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文檔簡介
PAGE92—PAGE1—ICS號中國標準文獻分類號團體標準T/CWHIDA-XXXX-2019水下巖塞爆破設計導則 (征求意見稿)2019-xx-xx發(fā)布2019-xx-xx實施中國水利水電勘測設計協(xié)會發(fā)布PAGE18PAGE23前言根據(jù)中國水利水電勘測設計協(xié)會團體標準的制定計劃安排,按照《工程建設標準編寫規(guī)定》(建設部建標[2018]182號)、SL1—2014《水利技術(shù)標準編寫規(guī)定》的要求,編制本標準。本標準共12章和2個附錄,主要技術(shù)內(nèi)容有:地質(zhì)勘察、水下巖塞布置、巖渣處理、巖塞爆破方案、火工材料、進口段結(jié)構(gòu)、安全防護設計、試驗及檢測、模型試驗和監(jiān)測設計等。──地質(zhì)勘察──水下巖塞布置──巖渣料處理──巖塞爆破方案──火工材料──進口段結(jié)構(gòu)──安全防護設計──試驗及檢測──模型試驗──監(jiān)測設計本標準為第一次發(fā)布。發(fā)布部門:中國水利水電勘測設計協(xié)會解釋單位:中國水利水電勘測設計協(xié)會標準化工作委員會主編單位:中水東北勘測設計研究有限責任公司出版、發(fā)行單位:主要起草人:本標準技術(shù)內(nèi)容審查人:本標準在執(zhí)行過程中,各單位有任何意見和建議請隨時反饋給中國水利水電勘測設計協(xié)會(通行地址:北京西城區(qū)六鋪炕北小街2-1號;郵編:100120;電話電子郵箱:CWHIDA@),以供今后修訂時參考。
目次1總則 12術(shù)語 23地質(zhì)勘察 33.1一般規(guī)定 33.2測量要求 33.3勘察要求 34水下巖塞布置 44.1一般規(guī)定 44.2巖塞布置 44.3巖塞結(jié)構(gòu) 44.4巖塞穩(wěn)定分析 45巖渣處理 65.1一般規(guī)定 65.2集渣 65.3泄渣 66巖塞爆破方案 76.1一般規(guī)定 76.2排孔爆破 76.3硐室爆破 86.4硐室與排孔結(jié)合爆破 96.5起爆網(wǎng)路 107火工材料 118進口段結(jié)構(gòu) 128.1一般規(guī)定 128.2進口邊坡 128.3巖塞和連接段 128.4集渣坑 129安全防護設計 139.1一般規(guī)定 139.2爆破影響分析 139.3安全防護設計 1310試驗及檢測 1510.1一般規(guī)定 1510.2基本性能檢測 1510.3防水抗壓試驗 1510.4爆破參數(shù)試驗 1511模型試驗 1612監(jiān)測設計 1712.1 一般規(guī)定 1712.2動態(tài)監(jiān)測 1712.3靜態(tài)監(jiān)測 18附錄A集中藥包爆破漏斗破裂半徑計算 19附錄B爆破振動安全允許標準 20條文說明 221總則1.0.1為適應水下巖塞爆破技術(shù)的發(fā)展,規(guī)范水下巖塞爆破設計,使工程設計安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進,制定本標準。1.0.2本標準適用于水下巖塞爆破工程的設計。1.0.3水下巖塞爆破設計應結(jié)合工程地形、地質(zhì)、周邊環(huán)境和工程實際情況,做到一次爆通、安全可靠、成型良好。應積極采用新技術(shù)、新工藝、新設備和新材料。1.0.4水下巖塞爆破設計應同時滿足水土保持、環(huán)境保護、節(jié)能降耗、勞動安全的要求。1.0.5本標準主要引用下列標準:GB6722爆破安全規(guī)程GB/T9786工業(yè)導爆索GB50487水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范GB28286工業(yè)炸藥通用技術(shù)條件SL279水工隧洞設計規(guī)范SL285水利水電工程進水口設計規(guī)范SL303水利水電工程施工組織設計規(guī)范SL386水利水電工程邊坡設計規(guī)范SL252水利水電工程等級劃分及洪水標準SL764水工隧洞安全監(jiān)測技術(shù)規(guī)范WJ9085工業(yè)數(shù)碼電子雷管1.0.6水下巖塞爆破設計除應符合本標準的規(guī)定外,尚應符合國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定。2術(shù)語2.0.1巖塞rockplug在已建水庫或天然湖泊中修建水下進水口時,采用在進水口處預留一定厚度的巖體,代替圍堰進行施工期臨時擋水、度汛,保證后部洞室的正常施工,該預留部分的巖體稱為巖塞,巖塞是一種特殊圍堰。2.0.2水下巖塞爆破underwaterrockplugblasting采用爆破方法一次性爆除巖塞、形成進水口。2.0.3集渣slagcollecting在巖塞后部采用工程措施容納巖塞爆破形成的巖渣。2.0.4泄渣slagflushing利用水流將巖塞爆破形成的巖渣排出洞外。2.0.5集渣坑slagsump在巖塞后部開挖的用于集渣的坑體。2.0.6排孔巖塞爆破pattern-drillingblasting全部采用鉆孔裝藥進行的水下巖塞爆破。2.0.7硐室?guī)r塞爆破chamberblasting采用數(shù)個硐室裝藥進行的水下巖塞爆破。2.0.8硐室與排孔結(jié)合巖塞爆破blastingwithancombinationofchamberandpatterdrilling采用單硐室和一定數(shù)量鉆孔裝藥聯(lián)合進行的水下巖塞爆破。3地質(zhì)勘察3.1一般規(guī)定3.1.1巖塞口宜布置于巖性單一,構(gòu)造簡單,無較大規(guī)模斷層部位。