大坝基坑钻爆实验方案

大坝基坑钻爆实验方案1工程概述1.1概述坝址以上流域面积98500(km)2，坝址多年平均流量1630m3/s，多年平均径流量514亿m3，实测最大流量16900m3/s，实测最小流量174m3/s；年最大洪水出现在6～10月份，主汛期为6～8月份。多年平均降雨量1343.5mm，多年平均气温20.1℃，极端最低气温-2.9℃，极端最高气温38.9℃，多年平均河水温度21℃，极端最高河水温度30℃，极端最低河水温度10℃，多年平均相对湿度80%，实测最大风速24m/s.1.2地形地质条件坝址为较宽坦的“Ⅴ”型河谷，宽高比约3.5。坝基主要为砂岩、泥板岩岩体，其中砂岩占80%，砂岩岩石较完整，力学强度高，属坚硬或中硬岩石。坝基虽层间错动较发育，但岩层走向与河流流向夹角约70°，倾向下游，倾角60°左右，产状有利于重力坝抗滑稳定，河床无顺河断层和破碎带大于0.3m的断层切割。1.3本工程开挖爆破特点大坝基坑及上、下游围堰基础开挖边坡高、陡、险，施工难度大，且现有的主干道均在高程245.00m以上。坝基段和围堰基坑段地质条件较复杂，断层的破碎带较发育，由此引起的地质缺陷处理的难度增加。在有地质缺陷地段，如断层破碎带，强卸荷带等部位开挖，严格按监理工程师批准的方案实施，能不钻爆的部位尽量用设备直接开挖，严格按已批准的钻爆设计和开挖方案实施，采取严格的弱振动控制爆破，勤打孔，放小炮，少扰动，并及时进行缺陷处理。开挖施工中存在与其他项目施工间的相互干扰较大，增加了协调难度。加强现场管理，严格按照程序施工，交叉作业时必须保证前后的安全距离，以确保机械、人员的安全，严禁在同一断面、同一垂直面上作业。同时在现场，必须服从业主、监理工程师和甲方的协调。大坝基坑钻爆开挖与上游碾压混凝土围堰距离较近（最近的只有3～5m），并且22号坝段及以左坝段在2004年2月即开始浇筑混凝土，将极大地制约大坝基础开挖爆破规模和进度。为了减轻大坝基础开挖的爆破振动对混凝土浇筑影响，确保上游碾压混凝土围堰浇筑质量，拟将坝基上游侧与上游碾压混凝土围堰相临20m范围部分，与上游碾压混凝土围堰基础一同开挖形成防震槽，防震槽在上游围堰混凝土浇筑之前开挖完成并达到初验标准。坝基上游坝踵部分的防震槽与上游围堰基础同时开挖，防震槽上部通过3#施工道路的1#、3#、5#、7#、9#支线道路分层开挖，以支线道路为临空面，在上游碾压混凝土围堰堰基相应层开挖完成后，再开挖下一层；防震槽左、右岸和上游侧边坡按设计坡面进行预裂，下游侧边坡进行施工预裂，中部采取梯段爆破，爆破后迅速采用液压反铲清除炮碴，确保至上游碾压混凝土围堰的施工道路畅通。由于防震槽钻孔不影响交通，仅是爆破后炮碴阻塞交通，爆破后采用大容量挖掘机迅速清理炮碴，其开挖对上游碾压混凝土基础开挖的影响是比较小的，对上游碾压混凝土围堰基础开挖工期基本不构成影响。2爆破试验2.1爆破试验目的2.1.1、检测工地使用的常规乳化炸药、混装乳化炸药、电雷管、非电雷管、导爆索等火工材料的性能。2.1.2、合理调整参数，确定不同地质条件，不同岩石开挖的各种爆破参数。2.1.3、钻孔设备的完好率。2.2爆破试验主要内容2.2.1、炸药爆速试验2.2.2、炸药威力试验（漏斗试验）2.2.3、电雷管、非电雷管的准爆率试验2.2.4、导爆索浸水试验2.2.5、袋装炸药爆破参数实验2.2.6、混装炸药爆破参数实验2.2.7、预裂与光爆实验2.2.8、爆破网络试验2.3爆破试验规模本标段爆破试验的规模约在1.0万m3左右，各种试验均结合生产进行试验，因此其规模不宜过大，每项试验至少做两次，力求取得较完整的资料。每一次爆破须进行以下监测检验试验，以检查爆破的效果。监测检验试验项目包括：爆破的实际空间参数、地质条件参数、钻爆参数、振动监测、飞石观测、爆破破坏试验、保留岩石面地质测绘、爆破前后的平面剖面测量、爆破效果检测。2.4爆破试验时间及地点2.4.1、爆破试验时间本投标爆破试验时结合一标开挖时间，初步拟定于2003年9月中旬至2003年10月中旬，约30天。