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钻爆炸碎方案

futao 爆破拆除 2019-06-04 707 0
川渝拆除17713551981

钻爆炸碎方案

钻爆炸碎方案应用于左连接段、5号堰块与6号堰块。

三峡工程三期上游RCC围堰炸碎部分属深水条件下钻孔爆破方案,届时堰前水位为135m,堰内水位为139.5m,最大钻孔深度达45.78m,钻孔爆破时将有超过40m的水深作用;围堰轴线与大坝轴线距离仅114m,爆区附近主要保护对象有大坝坝体、电站厂房、中控室机电设备、电站进水口钢闸门及门槽、大坝基础帷幕灌浆区等,因而爆破周边环境极其复杂。在深水作用下,如何选取合理的炸药单耗确保围堰炸碎、实现拆除目的,同时确保周边保护对象安全是炸碎方案需要解决的关键问题。

1水下钻孔台阶爆破炸药单耗选取

目前关于钻孔爆破工程经验主要来自于陆地爆破,相对而言,有水条件特别是深水条件下的钻孔爆破的理论研究与工程应用均显不足,与工程实践的要求有较大差距。在三峡工程三期上游RCC围堰炸碎部分爆破设计中,水下钻孔爆破炸药单耗在总结大量成功的工程实践经验与前人研究成果的基础上,结合本工程前期进行的混凝土试块水下爆破炸药单耗试验研究成果加以确定。

水面以上部分钻孔单耗按0.9kg/m3计算;水下部分采用公式q=0.9+0.01H水+0.03Ha按不同水深分段计算炸药单耗,式中H*为计算水深,Ha为计算台阶高度。该公式已在一些围堰拆除设计中得到成功应用,对于三峡工程三期上游RCC围堰拆除,需要考虑该公式在深水条件下的适用性。为此,进行了混凝土试块水下爆破炸药单耗试验。研究成果表明:在水深25m爆破要达到与陆地爆破相同的爆破效果,药量应增加2~4倍,本章2.1.2的理论论证水下30~40m固体介质中爆炸较无水状态下装药量增加2.33~4.08倍。

而上述公式计算结果与前述结论相符。故采用该公式确定本工程炸碎部分的炸药单耗。

2炸碎部分爆破方案设计

2.1基本设计原则

(1)水位条件:按爆破时堰前水位135m、堰后水位139.5m设计。

(2)钻孔孔径:考虑钻孔机具、钻孔深度、工作面条件等因素。堰顶钻孔孔径p110mm;堰后坡面上钻孔孔径p100mm;边角部位部分浅孔孔径42mm。垂直预裂或光爆孔孔径91mm。

(3)钻孔孔深:主要爆破方量相对集中在堰体上游侧,爆渣主要向上游抛掷,故上游孔

比下游孔孔底高程低,以避免留根。根据不同的孔排距、孔深确定超深一般1.0~1.5m。

(4)钻孔孔斜:为方便施工及保证施工精度,主爆孔均布置为垂直孔。另根据需要布置水平预裂孔。

(5)孔网参数:根据孔底炸药线密度及所需单耗确定。

(6)装药结构:一般采用连续装药结构,堰顶炮孔孔口一般堵塞长2.5~3.0m,堰后斜坡炮孔孔口一般堵塞长2.5~3.0m,根据孔深和装药结构进行调整。

2.2.2.2左连接段钻爆参数设计

(1)钻孔参数设计。

1)主爆孔。主要采用垂直孔爆破拆除,梅花型布孔。从上游至下游共布置11排主爆孔:第1~3排炮孔孔排距3.0m×2.0m;第4排炮孔孔排距3.0m×2.3m(受堰后直立面限制,留出30cm的钻机布置空间);第5排炮孔孔排距3.0m×2.0m;第6~11排炮孔孔排距2.0m×1.5m。局部浅孔采用手风钻钻孔,孔径p42mm。左连接段部位水底空间充足,为避免堰体上游侧爆炸堆积,上游6排孔孔底连线呈55°下倾角,以便于溜渣。

2)预裂孔。为了确保爆破拆除至设计高程、保证保留体轮廓及改善爆破效果,布置三类预裂孔:①在堰后斜坡上,沿高程110m布置一排p100mm水平预裂孔,间距1.0m,孔底距第6排炮孔1.5m;②在左连接段贴纵堰与拆除体交界面(距纵堰坡面0.3m)布置孔径100mm水平预裂孔,间距1.0m,孔底距上游直立面1.5m;③在左连接段与纵堰交界的堰顶上布置一列p91mm垂直预裂孔,间距0.9m,孔深9.7m。

