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​RCC围堰钻爆炸碎拆除设计

futao 爆破拆除 2019-06-05 495 0
川渝拆除17713551981

RCC围堰钻爆炸碎拆除设计

从本质上讲,钻爆炸碎解决的是拆除块度问题,即采用考虑深水条件的深孔爆破方法来设计。

1钻爆炸碎设计的基本条件与要求

(1)水位条件:按爆破时堰前水位135m、堰后水位139m设计。

(2)钻孔规格要求:

1)钻孔孔径:考虑钻孔机具、钻孔深度、工作面条件等因素。堰顶钻孔采用潜孔钻机或地质钻,孔径110mm;堰后坡面上钻孔较浅,且需搭设排架,采用快速钻钻孔,孔径100mm;边角部位部分浅孔采用手风钻钻孔,孔径p42mm。垂直预裂或光爆孔采用地质钻钻孔,孔径91mm。

2)钻孔孔深:主要爆破方量相对集中在堰体上游,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;或考虑预裂成形,上部垂直孔孔底距预裂面0.5m左右。根据不同的孔排距、孔深确定超深一般1.0~1.5m。

3)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。

(3)单位耗药量:水面以上部分钻孔单耗按0.4kg/m3计算;水面以下部分孔内按不同水深分段计算单耗,计算公式为

q=0.9+0.01H水+0.03H(4.1)式中H*——计算水深;Ha——计算台阶高度。

(4)炸药规格:

1)混装乳化炸药线重度按12.5kg/m(p110mm孔)和11.5kg/m(p100mm孔)计算。

2)480mm药卷按单节重2.0kg、单节长0.33m、线重度6.06kg/m计算。

3)650mm药卷按单节重0.75kg、单节长0.32m、线重度2.34kg/m计算。

4)432mm 药卷按单节重0.2kg、单节长0.22m、线重度0.91kg/m计算。

(5)孔网参数:根据孔底炸药线重度及所需单耗确定。

(6)装药结构:为施工方便,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。

(7)药量计算:均以2号岩石硝铵炸药为标准,如实际选用炸药性能发生变化时,爆破参数需作相应调整。

2.2左连接段钻爆参数设计

左连接段预裂孔钻孔平面布置及其装药结构见图4.3。

2.1钻孔参数设计

(1)主爆孔。主要采用垂直孔爆破拆除,梅花形布孔。从上游至下游共布置11排主爆孔:第1~3排炮孔布置在堰顶,孔径p110mm;第4~11排炮孔布置在堰后斜坡面上,

孔径100mm。

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。

为便于溜渣,上游6排孔孔底连线呈55°下倾角。

主爆孔孔底高程距保留面或预裂面0.5m。典型横断面上主炮孔孔深4.4~45.8m。

(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,布置下列三类预裂孔:

在堰后斜坡上,沿高程110m布置一排100mm水平预裂孔,间距1.0m,孔底距第6排炮孔1.5m,孔深9.7m。

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,孔深6.6~21.0m,孔底距上游直立面1.5m。

在左连接段与纵堰交界的堰顶上布置一列491mm垂直预裂孔,间距0.9m,孔深9.7m。

2.2装药结构设计

(1)主爆孔。主爆孔装药结构主要设计原则为:炮孔下部装药主要保证爆破破碎效果;炮孔高程129~135m(水下6m)减弱装药,以防止水下飞石;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;为施工方便,各孔段均为连续装药。

对堰顶第1~2排主爆孔:高程129m以下部孔段装混装药,对应孔段单耗2.08kg/m3;高程129~135m孔段装80mm成品药卷,对应孔段单耗1.01kg/m3;高程135m以上孔段装450mm成品药卷,对应孔段单耗0.39kg/m°。为保证爆破效果及防止孔口飞石,孔口堵塞长度约3m。

对堰顶第3排主爆孔:该排炮孔在高程130m以上存在往上游向和下游向的双向抛掷可能,为避免向下游抛渣,对高程129m以上部孔段对比第1~2排孔减少80mm成品药卷装药长度,增加450mm成品药卷装药长度,其他不变。

对第4排主爆孔:其排距较前三排孔大0.3m,除孔口堵塞3m,全部孔段装混装药,对应孔段单耗1.81kg/m3。

对第5排主爆孔:孔口堵塞3m,上部5m孔段装p80mm成品药卷,下部孔段(高程119m以下)装混装药。

对第6排主爆孔:从第6排起,孔排距变为2.0m×1.5m。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。高程118m以下部孔段装混装药,对应孔段单耗3.83kg/m3;高程118m以上部孔段装480mm成品药卷,对应孔段单耗2.02kg/m3。孔口堵塞长度约3m。