表1：爆破实验时间安排表项目实验内容次数时间备注1导爆索浸水实验一次三组2003.9.152电雷管准爆率一次一组2003.9.16项目1与项目2同时3非电雷管准爆率一次一组2003.9.164袋状炸药爆速实验一次三组2003.9.18项目4与项目7同时5混装炸药爆速实验一次三组2003.9.20项目5与项目8同时6爆破漏斗实验一次三组2003.9.20与项目5同时7混装炸药参数实验三次各一组2003.9.18~2003.9.308袋装炸药参数实验三次各一组2003.9.20~2003.9.309结构面预裂实验三次各一组2003.9.20~2003.10.5实验结果于2003.10.15上报七八葛联营体2.4.2、爆破试验地点根据试验内容，在大坝1标开挖中结合生产进行各项试验。2.5爆破试验要求2.5.1在本标段岩石开挖施工中，通过爆破试验，研究和解决优质高效、安全可靠的大规模爆破技术问题；并通过改变孔径、孔深、孔排距、装药结构、起爆网络等参数进行比较，选择安全、优质、高效钻爆参数指导大坝基坑开挖施工，满足龙滩大坝基础的技术要求和质量要求。根据招标文件要求，本标段的爆破试验必须满足下列要求：试验必须得出合理的钻爆参数和起爆方式，以确保开挖的质量、开挖边坡与基础的安全、质量和进度；试验参数除根据直观的爆破效果判断是否合理之外，还必须符合爆破破坏范围试验和爆破地震效应试验结果进行综合分析确定；试验所用的观测方式、仪器设备以及分析计算方法、经验公式等，都必须是在我国水电工程爆破试验中采用过的和比较成熟的。2.5.2所有实验要求联营体技术人员与监理旁站。2.5.3爆破时切实做好警戒，保证设备和人员安全。2.6爆破试验项目2.6.1、炸药的爆速实验袋装乳化炸药、混装炸药的爆速实验参照GB/T13228-91.2.6.2、爆破漏斗试验采用现场原型试验方法，与具有代表性的强风化岩、弱风化岩层、微风化岩层中各选择一个或几个爆破孔，准确记录每个孔的孔深、孔斜、孔径、装药量、装药结构等参数，爆破后，测出爆破漏斗口典型宽度，计算出爆破作用指数。该试验在各种岩石类别中各做3～4次，每一次试验均应根据前一次的试验结果对炸药单耗进行调整，直至确定达到加强松动爆破效果时的炸药单耗（即爆破作用指数n=0.75~1.0）。2.6.3、电雷管、非电雷管的准爆率实验采取现场模型实验方法，在工地选择一个合适的场地，从购买的电雷管中随机抽出各种段位电雷管5～8发，专用电雷管检测仪器对其进行检测，排除不合格的电雷管，合格的电雷管用起爆器分4～5发进行起爆试验，记录详细的试验过程和试验效果，计算出电雷管的准爆率。非电雷管试验方法同上（省去检测步骤）2.6.4、导爆索浸水试验随机从领取的导爆索中抽取2～3m各3段，切割两端用绝缘胶布包裹后卷成一卷，浸入3、5、10m深的水中浸泡24小时，取出后分别用电雷管引爆，以检查导爆索浸水后的起爆效果。2.6.5、袋装炸药爆破参数实验2.6.5.1、根据龙滩工程现有左、右岸的爆破资料，拟订如下参数表。（选定的炸药类型为乳化炸药φ70、φ32、φ25等规格）表2：袋装炸药爆破参数表钻孔类型孔径选定钻机孔距排距孔深单耗线密度单孔药量主爆孔φ105φ90CM351YQ-100B2.5～3.52.0～3100.4～0.6/40～55kg缓冲孔φ90YQ-100B1.5～2.01.5～2.0100.35～0.55/30～45kg预裂孔φ90YQ-100B0.7～0.9/10/250～350g/m/底板光爆φ90φ42YQ-100BY-26YT-280.5～0.8/1.0～4.0/150～250g/m/2.6.5.1.1爆破参数初步拟订如下：主爆孔φ105孔网参数有3*3、3*2.5、3.5*2.2、3.5*3φ90孔网参数有3*2.5、3*3、3.5*2钻孔以矩形形式为主缓冲孔φ90孔网参数有2.0*1.5、1.5*1.5根据现在岸坡的爆破规律，缓冲孔只有一排且平行于预裂孔，主爆孔一般为垂直孔，具体的钻孔图如图1中的钻孔剖面图2.6.5.1.2装药结构主爆孔袋装药的装药结构为连续装药结构，装药结构图如图2。