条件差的情况，单耗量取0.25kg/m3，装药量计算如下：
（1）7m深孔装药量：Q=Habq=7×4×4×0.25=28kg
（2）9m深孔装药量：Q=Habq=9×4×4×0.25=36kg
其他地质条件根据该经验公式分别计算炮孔药量。
3.1.7缓冲孔设计
缓冲孔设计为二排，孔距暂定为2.0m～3.0m，距预裂边坡距离为1.5m～2.0m，缓冲孔单耗控制值为0.25kg/m3。缓冲孔单孔药量约为爆破孔药量的1/3。
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