对第7~11排主爆孔:全部装p80mm成品药卷,对应孔段单耗2.02kg/m°。孔口堵塞长度约2.7~1.8m随孔口水深加大而依次减小。

以上部为典型横断面各排炮孔的装药结构设计,在单孔药量475~16kg范围内对同排孔深不同的炮孔装药结构作相应调整,即对左连接段与15号堰块间横缝上的主爆孔采

image.png

注:1.左连接段共布置81个预裂孔,其中水平预裂孔73个,孔径为100mm。垂直预裂孔8个,孔径为100mm。孔距均为1m。

2.水平预裂孔分两段,一段布设在高程110m,共45个,孔深均为9.7m;另一段紧靠纵堰技面并平行于纵堰坡面布设在高程110~130m之间,孔底距围堰上游面1.5m,该段共28个孔,每个孔与纵堰坡面水平距离为0.3m。

3.垂直预裂孔沿横堰与纵堰的垂直交接面布设,孔深均为10m。

4.钻孔编号如图标示。

5.预裂孔典型装药结构分为三段,从孔底向上依次为50药卷段,长度为H,430药卷段,长度为L乌,堵塞段,长度为L4。

6.预裂孔具体装药结构见本套其他图纸。

预裂孔装药结构参数表

图4.3左连接段预裂孔钻孔平面布置图(单位:cm)

图4.3左连接段预裂孔钻孔平面布置图(单位:cm)

取减弱装药,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,均连续装药。

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。

预裂孔内连续装32mm成品药卷,线重度0.91kg/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。

预裂孔单孔药量5~18kg。

2.3爆破网路设计

爆破网路设计原则为:先爆区为后爆区创造较好的临空面条件:缩短孔外传爆延时,首孔起爆时所有孔外传爆信号应已传入孔内;孔内雷管和孔外孔间传爆雷管选用高精度塑料导爆管雷管、起爆雷管和排间传爆雷管采用数码雷管;所有孔外传爆网路均采用双发雷管捆联、每隔一定距离采取排间搭接措施。

根据爆区附近重要保护对象距爆区的距离和安全允许振动速度、安全允许水击波压力(动水压力)分析,爆破影响主要由坝底灌浆帷幕的振动速度控制,根据纵堰上纵段头部拆除爆破经验公式V=208(Q/3/R)18计算,左连接段最大单段起爆药量应不大于1070kg,考虑到倾倒爆破堰段2号药室药量为690kg且不可分段,左连接段最大单段起爆药量以不大于690kg控制,待爆破网路设计完成后再统计复核。

为改善靠近15号堰块的爆破条件,从第1排右端第3个主爆孔开始起爆;所有炮孔孔内延时雷管选用1000ms延时,孔间传爆延时25ms,排间传爆基本延时65ms。

第1~5排炮孔一孔一段(最大单段起爆药量约475kg)。

第6排炮孔与第4排炮孔重段(最大单段起爆药量406kg),第5排与第6排排间延时调整为60ms。

第7排与第8排炮孔重段(最大单段起爆药量216kg)斜向起爆。

第9排、第10排与第11排炮孔重段(最大单段起爆药量152kg)斜向起爆。

高程110m水平预裂孔共45个,共分4段,从右至左同段孔数分别为9孔、10孔、

10孔、10孔、6孔;每段水平预裂孔在同横断面第6排和第7排炮孔起爆时间之间起爆,前后各延时15ms;预裂孔段间延时根据上述需要调整,为50~125ms;第6排与第7排排间延时调整为180ms。本部分预裂孔与第5排主爆孔重段(最大单段起爆药量256kg)。

纵堰内坡面水平预裂孔共25个,共分3段,从下部至上部同段孔数分别为8孔、8孔、9孔;堰顶垂直预裂孔共9个,同段起爆;每段水平预裂孔在同横断面第1排炮孔起爆时间之前起爆,提前延时约100ms;纵堰内坡面水平预裂孔和堰顶垂直预裂孔依次起爆,段间延时25ms。堰顶垂直预裂孔在相邻第1排炮孔之前115ms起爆。本部分预裂孔与第5排主爆孔重段(与高程110m水平预裂孔不重段,最大单段起爆药量307kg)。

左连接段实际设计最大单段起爆药量为475kg。

每个主爆孔孔内共3发雷管:装药段靠底部2发,装药段靠上部1发。

预裂孔内药卷均用导爆索串接且同段孔孔口并接;孔内装药段设1发雷管,孔口导爆索处1发雷管。

在爆区中部沿左连接段轴线约1/3和2/3长度处各设一列排间搭接网路,以数码雷管捆联。

左连接段首孔起爆时间(起爆雷管延时为0ms)为1000ms,尾孔起爆时间为2065ms。本爆区孔外延时时间为1065ms,在首孔起爆时,网路末端还有12个炮孔爆破信号未入孔,由于第一排炮孔在最上游,爆破飞石尚不会影响到下游水平距离约35m的水下网路;爆破水击波能量主要向堰前释放,对堰后未传完的水下网路影响也不大。第3排主爆孔起爆时,由于其上部为两面临水,故需重点验证第3排首爆孔爆破水击波对孔外传爆网路的影响,由于第3排首爆孔起爆时间为1130ms,孔外延时网路已较之提前65ms传爆完成,故本网路传爆安全有一定保证。

36号堰块钻爆参数设计

6号堰块是既有倾倒,又有炸碎的双重爆破作用,故单列一节设计。

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。

3.1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。典型横断面上主炮孔孔深3.7~28.5m。

3.2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,全部孔段装混装药,对应孔段单耗3.83kg/m3。