主爆孔的堵塞一般控制在2.8～3.5m以内2.6.5.2、清理钻爆部位。2.6.5.3、测量放样、布孔，根据坡度及主爆孔、缓冲孔、预裂孔的不同，确定孔深及钻孔角度。2.6.5.4、钻孔作用。2.6.5.5、测孔：在孔深不足或钻孔角度误差较大时及时处理。2.6.5.6、爆破设计：计算装药量及绘制爆区平面图及网络图。网络采用单孔单响的接力网络，典型网络图如图3所示。2.6.5.7、装药、堵孔、联网作业并同时布置质点振动速度测试点。2.6.5.8、爆破警戒、起爆。2.6.5.9、爆破后检查。2.6.5.10、分析爆破效果，经过3至4次爆破试验后总结经验，优选爆破参数。2.6.6、混装炸药爆破参数实验2.6.6.1、确定实验爆破参数表，如表3所示。表3混装炸药爆破参数表钻孔类型孔径钻机类型孔深（m）孔距（m）排距（m）单耗kg/m3单孔药量（kg）主爆孔φ105φ90CM351100B104～5.52.5～3.50.5～0.6550～702.6.6.1.1爆破参数初步拟订如下：主爆孔φ105孔网参数有4*3、3*3、3.5*3φ90孔网参数有3*3、3*2.5、钻孔以矩形形式为主根据现在岸坡的爆破规律，缓冲孔平行于预裂孔，主爆孔一般为垂直孔，具体的钻孔图如图1中的钻孔剖面图2.6.6.1.2装药结构混装炸药是全偶合装药、底部起爆，孔底采用70乳化炸药做起爆药包，具体装药结构如2。2.6.6.2、其余步骤同袋装炸药。2.6.7、预裂和光爆实验2.6.7.1、确定预裂和光爆的参数表，见表2。2.6.7.1.1爆破参数初步拟订如下：光爆孔φ42孔间距为0.5m预裂孔φ90孔间距为0.8m预裂的孔深为10～15m2.6.7.1.2预裂装药结构为不偶合间隔装药，线密度暂定280g/m、300g/m、320g/m、350g/m。装药结构图如图2所示。2.6.4.7.2、其余同袋装炸药。2.6.7.3、检验预裂面、光爆面的平整度和半孔率。2.6.7.4、合理调整装药结构，线密度确定最佳参数。2.6.8、爆破网络实验2.6.8.1、在爆破中采用单孔单响方式接力网络，可采用复式与接力方式，拟定以下典型网络如图3所示。2.6.8.2、根据爆破规模选用不同的网络，以减小单响，降低震动。2.6.8.3、通过爆破试验确定爆破网络。3钻爆设备的选定根据本工程特点，结合以往基坑开挖经验，选用中小孔径钻机，为便于避炮行走，选用CM－351高风压钻机和液压钻机两种钻机，预裂孔选用YQ-100B型潜孔钻机，YT-28型气腿式手风钻用于减弱控制爆破、坡面欠挖处理等。主要钻爆机械设备配置列入下表：表3-1机械设备配置表序号机械名称型号数量适用范围备注1支架式潜孔钻机YQ-100B15边坡预裂钻孔、水平光爆钻孔、缓冲爆破孔、测试孔等孔径80~100㎜2液压钻机ROC-7423大规模爆破孔、缓冲爆破孔等孔径89㎜3液压钻机LM500C2大规模爆破孔、缓冲爆破孔等89mm备用4高风压钻机CM3512大规模爆破孔，缓冲爆破孔，测试孔等孔径105㎜5手风钻YT-2820马道水平预裂钻孔，水平爆破孔，测试孔等孔径42㎜6装药车BCH-151常规梯段爆破孔炸药混制及装药15t7移动式地面站1混装炸药半成品生产8辅助车2常规火工材料短距离运输4爆破器材常规乳化炸药、混装乳化炸药、毫秒延期电雷管、毫秒延期非电雷管、塑料导爆索等。5爆破设计设计对质点振动速度的规定如下：5.1.1出露四边的质点振动速度V≤10cm/s5.1.2已灌浆或正在灌浆部位的质点振动速度V≤1.5cm/s5.1.3新浇砼基础面上的质点振动速度如下表所示。表5-1安全质点振动速度砼龄期（天）0～33～77～28＞28质点振动速度（cm/s）≤2.0≤3.0≤5.0≤8.05.2爆破地震效应监测5.2.1监