3.1.2應查明洞臉邊坡、覆蓋層、巖塞、聚渣坑等部位的地質(zhì)條件,并提出相應部位的巖土物理力學參數(shù)。3.1.3勘察工作應符合GB50487的相關(guān)規(guī)定。3.2測量要求3.2.1地形圖測量范圍:巖塞軸線方向測至坡頂或閘門井,垂直軸線方向不應小于10倍洞徑。3.2.2地形圖比例尺精度不應低于1:200。3.2.3有覆蓋層的巖塞口應取得基巖面地形圖,比例尺精度不宜低于1:200。3.3勘察要求3.3.1勘察范圍巖塞:軸線方向測至坡頂或閘門井,垂直軸線方向不應小于5倍洞徑。3.3.2工程地質(zhì)測繪精度不應低于1:200。3.3.3巖塞口勘察應以鉆探為主,輔以其他勘察手段。3.3.4巖塞口部位鉆孔間距、孔深應根據(jù)地質(zhì)條件復雜程度進行布置,巖塞體輪廓部位可布置傾斜鉆孔,聚渣坑應布置控制性鉆孔。3.3.5集渣坑部位勘探鉆孔宜深入底板以下不小于1倍集渣坑寬度。3.3.6巖塞應布置由內(nèi)向外輻射勘探孔,孔數(shù)不應少于3個。4水下巖塞布置4.1一般規(guī)定4.1.1水下巖塞進口段洞線的選擇,應根據(jù)地質(zhì)地形條件、周邊環(huán)境和施工條件等因素,結(jié)合進水口位置的選擇經(jīng)綜合比較確定。4.1.2水下預留巖塞的建筑物級別應按照SL252-2017中表4.8.1確定,表中導流建筑物規(guī)模一欄的圍堰高度應取巖塞承受的最大水頭,庫容應取巖塞底部高程以上對應的庫容。4.1.3巖塞進水口的建筑物級別、設計標準應符合SL285、SL252的相關(guān)規(guī)定。4.2巖塞布置4.2.1巖塞口應與隧洞其他建筑物布置相協(xié)調(diào),并與后接隧洞平順過渡。巖塞軸線與水平夾角宜為30°~75°,并宜與岸坡垂直。4.2.2巖塞口高程應根據(jù)功能及運行要求,并結(jié)合連接的水工隧洞布置,通過水力學計算分析確定。對于進口段水流條件復雜的工程,宜通過水工模型試驗進行驗證。4.3巖塞結(jié)構(gòu)4.3.1巖塞口斷面應滿足過流量和長期運行的要求,其過水斷面面積不應小于主洞的過流斷面面積。4.3.2巖塞體型宜選用圓臺體,也可選用底面為城門洞型或其他形狀的臺體。巖塞由內(nèi)向外外擴角宜在5°~15°范圍內(nèi)選取。4.3.4巖塞的最小厚度應根據(jù)圍巖地質(zhì)條件、巖石力學特性、可能承受的最大水頭,經(jīng)穩(wěn)定分析計算后確定,巖塞厚度與底面直徑之比(厚徑比)宜在0.8~1.5范圍內(nèi)選取。4.4巖塞穩(wěn)定分析4.4.1應根據(jù)巖塞部位地質(zhì)條件和不同荷載組合下的受力狀況進行巖塞穩(wěn)定分析。4.4.2巖塞穩(wěn)定分析應在巖石強度和荷載取值條件下,以安全系數(shù)表達的方式進行設計。4.4.3巖塞所受荷載主要有自重、外水壓力及土壓力。4.4.4巖塞的穩(wěn)定計算可按式(4.4.4-1)~式(4.4.4-3)進行:KSS=R=式中K—SR—∑Wf'∑CA4.4.5巖塞體穩(wěn)定安全系數(shù)不應小于3.0。4.4.6承受高水頭作用的巖塞,宜進行有限元分析計算,最大拉應力應小于巖體的允許抗拉強度。5巖渣處理5.1一般規(guī)定5.1.1應根據(jù)工程條件和運行條件選用集渣或泄渣的巖渣處理方式。5.1.2采用集渣時,應保證工程運行期巖渣的穩(wěn)定。5.1.3采用泄渣時,不應影響閘門的正常關(guān)閉。5.2集渣5.2.1主洞和下游河道不允許泄渣時,應采用集渣型式。5.2.2集渣坑體型的選擇應滿足下列要求:1利于集渣,不影響過流。2巖渣在集渣坑內(nèi)長期穩(wěn)定。3結(jié)構(gòu)簡單,方便施工。5.2.3巖塞后洞段宜充水,必要時可輔以充氣措施。5.2.4集渣坑的有效容渣體積不應小于巖塞體體積的2倍。5.3泄渣5.3.1最大爆破巖渣的起動流速應小于爆后隧洞的泄流流速。5.3.2隧洞襯砌混凝土應滿足泄渣的抗沖耐磨要求。5.3.3根據(jù)進口前水位、覆蓋量、爆渣粒徑及洞長等綜合分析,確定閘門關(guān)閉時間。6巖塞爆破方案6.1一般規(guī)定6.1.1巖塞爆破方案主要有排孔爆破、硐室爆破、硐室與排孔結(jié)合爆破三種。6.1.2巖塞爆破設計方案選擇應考慮下列因素:1巖塞的體型及結(jié)構(gòu)尺寸。2巖塞口水深、水下地形、巖面線及地質(zhì)條件。3爆破有害效應對周邊建(構(gòu))筑物的影響。4爆破巖渣的處理方式。5進水口永久運行要求。6.1.3應經(jīng)專題論證確定巖塞爆破設計方案;專題論證宜采用數(shù)值模擬計算、物理模型試驗、現(xiàn)場試驗等綜合方法。6.1.4巖塞厚度小于10m時,不宜采用硐室爆破方案。6.1.5巖塞周邊應采用預裂或光面爆破。6.1.6巖塞上部有厚覆蓋層或淤積時,宜采用爆破擾動措施。6.1.7宜采用三維模型進行設計,確定藥室、鉆孔及導洞等的空間位置。6.1.8巖塞爆破工程級別應按照GB6722中的爆破工程分級規(guī)定執(zhí)行。6.1.9巖塞爆破方案應與安全防護要求相協(xié)調(diào)。6.2排孔爆破6.2.1炮孔類型主要有掏槽孔、擴大孔及周邊孔。6.2.2巖塞排孔爆破宜采用直孔掏槽方式,掏槽孔宜平行于巖塞軸線。6.2.3掏槽孔孔徑應滿足裝藥的要求,宜在60mm~90mm范圍內(nèi)選取??湛卓讖讲灰诵∮?0mm。6.2.4掏槽方式及爆破參數(shù)應通過掏槽試驗驗證確定。6.2.4擴大孔布置在掏槽孔與周邊孔之間,排距宜在50~100cm范圍內(nèi)選取,孔徑宜在40~90mm范圍內(nèi)選取。6.2.5擴大孔每孔藥量按下式計算(6.2.5-1)式中—每孔裝藥量(kg);—標準拋擲爆破單位耗藥量(kg/m3),由標準拋擲爆破漏斗試驗確定;—最小抵抗線(m);—鉆孔間距(m);—裝藥長度。6.2.6周邊應采用光面爆破??