大孔径光面爆破

罗大会　徐炳生

摘　要　快速高质量开挖小台阶高边坡岩体，是岩石明挖施工中的一大难题。针对三峡工程导流明渠边坡开挖岩体复杂的地形地质情况，采用100mm孔径光面爆破技术，获得了良好的效果。

关键词　导流明渠　小台阶高边坡岩体　光面爆破　100mm孔径　集中装药度　三峡工程

Smooth Blasting Technique with Large Diameter Bore Hole

Used in Rock Excavation for High Slope

Luo Dahui, Xu Bingsheng

(No.6 Engineering Co.LTD of China Gezhouba group)

Abstract　Quick excavation rock mass of small-stepped high slope with high quality is a hard problem in the open surface method construction. Associating with the status of topography and geology of rock mass at the TGP's diversion channel, a smooth blasting technique with bore hole-diameter 100mm was adopted. Its effect is well.

Keywords　diversion channel; rock mass of small-stepped high slope; smooth blasting; smooth blasting; centralizedly loaded degree; TGP

0　概　述

　　三峡工程右岸导流明渠右侧高边坡在高程86.7m(原设计为高程82.0m)上设有一条临时施工道路。该路面高程86.7m以下，由于前期施工中的各种复杂原因，造成在10～12断面之间120m宽范围内厚3～5m，高近30m边坡岩体欠挖。平面、剖面图如图1、图2所示。边坡的岩性为闪云斜长花岗岩，自上而下呈强风化至微风化上限，重度为26.5～27.0kN/m3, f=2～12，属V～X级岩石范围，岩石构造发育，其间还有一条3m宽的断层带。在高程70m以上为强风化至弱风化上限岩石，极限抗压强度为20～70MPa；在高程70m马道以下为弱风化和微风化岩石，极限抗压强度为70～85MPa。

图 1　边坡平面图

Fig.1 Plane figure of slope

图 2　边坡剖面图

Fig.2 Sectional drawing of slope

　　针对高边坡具体情况，采用了100mm孔径光面爆破技术，用100mm型简易潜孔钻造孔，最大孔深19.5m，微差控制爆破，获得了高边坡形状规整，边坡稳定，施工速度快的良好效果。

1　爆破设计

1.1　爆破方案的选择

　　在规定的工期内把高28.7m，宽3～6m，长120m左右的一块约18 000m3贴在边坡上的岩体挖下，有3种施工方案可供选择，即：① 用风钻造孔，采用每2m一层的小台阶爆破人工出碴；② 用100mm孔径造孔预裂爆破技术机械出碴；③ 用100mm孔径造孔光面爆破技术机械出碴。

　　设计说明书规定，施工边坡不陡于设计边坡，在高程86.7m道路以下的岩石边坡开挖应采取预裂和光面爆破，要保证开挖面平整。第3种方案具有以下优点：在构造发育的岩体上施工时，能控制光爆层在爆除时对保留岩体不产生过大的破坏，形成比较完整的开挖壁面，减少超欠挖；光面爆破其钻孔孔距较预裂孔孔距大(预裂爆破孔距可选70～90cm)，可减少33%的造孔进尺，减少了造孔工程量，加快了施工速度；能充分发挥机械的作用。所以最终选定采用大孔径光面爆破技术进行挖除的施工方案。

1.2　100mm孔径光面爆破技术设计参数选定

1.2.1光面爆破钻爆技术参数设计程序

　　熟悉资料和现场→选定钻孔直径D→选择合理光爆层W→确定炮孔间距a→确定孔深L→计算装药量Q线(多种公式比较)→确定装药结构→确定起爆段位和顺序。

　　光爆孔设计钻爆技术参数为：造孔直径D=100mm；光爆层W=1.6m；造孔间距a=1.2m；倾角α=55°；孔深L=19.5m；集中装药度Q集=536g/m；不耦合系数D=3.13(选择岩石乳化炸药 32mm药柱)。

1.2.2　主爆孔的钻爆技术参数设计

　　设计程序为：熟悉资料和现场→选定造孔直径D→确定最小抵抗线W→确定间距a(排距b)→确定孔深L→计算装药量→确定起爆段位和顺序。

　　设计的主爆技术参数为：造孔直径D=100mm；最小抵抗线W=1.8m(平均厚度实际为1～3m)；间距a=2.4m；孔深L=17m；单孔装药量Q单=32kg(间断装药结构)；炸药选岩石乳化炸药( 70mm药卷直径)。

1.2.3　爆破起爆方式

　　光面爆破孔的主爆破孔都采用导爆索装药，微差电雷管分段起爆，光爆迟响于主爆不少于75ms。

2　技术参数、施工工艺及爆破效果分析

　　(1) 在施工中，根据现场地形地质情况对按计算所确定的装药量进行了调整及分析研究，其它设计参数不变，钻爆参数和光爆孔装药结构图表如表1、表2所示。

　　(2) 施工工艺流程：放样定位→用石灰标明孔位→架设潜孔钻→造孔(角度孔位校正)→终孔验收→装药连网→起爆→清碴。施工中严格管理，加强技术交底和现场监督确保造孔精度，特别对光爆孔，要严把造孔质量关。

　　 (3) 爆破效果分析：根据地形地质情况及时采用合理技术措施，在造孔质量、装药量及结构进行革新，最终取得了良好效果，如表3所示。 

图 3　起爆网络图

Fig.3 Network chart of blasting

3　结　论 

　　光爆效果受严格的施工工艺、科学合理的装药量及装药结构影响。精心施工、科学优化施工方法在小台阶高边坡岩体开挖中采用100mm大孔径光爆技术能收到少钻孔、进度快、效果好的效果。

作者简介: 罗大会　男　葛洲坝集团第六工程有限公司　高级工程师　从事爆破工程施工技术研究

作者单位：中国葛洲坝集团第六工程有限公司，宜昌 443002

参考文献

1　Handbook of Construction Planning of Hydraulic and Hydroelectric Projects. Vol.Ⅲ. Construction Technique

(编辑：罗淦堂)