主爆孔单孔药量12~235kg。

3.3爆破网路设计

与5号堰块一并考虑。

45号堰块钻爆参数设计

在2~5号堰块中,主爆孔平面布置见图4.4,预裂孔平面布置见图4.5。由于第2~

5号堰块钻爆参数相同,故本节以5号堰块作为代表进行参数设计。

4.1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从第

图4.42-5号堰块主爆孔平面布置图(单位:cm)

图4.42-5号堰块主爆孔平面布置图(单位:cm)

注:2~5号堰块共布置垂直钻孔29排,其中堰顶3排110mm钻孔,堰后斜坡段按梯段高度布置100mm钻孔和442mm钻孔,所有钻孔共计729个。

图4.52~5号堰块预裂孔平面布置图(单位:cm)

注:2~5号堰块斜坡段沿高程110m处布置一排水平预裂孔,孔径100mm,孔深9.7m,孔间距1.0m,共计钻孔56个。

1排孔的105m依次抬升至第13排孔的109m,比设计拆除高程110m最小超深为1m,确保拆除到位。典型横断面上主炮孔孔深2.3~35m。

(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),光爆孔孔深2.3~31m。

4.2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。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,对应孔段单耗3.83kg/m3;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%。

主爆孔单孔药量6~342kg。

(2)光爆孔。光爆孔内连续装432mm成品药卷,线重度0.91kg/m;孔底约1.0m加强装药,装450mm成品药卷,线重度2.34kg/m;孔口堵塞长约1~1.3m。

4.2.4.3爆破网路设计

5号堰块与6号堰块深孔爆破网路作为一个子网路一并考虑。

爆破网路设计原则为:先爆区为后爆区创造较好的临空面条件;尽量缩短孔外传爆延时;孔内雷管和孔外孔间传爆雷管选用高精度塑料导爆管雷管、起爆雷管和排间传爆雷管采用数码雷管;所有孔外传爆网路均采用双发雷管捆联、每隔一定距离采取排间搭接措施。

根据爆区附近重要保护对象距爆区的距离和安全允许振动速度、安全允许水击波压力(动水压力)分析,右岸5~6号堰块深孔爆破影响主要由右岸高架桥桥墩基础的振动速度控制,根据纵堰上纵段头部拆除爆破经验公式V=208(Q/3/R)158计算,右岸5~6号堰块深孔爆破最右端最大单段起爆药量应不大于509kg,考虑一定安全裕度,右岸5~6号

深孔爆破最大单段起爆药量以不大于450kg控制,待爆破网路设计完成后再统计复核。

为改善靠近7号堰块的炮孔爆破条件,从6号堰块第1排左端第3个主爆孔开始起爆;所有炮孔孔内延时雷管选用1000ms延时,孔间传爆延时25ms,排间传爆基本延时65ms。

第1~5排炮孔一孔一段(最大单段起爆药量约342kg)。

第6排炮孔与第4排炮孔重段(最大单段起爆药量407kg),第5排与第6排排间延时调整为60ms。

第7~8排与第5排炮孔重段(最大单段起爆药量344kg)斜向起爆。

6号堰块第9~11排与5号堰块第3排炮孔重段(最大单段起爆药量380kg)斜向起爆。

5号堰块第9~13排重段(最大单段起爆药量256kg)斜向起爆。

垂直光爆孔共25个,共分3段,从上游至下游同段孔数分别为9孔、8孔、8孔;每段光爆孔在相邻主爆孔尾响后延时25ms起爆。

堰顶一段光爆孔与6号堰块第9~11排主爆孔重段(与第3排主爆孔不重段,最大单段起爆药量336kg);堰后最下游一段光爆孔与6号堰块第13排主爆孔尾三孔重段(最大单段起爆药量81kg)。

右岸5~6号堰块深孔爆破实际设计最大单段起爆药量为407kg。每个主爆孔孔内共3发雷管:装药段靠底部2发,装药段靠上部1发。

光爆孔内药卷均用导爆索串接且同段孔孔口并接;孔内装药段设1发雷管,孔口导爆索处1发雷管。

在6号堰块中部、5号堰块左端和中间各设1列排间搭接网路,以数码雷管捆联。

5号和6号堰块深孔爆破首孔起爆时间为8600ms(滞后6号堰块下部倾倒网路尾响45ms),尾孔起爆时间为9930ms。本爆区孔外延时时间为1355ms,在第3排首爆孔起爆时,6号堰块深孔孔外传爆网路已传爆完成,5号堰块第7~13排孔外传爆网路传爆均未完成,故需对5号堰块第7~13排炮孔孔外传爆网路作重点防护。

4.2.5钻爆炸碎拆除堰段钻孔及火工材料工程量根据上述设计,钻爆炸碎拆除堰段的钻孔及火工材料工程量汇总表见表4.10。

表4.10钻爆炸碎拆除堰段的钻孔及火工材料工程量汇总表

表4.10钻爆炸碎拆除堰段的钻孔及火工材料工程量汇总表

续表

续表

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