讖揭嗽?0mm~75mm范圍內(nèi)選取,爆破參數(shù)應通過試驗驗證確定。6.2.7炮孔孔底應加強裝藥。6.2.8裝藥孔應封堵,封堵長度不應小于最小抵抗線,且不小于0.5m。6.2.9鉆孔內(nèi)宜連續(xù)裝藥,沿程應布設導爆索。6.3硐室爆破6.3.1藥室可采用單層或多層分散布置,位置和數(shù)量應通過計算確定。6.3.2巖塞集中藥包阻抗平衡按下式計算,可在1.05~1.35范圍內(nèi)選取。(6.3.2-1)式中、—藥包上下巖石最小抵抗線,(m);、—藥包上下的爆破作用指數(shù);、—藥包上下的爆破作用指數(shù)函數(shù);、—藥包上下的巖石單位耗藥量,(kg/m3)。6.3.3集中藥包與巖塞預裂邊線間應留有保護層,最小厚度應不小于式6.3.3-1、2計算值。(6.3.3-1)(6.3.3-1)式中,—集中藥包與巖塞預裂邊線間最小保護層厚,(m);—集中藥包壓縮圈半徑,(m);—藥室寬度,(m);—集中藥包藥量,(kg);—炸藥密度,(kg/m3);—壓縮系數(shù)。6.3.4集中藥包藥量,當水深≤20m時,按按式6.3.4-1~3計算。(6.3.4-1)(6.3.4-2)(6.3.4-3)當水深>20m時,按式6.3.4-4~6計算。(6.3.4-4)(6.3.4-5)(6.3.4-6)式中,—水下集中藥包藥量,(kg);—陸地巖石單耗藥量,(kg/m3);—水下巖石單耗藥量,(kg/m3);—最小抵抗線,(m);—巖塞以上水深,(m);—巖塞以上覆蓋的淤泥深,(m);—鉆孔梯段高度,(m);—水下爆破作用指數(shù);—陸地爆破作用指數(shù)。6.3.5巖塞集中藥包爆破漏斗破裂半徑計算見附錄A。6.3.6藥室導洞應避開最小抵抗線位置。6.3.7藥室應封堵密實,其厚度應大于最小抵抗線;導洞應全洞封堵。6.4硐室與排孔結(jié)合爆破6.4.1集中藥包與排孔的空間布置應避免集中藥包的起爆對后序排孔產(chǎn)生破壞。6.4.2集中藥包應布置在巖塞軸線上,經(jīng)阻抗平衡計算,下、上的巖石最小抵抗線比值宜在1.05~1.35范圍內(nèi)選取。6.4.3與藥室連接的導洞,其軸線宜與巖塞軸線垂直。集中藥包的布置要求、藥量計算尚應符合6.3中的規(guī)定。6.4.4排孔布設應考慮下列因素:1集中藥包位置。2集中藥包爆破壓縮圈大小。3集中藥包爆破漏斗范圍。4巖塞尺寸。6.4.5排孔間、排距和裝藥結(jié)構(gòu)應符合6.2中的規(guī)定。6.5起爆網(wǎng)路6.5.1起爆網(wǎng)路宜采用數(shù)碼電子雷管為主,導爆索為輔的混合網(wǎng)路。起爆網(wǎng)路不應少于兩套。6.5.2同一起爆網(wǎng)路內(nèi),應使用同廠、同批、同型號的雷管和導爆索。6.5.3在可能對起爆網(wǎng)路造成損害的部位,應采取可靠的保護措施。5.5.4采用混合起爆網(wǎng)路時,應注意不同延時網(wǎng)路的導爆索應與其他延時的網(wǎng)路留有足夠的安全距離或采取必要的保護措施。6.5.5起爆網(wǎng)路按序延時起爆時間間隔確定應考慮下列因素:1先爆部位起爆應為后爆部位起爆創(chuàng)造瞬時自由面。2相鄰部位間隔起爆應力場疊加效應及巖石運動相互碰撞應確保巖石充分破碎。3分段延時起爆應控制單響藥量,分散地震波能量,降低爆破震動有害影響。6.5.6水下巖塞爆破工程應進行起爆網(wǎng)路試驗。7火工材料7.0.1應采用滿足工程要求的防水抗壓或經(jīng)過防水抗壓處理的火工材料。7.0.2火工材料防水抗壓的設計水壓力應不低于最大的靜水壓力的1.1倍。7.0.3火工材料在設計水壓力和浸泡時長下應能正常起爆和傳爆。7.0.4火工材料應進行專項試驗驗證。7.0.5宜選用符合GB28286要求的高能乳化炸藥。7.0.6應考慮炸藥有效期內(nèi)儲存時長對其性能的影響,存儲時長超過有效期70%宜進行炸藥性能試驗。應選用符合WJ9085要求的數(shù)碼電子雷管,還應符合下列要求:1雷管的腳線長度應滿足工程要求,在連接網(wǎng)路母線前不應有接頭。2雷管外殼應為金屬并具有一定的抗腐蝕能力。7.0.8宜選用符合GB/T9786規(guī)定的帶有外層涂覆熱塑性塑料的震源導爆索。7.0.9導爆索長度內(nèi)不應有接頭,端頭應做防水處理。8進口段結(jié)構(gòu)8.1一般規(guī)定8.1.1進口段包括邊坡、巖塞口、連接段及集渣坑等。8.1.2進口段結(jié)構(gòu)型式應根據(jù)爆渣處理方式以及運行要求確定。8.1.3進口段穩(wěn)定宜考慮爆破振動荷載進行有限元計算。8.2進口邊坡8.2.1進口邊坡的級別應根據(jù)SL386確定。8.2.2進口邊坡穩(wěn)定分析應按SL386的規(guī)定執(zhí)行。正常運用工況,應考慮爆破荷載。8.2.3進口邊坡處理可采用削坡、噴錨支護、預應力錨索錨固等措施。8.3巖塞和連接段8.3.1巖塞滲漏不滿足設計要求時,可根據(jù)自身巖體完整性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件以及巖石的物理力學性質(zhì)等進行水泥或化學灌漿處理。8.3.2巖塞及連接段的圍巖需加固時,可采用灌漿、噴錨、預應力錨固等措施。8.3.3連接段應采用鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu),且與巖塞口和集渣坑平順連接。8.3.4連接段結(jié)構(gòu)按照SL279進行設計。8.4集渣坑8.4.1集渣坑結(jié)構(gòu)應符合下列要求:1不影響過流。2有利于集渣。3保證巖渣穩(wěn)定。4結(jié)構(gòu)簡單,方便施工。8.4.2集渣坑型式主要有開敞型、靴型及隔板型等。8.4.3集渣坑圍巖需加固時,可采用灌漿、噴錨及預應力錨固等措施。8.4.4集渣坑頂拱及側(cè)壁應采用鋼筋混凝土襯砌結(jié)構(gòu)。