宽孔距深孔梯段爆破在鲁地拉水电站工程中的应用

2011-01-27钱运东

地下水 2011年1期

关键词：梯段深孔炸药

钱运东,张英

(中国水利水电第三工程局有限公司云南分局,陕西西安 710016)

宽孔距深孔梯段爆破在鲁地拉水电站工程中的应用

钱运东,张英

(中国水利水电第三工程局有限公司云南分局,陕西西安 710016)

分析宽孔距深孔梯段爆破施工工艺,在深孔爆破技术的基础上,采用加大布孔间距及钻孔深度,合理的装药结构(间隔分段装药)应用非电起爆系统,利用导爆索、非电管的特点,孔内采用导爆索入孔,孔口非电管连接,组成孔内、孔外延期起爆网路的爆破工艺。实践证明:宽孔距深孔梯段爆破工艺在金沙江鲁地拉水电站右岸1 135m高程以上石方开挖应用中取得了较好的效果,可以充分发挥快速施工的优势,能够保证良好的爆破效果,又能降低工程成本。

宽孔距;深孔;梯段爆破;应用

1 概论

鲁地拉水电站位于云南省丽江地区永胜县与大理白族自治州宾川县交界处的金沙江干流上,为金沙江中游水电规划 8个梯级电站中的第 7个梯级电站,上、下游分别与龙开口和观音岩两个梯级电站相衔接。该工程属一等大(1)型工程,枢纽建筑物由拦河坝、泄水表孔、底孔及地下厂房等组成。拦河坝为碾压混凝土重力坝,顶高程 1 228.00 m,最大坝高 140 m,坝顶长 622 m(含进水口坝段),共分 29个坝段,,电站安装 6台机组,总装机容量 2 160 MW。该工程采用枯水期隧洞导流、汛期基坑过水的导流方式,导流标准采用 20年一遇洪水,相应导流流量为 2 170m3/s。导流洞布置在右岸,洞径为 14.5 m×17.0 m,导流洞进口高程1 131.0m,出口高程 1 126.0m,洞身长 865.0m。上游围堰为碾压混凝土过水围堰,堰顶高程为 1 153.0m,下游围堰采用土石过水围堰,堰顶高程为 1 137.5m。

右岸 1 135 m高程以上开挖工程主要包括:右岸缆机平台及边坡;右岸 1 135m高程以上坝基及坝肩边坡;右岸进水口基础及边坡;右岸 GIS开关站平台、高位水池及边坡;右岸下游 1 135m高程以上岸坡的开挖;右岸中线道路(Y 6)明线段路基及边坡;GIS开关站公路路基及边坡的开挖;开挖边坡最大垂直高差 245 m,一般边坡每 20 m设一马道,马道宽度2～3m,岩石边坡设计坡比 1:0.3～1:0.75之间,土质边坡开挖坡比 1:1～1:1.5。

右岸进水口边坡及坝肩边坡、缆机及出线平台后边坡地层岩性主要有:侏罗系中统蛇店组上部(J2s)青灰色变质砂岩-S1和灰黑色泥质粉砂岩-S2,主要分布在进水口边坡的下部和中部。侏罗系上统妥甸组上部 (J3t),以紫红色砂质页岩夹中厚层中～细粒石英砂岩为主,层间夹有不稳定的粉砂岩、主要分布在进水口边坡的中上部。燕山期侵入岩以岩脉、岩株状侵入于侏罗系变质砂岩中。岩体中裂隙较发育,强风化厚度一般 5 m～10 m,弱风化厚度一般 15 m～20 m,卸荷带深度 10m～15m。

2 宽孔距深孔梯段爆破参数确定

本标段施工前期由于施工干扰等问题,施工进度受到制约,工期紧,为确保施工任务,参照相关地质资料及以往常规梯段爆破开挖相关经验,根据现场地形地质条件,结合生产现场进行了常规深孔梯段爆破与宽孔距深孔梯段爆破的设计参数比较,并进行了试验爆破。开挖边坡进行预裂爆破,梯段爆破采用CM 351钻机造孔,钻孔直径 105mm,采用岩石乳化炸药,药卷直径 70mm,药卷长 30 mm,每节药卷重1.5 kg。由于梯段高、装药量大,通过现场实际爆破试验后选定装药方式为:底部 10m采用 φ32硝铵炸药剖开后散装密实,上部采用 φ70岩石乳化炸药连续装药,单孔装药量分别为125 kg,现场实测线装药密度平均值底部 10 m为8.0 kg/m.上部分别为 4.28 kg/m。采用“一 ”字型或“V”字型起爆,孔内导爆索入孔,孔外非电管连接,采用微差梯段爆破。1～7段非电管跳段使用,8～l3段连续使用,13～15段根据一次爆破量使用,重点部位爆破单响按 4～5孔控制。钻爆参数比较见表 1。

表1 钻爆参数统计表

相关参数的确定,根据本标段开挖情况,边坡开挖梯段高度 20m,相关参数取值标准如下:

(1)钻孔超钻深度:h=(8～12)D=72～108 cm,取h=75 cm,式中 D为钻孔直径;

(2)钻孔深度:L=(H+h)/sinα,式中 α为钻孔的倾斜角度。

(3)最小抵抗线按 W=KD计算;(式中:K为系数,一般取 K=25～45,本方案选择参数:K=30,W=3.0。)

(4)孔距 a

a=mW(式中:m—密集系数,通常深孔台阶松动控制爆破,取m=2～8。本方案选择参数:m=2～2.16,a=6.0～6.5m。)

(5)排距 b

本标段取 b=W。

(6)堵塞长度 Ld

根据现场实际结合施工经验,堵塞长度 L2和最小抵抗线的关系经验公式按:

Ld=(1.0～1.2)W L2=3.0～3.6

(7)单位耗药量 q

影响单位耗药量的因素很多,主要有岩石的爆破性、炸药种类、自由面条件、起爆方式和块度要求等。合理的单位耗药量 q值往往通过经验和现场实验确定。单纯地增加炸药单耗,对爆破质量不一定有很大改善,只能消耗在岩石的过破碎和增加爆破有害效应。本标段爆破单耗根据现场爆破实验确定:q=0.31～0.32kg/m3,采用 2#岩石乳化炸药。

根据爆破试验的结果,宽孔距深孔梯段爆破能够有效控制爆破飞石,爆后石渣块度均匀,满足挖装要求,而且节约钻孔进尺,经综合比较分析采用 6.5m孔间距宽孔距爆破方式炸药单耗低、钻孔成本较低,并能满足施工要求。

3 爆破效果

鲁地拉水电站右岸边坡全部采取预裂控制爆破,从爆破结果表明,宽孔距深孔梯段爆破孔深较大,由于采取孔内导爆索入孔,孔口非电管联接并采用微差网络进行控制爆破,提高传爆可靠性,安全性好,瞎炮率大大降低,爆破质量良好,爆后声波检测结果满足设计规范要求。从施工成本及施工进度方面,宽孔距深孔梯段爆破有效减少了单位面积钻孔量,施工进度极大提高。