(2)装药结构设计。

1)主爆孔。炮孔下部装药主要保证爆破破碎效果,采用混装炸药;炮孔高程129~

135m(水下6m)减弱装药,以防止水下飞石,采用80mm成品药卷;炮孔高程135m以上(水上)再减弱装药,以防止堰顶露出水面部分的爆破飞石,采用50mm成品药卷;各孔段均为连续装药。为保证爆破效果及防止孔口飞石,孔口堵塞长度约3m。由于本爆破为多排(11排)炮孔爆破,为改善后面5排炮孔的抵抗线条件,将第6排炮孔设置为加强装药排。对左连接段与15号堰块间横缝上的主爆孔减弱装药,以减小对15号堰块装药结构的影响。

2)预裂孔。预裂孔装药结构主要设计原则为:参考陆地预裂爆破药量,考虑深水影响,保证预裂面的形成;为施工方便,水平预裂孔采用连续装药;为了避免拉裂保留纵堰,左连接段与纵堰交界面处的一排垂直预裂孔减弱装药量,采用间隔装药。

本工程预裂孔又不同于一般陆地预裂孔,底部均有临空面(高程110m水平预裂孔在第6排主爆孔爆破后再起爆),故本工程预裂孔孔底不考虑加强装药。水平预裂孔内连续装432mm成品药卷,线密度0.91kg/m;垂直预裂孔内采用p32mm成品药卷间隔装药,线密度0.35kg/m。水平预裂孔孔口堵塞长约1.0m,垂直预裂孔孔口堵塞长约1.4m。

2.36号堰块钻爆参数设计

6号堰块由于倾倒后水下空间不够,故除了下部预留药室(孔)装药外,仍需在上部设辅助深孔破碎倾倒部分堰体。

(1)钻孔参数设计。主爆孔平面布孔原则及形式同左连接段,从上游至下游共布置11排主爆孔。因下部有药室和预埋水平断裂孔的清底,不再设其他辅助孔。主爆孔孔底

高程距1号药室上破裂面、装药廊道顶和水平断裂面1.5m。

(2)装药结构设计。主爆孔装药结构主要设计原则和形式同左连接段。其中堰顶3排主爆孔孔口堵塞段长度约2m,以减小孔口爆破块度、便于清渣;第6排主爆孔为加强装药孔,除孔口堵塞3m,全孔段装混装药。

45号堰块钻爆参数设计

(1)钻孔参数设计。

1)主爆孔。主爆孔平面布孔原则及形式同左连接段,从上游至下游共布置13排主爆孔。其中为减小主爆孔对光爆孔的影响,第1排、第3排、第5排最右端主爆孔孔距调整为2.5m,距光爆面距离1.5m;第7排、第9排、第11排、第13排最右端主爆孔距光爆面距离1.0m。5号堰块堰前水下地形狭窄,容渣空间有限,此乃与左连接段的最大不同特点,如仍按左连接段一样设上游溜渣坡,形成溜渣坡本身的爆渣将堆积在溜渣坡上,不但起不到溜渣效果,反而由于爆渣体积膨胀而多占了堰前容渣空间,故本堰段不设溜渣坡,相应也不设高程110m水平预裂孔。为改善爆破效果,采取前排孔比后排孔孔底超深的措施,孔底高程从上游往下游依次抬升,比设计拆除高程110m最小超深为1m,确保拆除到位。

2)光爆孔。为了保证保留的4号堰块的端面成型,在5号堰块与4号堰块之间分界面处布置一列垂直光爆孔。光爆孔直径91mm,间距0.9m,孔底高程109m(比设计拆除高程110m最小超深1m)。

(2)装药结构设计。

1)主爆孔。主爆孔装药结构主要设计原则和形式同左连接段。为减小主爆孔对光爆孔的不利影响,对第1排、第3排、第5排最右端主爆孔减弱装药,减少底部混装药长度,增加上部药卷装药长度,比正常炮孔装药量分别减少约26%、32%和21%。

2)光爆孔。光爆孔内采用32mm成品药卷间隔装药,线密度0.45kg/m;孔底约2.0m加强装药,装50mm成品药卷,线密度2.34kg/m;孔口堵塞长约1~1.4m。

鉴于钻爆炸碎方案属于常规的钻孔爆破技术,故方案设计论证可参阅文献[9]。


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