8.4.5集渣坑結(jié)構(gòu)按照SL279進行設計。9安全防護設計9.1一般規(guī)定9.1.1安全防護對象包括爆破影響區(qū)內(nèi)的建(構(gòu))筑物、金屬結(jié)構(gòu)及機電設施、水生物等,對于重要的防護對象應進行專題論證。9.1.2防護設計應考慮振動、空氣沖擊波、水中沖擊波、涌浪及攜渣沖擊等爆破有害效應影響。9.2爆破影響分析9.2.1保護對象的爆破振動安全允許標準應按GB6722等規(guī)程及附錄B的規(guī)定選取。9.2.2爆破振動影響可按式(9.2.2)進行計算。(9.2.2)式中V——保護對象所在地基礎質(zhì)點振速,cm/s;R——保護對象距爆破中心距離,m;Q——一次齊發(fā)爆破總藥量,或延時爆破最大單段藥量,kg;K、α——與爆破點至保護對象間的地形、地質(zhì)條件有關(guān)的系數(shù)和衰減指數(shù)。初選K、α值時,可按GB6722有關(guān)規(guī)定選取,現(xiàn)場具備條件的宜通過試驗確定。9.2.3庫區(qū)內(nèi)水工建(構(gòu))筑物的水中沖擊波防護,其壓力可按公式(9.2.3)進行估算:Pm=KQ式中:Pm—沖擊波超壓峰值,105Pa;Q、R1.當藥包在深水中直接爆炸時,K、α值可分別按533和1.13進行選?。?.巖塞鉆孔(或藥室)內(nèi)爆破時,沖擊波超壓峰值較深水裸露藥包將減少60%以上。9.2.4水中沖擊波的安全允許標準,應參照GB6722等規(guī)程規(guī)范要求或根據(jù)建(構(gòu))筑物的抗壓計算結(jié)果進行選取。9.2.5空氣沖擊波的超壓值允許標準應參照GB6722等規(guī)程規(guī)范要求進行選取。9.3安全防護設計9.3.1控制單段起爆藥量是安全防護設計最直接、有效的手段,最大單段起爆藥量不應超過最薄弱保護對象的安全允許藥量值。9.3.2最大單段起爆藥量超標時,應采取減震、加固等防護設計。9.3.3爆破前,應對巖塞附近的魚類等水生物采取驅(qū)離措施。9.3.4水中沖擊波超壓峰值推算結(jié)果超標時,應采取在巖塞和被保護對象之間設置氣泡帷幕。9.3.5爆破前宜對進口閘門井及其附屬設施采用下列防護措施:1閘門宜提出井外;無條件時,閘門應提至高處并固定牢靠。2門槽內(nèi)宜設置防護門框。3門楣及機電設備應采用抗沖擊防護措施。4閘門井內(nèi)的鋼絲繩不應承載。9.3.6隧洞襯砌應采用抗沖耐磨混凝土。9.3.7開敞爆破時,出口閘門應完全開啟,宜抬高下游水位。試驗及檢測10.1一般規(guī)定10.1.1爆破前宜進行火工材料的基本性能檢測和防水抗壓試驗,以及爆破參數(shù)、爆破工藝、安全防護等專項試驗。10.1.2檢測和試驗的具體內(nèi)容應根據(jù)工程特點、火工材料性能、安全防護要求等確定。10.1.3爆破參數(shù)試驗場地宜選擇與巖塞地質(zhì)條件相似的部位進行。10.1.4爆破工藝試驗宜結(jié)合基本性能試驗、防水抗壓試驗、爆破參數(shù)試驗、安全防護試驗進行。10.2基本性能檢測10.2.1炸藥的基本性能應按照GB28286規(guī)定進行藥卷密度、殉爆距離、猛度、爆速、做功能力等檢測。10.2.2數(shù)碼電子雷管基本性能應按照WJ9085規(guī)定進行可檢測性、起爆能力、抗震性、延期時間等檢測。導爆索應按照GB/T9786規(guī)定進行爆速、傳爆性、抗拉性檢測。10.3防水抗壓試驗10.3.1火工材料的防水抗壓試驗應滿足設計水壓力和浸泡時長的要求?;鸸げ牧戏浪箟涸囼灠ㄒ韵聝?nèi)容:1炸藥應進行猛度和做功能力試驗。2數(shù)碼雷管應進行可檢驗性測試。3數(shù)碼雷管與炸藥、數(shù)碼雷管與導爆索、導爆索與炸藥應進行傳爆性試驗。10.4爆破參數(shù)試驗10.4.1爆破參數(shù)試驗主要內(nèi)容包括巖石(淤泥)單位耗藥量、預裂(光面)爆破、掏槽及淤泥擾動范圍試驗等。10.4.2巖石單位耗藥量試驗不應少于3組,每組不應少于3個。10.4.4預裂孔試驗每組不應少于5孔。10.4.5掏槽孔試驗宜結(jié)合開挖掌子面進行,試驗不應少于3次。10.4.5排孔爆破宜結(jié)合開挖進行全斷面試驗,試驗次數(shù)不應少于2次。10.4.6宜結(jié)合爆破參數(shù)試驗進行有害效應監(jiān)測。模型試驗11.0.1應通過水工模型試驗驗證水流流態(tài)、集渣或泄渣效果。11.0.2局部水工模型試驗比尺不宜小于1:30。11.0.3復雜條件下的巖塞爆破,宜進行現(xiàn)場巖塞試驗,比尺宜在1:1~1:2范圍內(nèi)選擇。11.0.4現(xiàn)場巖塞試驗位置應選擇在與原型巖塞相似的部位。11.0.5現(xiàn)場巖塞試驗內(nèi)容應模擬原型巖塞爆破設計方案,并同步進行安全監(jiān)測。12監(jiān)測設計一般規(guī)定12.1.1應根據(jù)工程性質(zhì)、地質(zhì)條件、爆破方案及規(guī)模、保護對象、工程狀態(tài)、生態(tài)環(huán)境等因素布置監(jiān)測項目。12.1.2監(jiān)測設計應包括靜態(tài)監(jiān)測和動態(tài)監(jiān)測,各監(jiān)測項目宜相互補充和印證。應對監(jiān)測儀器的安裝、埋設、監(jiān)測、防護、電纜及走線等提出相應的技術(shù)要求。12.2動態(tài)監(jiān)測12.2.1動態(tài)監(jiān)測應包括進口段、閘門井、隧洞、出口段、地表建(構(gòu))筑物等部位的振動、動應變、沖擊波、空壓、爆通等監(jiān)測。12.2.2爆破震動影響場應設置速度和加速度測點,測點布置應符合下列要求:測點應按鉛直方向、徑向方向和切向方向布置傳感器。測點應按近密遠疏平行布置,測點不應少于5個。12.2.3建筑物結(jié)構(gòu)應布置質(zhì)點振動測點,有放大效應的不應少于2個。巖塞口內(nèi)、外應布設爆通視頻監(jiān)測及采集設備。12.2.4集渣坑混凝土襯砌應設置動應變監(jiān)測和振動監(jiān)測,測點布置應符合下列要求:監(jiān)測斷面宜選擇在集渣坑高邊墻段,宜布置2個監(jiān)測斷面。每個監(jiān)測斷面應布置5點動應變測點,2點振動測點。動應變沿拱部環(huán)形布置;振動測點在頂拱中部布置。12.2.5宜沿著集渣坑和隧洞布置空壓和速度場監(jiān)測。測點從集渣坑高邊墻段至閘門井,間距不宜大于8m。12.2.6閘門井宜設置井噴監(jiān)測,監(jiān)測儀器及布置應符合下列要求:應在閘門井口設置空壓和速度場監(jiān)測,呈“十”布置4測點。應采用高清攝像對井噴過程進行監(jiān)測及采集。12.2.7巖塞口水域宜設置水中沖擊波監(jiān)測,測點布置應符合下列要求:測點宜沿巖塞軸線方向,向開闊水域呈直線布置。測點不宜少于5點,間距應近密遠疏。測點入水深度為1/3~1/2水深。當巖塞口爆破水位較淺時,應進行地面空氣沖擊波監(jiān)測和浪涌壓力監(jiān)測。12.2.9爆破空氣沖擊波超壓觀測宜采用專用的爆破噪聲系統(tǒng),傳感器應布置在空曠的位置,距周圍障礙物應大于1.0m,距地面距離應大于1.2m,宜固定在三腳架上。12.2.10涌浪壓力監(jiān)測應符合下列規(guī)定:涌浪壓力監(jiān)測應采用脈動壓力傳感器,宜選用電阻式或壓阻式;浪高和周期宜采用測波標桿或測波器監(jiān)測;測點宜布置在被保護建筑物的迎水面下1.5m處。12.2.11宏觀調(diào)查應包括下列內(nèi)容:爆破前后防護對象的外觀調(diào)查。爆破前后已有監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析。爆破后,巖塞口的幾何形狀測繪和調(diào)查。12.3靜態(tài)監(jiān)測12.3.1水下巖塞爆破靜態(tài)監(jiān)測項目包括巖體內(nèi)部變形監(jiān)測、圍巖與混凝土襯砌之間接縫開度監(jiān)測、錨桿應力監(jiān)測、滲壓監(jiān)測、鋼筋混凝土應力應變監(jiān)測。12.3.2巖體內(nèi)部變形監(jiān)測宜布置在進口段典型洞段,監(jiān)測斷面布設不應少于2個,每個斷面布設多點位移計不應少于2套。12.3.3錨桿應力監(jiān)測宜布設在集渣坑高邊墻部位頂拱和45°角部位,監(jiān)測斷面布設不應少于2個,每個斷面布設錨桿應力計不應少于3套。12.3.4混凝土結(jié)構(gòu)應力應變監(jiān)測應符合下列要求:1宜布設在進口段典型洞段;2監(jiān)測斷面布設不應少于2個;3應變計與鋼筋計應對應布置,同時布置無應力計。集渣坑高邊墻宜在頂拱及45°角部位布置,測點不宜少于3個;12.3.5進口典型洞段宜布置圍巖與襯砌結(jié)構(gòu)的接縫開度監(jiān)測,監(jiān)測斷面不宜少于3個,測點應布置在頂拱及兩側(cè)。12.3.6進口典型洞段宜布置外水壓力監(jiān)測,監(jiān)測斷面不宜少于3個。每個監(jiān)測斷面的頂拱和邊墻設置滲壓計。12.3.7靜態(tài)監(jiān)測除應符合本標準外,還應符合SL764有關(guān)規(guī)定。附錄A集中藥包爆破漏斗破裂半徑計算A.0.1巖塞集中藥包爆破漏斗破裂半徑按公式(A.0.1-1~2)計算。上破裂半徑(A.0.1-1)下破裂半徑(A.0.1-2)式中—集中藥包上破裂半徑,(m);—集中藥包下破裂半徑,(m);—集中藥包最小抵抗線,(m);—爆破作用指數(shù);—根據(jù)地形坡度和土巖性質(zhì)而定的破壞系數(shù),按表A.0.1選擇。表A.0.1破壞系數(shù)地面坡度土質(zhì)、軟石、次堅石堅硬巖石及整石帶20°~30°2.3~3.01.5~2.030°~50°4.0~6.02.0~3.050°~65°6.0~7.03.0~4.0附錄B爆破振動安全允許標準B.0.1對不同類型的保護對象的爆破振動影響,應采用其所在地的地基質(zhì)點峰值振動速度和主振頻率進行判斷,安全允許標準見表B.0.1。表B.0.1爆破振動安全允許標準序號保護對象類別安全允許質(zhì)點振動速度V,cm/sf≤10Hz10Hz<f≤50Hzf>50Hz1土窯洞、土坯房、毛石房屋0.15~0.450.45~0.90.9~1.52一般民用建筑物1.5~2.02.0~2.52.5~3.03工業(yè)和商業(yè)建筑物2.5~3.53.5~4.54.2~5.04一般古建筑與古跡0.1~0.20.2~0.30.3~0.55運行中的水電站及發(fā)電廠中心控制室設備0.5~0.60.6~0.70.7~0.96水工隧洞7~88~1010~157交通隧道10~1212~1515~208礦山巷道15~1818~2520~309永久性巖石高邊坡5~98~1210~1510新澆大體積混凝土(C20):齡期:初凝~3d齡期:3d~7d齡期:7d~28d1.5~2.03.0~4.07.0~8.02.0~2.54.0~5.08.0~10.02.5~3.05.0~7.010.0~1211開關(guān)站2.512止水結(jié)構(gòu)5.013鋼閘門5.014重力式碼頭5.0~8.015混凝土排架及啟閉機平臺5.016預應力錨索(桿)及噴混凝土:齡期:初凝~3d齡期:3d~7d齡期:7d~28d1.0~2.02.0~5.05.0~10.017壩基帷幕灌漿:齡期:初凝~3d齡期:3d~7d齡期:7d~28d1.0~1.51.5~2.02.0~2.5注1:表中質(zhì)點振動速度為三分量中的最大值;振動頻率為主振頻率。注2:頻率范圍根據(jù)現(xiàn)場實測波形確定或按如下數(shù)據(jù)選取:硐室爆破f<20Hz;露天深孔爆破f=10Hz~60Hz;露天淺孔爆破f=40Hz~100Hz;地下深孔爆破f=30Hz~100Hz;地下淺孔爆破f=60Hz~300Hz。注3:爆破振動監(jiān)測應同時測定質(zhì)點振動相互垂直的三個分量。B.0.2在按表B.0.1選定安全允許質(zhì)點振速時,應認真分析以下影響因素:1選取建筑物安全允許質(zhì)點振速時,應綜合考慮建筑物的重要性、建筑質(zhì)量、新舊程度、自振頻率、地基條件等;2省級以上(含省級)重點保護古建筑與古跡的安全允許質(zhì)點振速,應經(jīng)專家論證后選取,并報相應文物管理部門批準;3選取隧道、巷道安全允許質(zhì)點振速時,應綜合考慮構(gòu)筑物的重要性、圍巖分類、支護狀況、開挖跨度、埋深大小、爆源方向、周邊環(huán)境等;4對永久性巖石高邊坡,應綜合考慮邊坡的重要性、邊坡的初始穩(wěn)定性、支護狀況、開挖高度等;5隧道和巷道的爆破振動控制點為距離爆源10~15m處;高邊坡的爆破振動控制點為上一級馬道的內(nèi)側(cè)坡腳。6非擋水新澆大體積混凝土的安全允許質(zhì)點振速按本表給出的上限值選取。PAGE50條文說明目次TOC\o"1-1"\h\z\u1總則 232術(shù)語 283地質(zhì)勘察 294水下巖塞結(jié)構(gòu) 305巖渣處理 336巖塞爆破方案 367火工材料 448進口結(jié)構(gòu) 459安全防護設計 4710試驗及檢測 4811模型試驗 4912監(jiān)測設計 50PAGE361總則1.0.1水下巖塞爆破(underwaterrockplugblasting)是開挖水下進水口的一種特殊爆破技術(shù)。當采用水下巖塞爆破技術(shù)修建水下進水口時,在靠近庫底或湖(海)底處的臨水側(cè),預留一定厚度的巖體(即為巖塞),起到施工期臨時擋水圍堰的作用,用來保證進水口后的隧洞能夠采用常規(guī)的方法進行干地施工,待進水口后的隧洞全部修建完成(或具備閘門擋水條件,不影響后面隧洞施工時),最后采用爆破的方法,一次性炸除預留的巖塞形成進水口,整個引水或泄洪工程開始正常發(fā)揮作用。隨著國民生產(chǎn)需水總量的日益增長,巖塞爆破可應用于水資源開發(fā)利用、水利水電工程、病險庫加固、城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、防洪抗旱減災、生態(tài)環(huán)保等多個領(lǐng)域。隨著我國水下巖塞爆破技術(shù)的不斷發(fā)展,巖塞爆破技術(shù)在引水、發(fā)電(已有電站擴機)、燃機電廠或核電取水、灌溉、調(diào)水、調(diào)沙、放空水庫、防洪泄洪、工農(nóng)業(yè)供水、城市供水、應急搶險、湖泊連通、海底取水、航運及魚道進口等技術(shù)領(lǐng)域均有較好的應用,近年來呈現(xiàn)出越來越普及的趨勢。我國自上世紀60年代開始研究應用巖塞爆破技術(shù),在嚴重缺乏國際信息交流的條件下自主進行了大量探索性的研究和實踐,取得了一定的技術(shù)成果和工程經(jīng)驗。迄今為止國內(nèi)已成功實施了近30個水下巖塞爆破項目,巖塞直徑在2m~11m之間,這些工程為水下巖塞爆破技術(shù)積累了豐富的研究、設計和施工經(jīng)驗,使巖塞爆破技術(shù)成為一項成熟的技術(shù)。我國第一個水下巖塞爆破工程是遼寧清河熱電廠供水隧洞進水口巖塞爆破工程(“211”工程),巖塞下口直徑為6m,于1971年7月18日爆破成功。國內(nèi)目前直徑規(guī)模最大的巖塞進水口為1979年爆破的豐滿泄洪洞進口,巖塞下口直徑為11m,厚度15m,采用藥室爆破,使用炸藥4075kg,于1979年5月爆破成功。國內(nèi)最大的采用全排孔爆破的水下巖塞爆破工程為長甸電站改造工程的發(fā)電進水口巖塞爆破,巖塞內(nèi)徑為10m,于2014年6月16日成功實施。國內(nèi)第一個具有厚層淤積覆蓋的水下巖塞爆破為汾河水庫泄洪洞巖塞爆破,巖塞口上覆蓋有近10m的淤泥,巖塞下口直徑為8m,于1995年4月25日爆破成功。國內(nèi)實施條件最復雜、爆破難度最大、淤積覆蓋最深、水深最大的大直徑巖塞爆破為黃河劉家峽水庫洮河口排沙洞進水口巖塞爆破,爆破水深75m,淤泥厚度近40m,巖塞下口直徑為10m,采用藥室爆破,總裝藥量為8600.92kg,于2015年9月6日成功爆通。國內(nèi)水下巖塞爆破工程實例統(tǒng)計見表1。表1國內(nèi)水下巖塞爆破工程實例統(tǒng)計序號工程名稱爆破時間(年月日)爆破水深m直徑(寬×高)m塞厚m爆破方法爆渣處理措施1蘭州水源地進水口(甘肅)2019.1.22255.58.0排孔集渣2某供水工程(遼寧)2018.9.30387.55排孔集渣3新路岙水庫(浙江)2015.12.25142.62.24劉家峽泄洪排沙洞(甘肅)2015.975m、淤泥覆蓋厚近40m1012.3陀螺式分布藥室集渣5長甸改造進水口(遼寧)2014.6361012.5排孔集渣6塘寨電廠(貴州)2011.5153.54.095排孔集渣73.54.148湖漫水庫(浙江)2008.9152.23.98排孔集渣與泄渣相結(jié)合9劉家峽1:2模型試驗洞2008.460m、淤泥覆蓋30m79.8分層藥室集渣10周公宅水庫(浙江)200831.082.84.2排孔集渣11溫江發(fā)電廠2/3期2000135.24.7排孔集渣12200413平均5.24.2排孔集渣13花溪水庫(貴州)2022.592.53.0排孔泄渣14溫州龍灣燃機電廠20009.53.54排孔集渣(主副二集渣坑)15響洪甸抽水蓄能電站(安徽)1999.82699最大13藥室結(jié)合排孔集渣(充水、氣墊式爆破設計)16印江巖口應搶險工程(貴州)19973066.2排孔泄渣17黃椒溫聯(lián)合供水工程長潭水庫取水隧洞進口(浙江)1995.61833.3排孔集渣18汾河水庫(山西)1995.524.589藥室結(jié)合排孔泄渣19
密云水庫(河北)1994.10303.54.75排孔洞內(nèi)集渣,控制出流,設緩沖坑20水槽子水庫(云南)1988.224.1m、淤積19m4.54.6(實際3.4)排孔淤泥爆破孔泄渣緩沖坑21橫錦水庫(浙江)1984.920.669藥室結(jié)合排孔泄渣22密云水庫(河北)1980.734.25.55排孔,泄渣(設置淺式緩沖坑)23梅鋪水庫(湖北)1980.7排孔半泄渣,半集渣24豐滿水電站1979.519.81115藥室(三層)集渣25小子溪19×2.23.35藥室泄渣26
香山水庫1979.12排孔泄渣(設置緩沖坑)27鏡泊湖電站310引水工程(黑龍江)1975.11238×9城門洞型8藥室(單層)+預裂孔集渣28三九股水電站(江西)197422.7×2.72排孔裸露泄渣29豐滿電站250試驗工程(吉林)1973.786.08.5藥室(三層)+預裂孔集渣30玉山七一水庫(江西)1972.11183.54.2藥室、表面深孔和裸露藥包相結(jié)合泄渣31清河電廠211取水工程(遼寧)1971.7246.07.5藥室結(jié)合排孔集渣(集渣坑+平洞)目前國內(nèi)外還沒有與巖塞爆破設計相關(guān)的標準可供設計人員使用或參考,往往通過借鑒類似工程實例來完成;我國已實施的水下巖塞爆破工程已近30個,隨著國內(nèi)水下巖塞爆破技術(shù)的不斷發(fā)展和成功經(jīng)驗的不斷積累,為了規(guī)范水下巖塞爆破設計,使工程設計安全可靠、經(jīng)濟合理、技術(shù)先進,特此制定了本標準。1.0.2本標準全面、系統(tǒng)的明確了水下巖塞爆破專項工程的勘察、設計等內(nèi)容和要求。在實際設計工作中,應結(jié)合其主體工程的各設計階段編制規(guī)程和具體設計深度要求,適當調(diào)整水下巖塞爆破設計的具體內(nèi)容和設計深度。1.0.3采用水下巖塞爆破方式修建的隧洞進水口,位于水下數(shù)十米,隧洞進口閘門井前不具備降低庫水位或放空干地檢修條件。鑒于水下巖塞爆破所特有的施工和運行條件,以及不可逆的特點,確定了其特定的技術(shù)要求。首先,要求做到巖塞爆破一次爆通。一旦未一次爆破成功,需要的補救處理措施是相當復雜、難度極大的,勢必會給工程的建設工期、投資帶來重大影響,甚至影響工程未來的運行和效益。因此確保一次爆通是水下巖塞爆破的最根本要求。挪威斯科尓格湖水下巖塞爆破,由于未能一次爆通而被迫進行了7次補救爆破和大量的潛水作業(yè)。同時,國內(nèi)外水下巖塞爆破工程實踐表明,只要查明巖塞部位的地形、地質(zhì)條件,查明巖面線、巖石構(gòu)造、節(jié)理裂隙及巖石滲漏情況,選擇合理的巖塞爆破參數(shù),確定正確的爆破方案,完全可以一次爆通。其次,要求爆破后的巖塞口成型優(yōu)良,既要使進水口具有良好的水力條件又要保證滿足設計斷面尺寸的要求,從而滿足隧洞設計過流等綜合利用功能要求。同時尚應保證巖塞口長期運行的安全性、穩(wěn)定性,以及巖塞口周邊巖壁、進口邊坡和附近的岸坡巖體不存在坍塌或滑坡的風險與隱患。第三,爆破時確保周邊已有建筑物的安全和穩(wěn)定。在巖塞口附近常有大壩、發(fā)電廠房、引水隧洞、閘門、邊坡及供水管線等水工建筑物,同時有房屋、道路、橋梁及碼頭等民用或公用建筑。爆破會對周邊現(xiàn)有建筑物產(chǎn)生振動、沖擊波等一定的影響。應就巖塞爆破對建筑物的影響程度進行專題論證和實驗研究,通過采取合理的實施爆破方案,以及必要的技術(shù)和安全防護措施,以確保所有建筑物在爆破時的安全??梢娙绾慰刂谱畲髥雾懰幜?、合理的爆破振動標準和沖擊波等對周圍已有建筑的不造成破壞,同時確保巖塞一次爆通是水下巖塞爆破設計的關(guān)鍵點。第四,要保證巖塞爆破的巖渣集渣、泄渣基本可控。根據(jù)選擇的爆破巖渣處理方案,采用集渣方案時要確保集渣效果;采用泄渣方案時,要確保爆破巖渣順利沖至隧洞出口以外;對于采用集渣泄渣相結(jié)合的方案,應保證爆后巖渣達到設計預計的集渣、泄渣效果??傊?,要保證爆后巖渣不對閘門帶來影響、導致無法正常啟閉,或者對隧洞造成堵塞或局部堵塞,從而影響工程正常運行。以上要求歸納起來就是:一次爆通、成型優(yōu)良、爆破安全、巖渣可控。同時本條強調(diào)了隨著爆破技術(shù)、火工材料的不斷發(fā)展,應積極提倡使用新技術(shù)、新工藝、新設備和新材料等四新技術(shù),促進水下巖塞爆破技術(shù)的不斷發(fā)展。2術(shù)語2.0.1~2.0.8為了避免與其他爆破工程設計標準的相關(guān)術(shù)語沖突,本標準術(shù)語僅用于水下巖塞爆破工程的設計。3地質(zhì)勘察3.1一般規(guī)定3.1.1要保證水下巖塞爆破安全、爆通成型、爆后運行穩(wěn)定,首先必須結(jié)合巖塞爆破技術(shù)的特點,選擇地形地貌、地質(zhì)條件有利的位置。巖性單一,無較大的斷層破碎帶,巖石完整性好,風化較輕,巖石透水性小的地段更有利于巖塞爆破。3.2測量要求3.2.2地形圖的精度是關(guān)系到巖塞爆破成敗的主要因素之一,高精度地形圖可以為設計人員確定巖塞體的厚度、傾角、預裂孔深度、藥室位置、藥量、爆渣拋出的方向及各種爆破參數(shù)的選擇提供可靠的依據(jù)。巖塞表部地形的起伏與基巖面的平整情況對巖塞爆破影響很大。因此,對巖塞口的地形測量工作提出較高的精度要求,要求測圖比例尺不應低于1:200,但洞口外比例尺可適當放大。3.2.3對一些坡度較陡,地形復雜的地方,僅僅依靠水下地形圖還不易搞清地形情況,應利用鉆孔以檢查地形圖高程及了解巖塞地質(zhì)和巖石覆蓋情況外。同時,在爆破實施前還須進行補充修正測量。3.3勘察要求3.3.1巖塞進口段勘察測繪范圍必要時,可適當擴大范圍,滿足設計人員對巖塞位置進行調(diào)整的要求。3.3.4巖塞口部位地質(zhì)條件簡單時鉆孔間距一般10~15m,地質(zhì)條件復雜時應進行加密。巖塞口中心、集渣坑均應布置鉆孔,孔深應進入底板以下10~15m。根據(jù)已建工程項目,如蘭州市水源地巖塞爆破工程鉆孔間距采用10m,共布置6個鉆孔。其中巖塞口中心布置一個鉆孔,巖塞口輪廓線布置3個斜孔,分別位于中心點頂部及兩側(cè),河床及集渣坑均布置鉆孔。劉家峽巖塞口覆蓋層較厚,為詳細查明其厚度,在巖塞口爆破中心24×30m范圍內(nèi)鉆孔間距采用1.5m×1.5m,其余采用3~5m間距不等。洞臉邊坡地質(zhì)條件復雜時,宜選用探洞查明邊坡巖性、風化界限、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)條件。3.3.6輻射孔的布置主要為復核巖面線,進一步查明巖塞體地質(zhì)構(gòu)造情況,巖體透水性,檢測巖塞體灌漿效果,為巖塞爆破提供技術(shù)支撐。4水下巖塞結(jié)構(gòu)4.1一般規(guī)定4.1.1水下巖塞進口段洞線、進水口位置的選擇需服從于主體工程洞線的選擇,并通過綜合技術(shù)經(jīng)濟比選確定。巖塞口的地質(zhì)條件對巖塞口位置選擇至關(guān)重要,和巖塞穩(wěn)定、巖塞口成型與長期運行穩(wěn)定、巖塞口邊坡及附近岸坡巖體穩(wěn)定,以及集渣坑邊墻穩(wěn)定、進口段隧洞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等問題密切相關(guān)。有條件時,在地質(zhì)地形條件方面,優(yōu)先選在地形簡單、平整的岸坡,岸坡水平夾角一般為15°~75°,進水口宜位于巖性單一、構(gòu)造簡單、無較大規(guī)模斷層,且進口閘門井前洞線布置較短的位置。在周邊環(huán)境因素方面,進口段優(yōu)先選擇周邊無對爆破施工嚴重制約的建(構(gòu))筑物、文物等特殊保護對象的位置。在施工條件方面,優(yōu)先選擇進口段具備一定場地條件,修建施工豎井或支洞規(guī)模較小的位置。4.1.2水下巖塞是一種特殊圍堰,作為臨時的擋水建筑物,其建筑物級別按照SL252和SL303中的相關(guān)規(guī)定確定。本條特別強調(diào)了建筑物級別劃分時的圍堰高度按照巖塞承受的最大水頭,庫容是按照巖塞底部高程以上至承受的最大水頭所對應的庫容。4.2巖塞布置4.2.1巖塞口各部位形狀復雜,多為不規(guī)則漸變體型。復雜的結(jié)構(gòu)形式,形成巖塞口相對較差的水流條件。特別是有泄洪排沙要求的巖塞口,對巖塞口與其他建筑物的協(xié)調(diào)布置和平順過度要求更高。巖塞軸線的水平夾角不宜過小,也不宜過大。夾角過小,不易集渣;夾角過大,鉆孔裝藥非常困難。4.3巖塞結(jié)構(gòu)4.3.1過水斷面可按公式1計算確定(1)式中—過流斷面(m2);—設計最大過流量(m3/s);—裕度系數(shù)(1.2~1.5);—爆破巖塞口圍巖的抗沖刷流速(m/s)??箾_流速的確定,宜通過試驗選??;缺少試驗數(shù)據(jù)時,可采用表2中數(shù)據(jù)。表2基巖的抗沖流速序號基巖巖性抗沖流速(m/s)1礫巖、泥灰?guī)r、頁巖2.0~3.52石灰?guī)r、致密的礫巖、砂巖、白云白灰?guī)r3.0~4.53白云砂巖、致密的石灰?guī)r、硅質(zhì)石灰?guī)r、大理巖4.0~6.04花崗巖、輝綠巖、玄武巖、安山巖、石英巖、斑巖15.0~22.0發(fā)電引水要求控制通過水輪機組巖塊粒徑不得超過,即控制粒徑,可由下面公式確定。(2)式中—水輪機(或其他用水設備)控制的巖塊粒徑(mm);—水輪機轉(zhuǎn)輪直徑(mm)。對于確定的值,基巖沖刷流速可按公式-3估算。(3)式中—水輪機(或其他用水設備)控制的巖塊粒徑(mm);—水深(m)。4.3.4巖塞的厚度主要取決于地質(zhì)條件和巖塞爆破方法,其次與巖塞、傾角的大小、外水壓力的大小以及滲漏情況等因素有關(guān)。從幾何尺寸上看,巖塞直徑小比較容易穩(wěn)定。在保證巖塞安全穩(wěn)定的情況下,應該盡量減薄塞體的厚度。國內(nèi)外巖塞厚度與直徑統(tǒng)計見表1。4.4巖塞穩(wěn)定分析4.4.1巖塞穩(wěn)定分析是在按4.3.4條采用工程類比方法初步確定巖塞體厚度之后,根據(jù)地形地質(zhì)測繪、勘探結(jié)果進行復核計算。其研究對象包括塞體及其周邊圍巖,巖塞中不利組合體宜考慮滑動面、切割面、臨空面等邊界條件。4.4.4巖塞體的潛在滑動面面積Ai4.4.5由于巖塞地質(zhì)情況不可能十分清楚,這種計算比較粗略。另外巖塞還要經(jīng)受施工開挖爆破或鉆孔、長期滲漏等影響,容易引起巖塞的穩(wěn)定問題。保證巖塞體的穩(wěn)定,關(guān)系極其重大,所以將安全系數(shù)要求在3以上。5巖渣處理5.1一般規(guī)定5.1.1對于水下巖塞爆破產(chǎn)生的大量巖渣,必須采取妥善的處理措施。合理的選擇巖渣處理型式,對于進水口及主洞中建筑物的安全,確保巖塞爆通、安全運行以及施工工期等影響較大。水下巖塞爆破巖渣處理方案的選擇,應根據(jù)外界自然條件和建筑物的運用條件來決定。泄洪洞具有泄流量大、流速高的特點,當泄洪洞進水口采用水下巖塞爆破時,對于爆落巖渣選用的處理方案,必須慎重對待。已建成的大型電站,擴建泄洪洞時,進口采用巖塞爆破,要求爆落巖渣不能大量的堆積在下游河床內(nèi),防止抬高尾水位,如豐滿泄洪洞工程采用了開門集渣方案,巖塞爆落下來的大部分巖渣聚存在洞內(nèi)的集渣坑內(nèi),只有一小部分巖渣沖到下游河床中。當下游河床開闊,又允許河床中堆積一定數(shù)量的巖渣時(如香山及密云水庫泄洪洞工程),采用泄渣方案較為合適。引水及發(fā)電工程的隧洞具有流速小、爆破時及運行中不允許有較大的石塊進入隧洞中的特點,國內(nèi)幾個引水及發(fā)電工程(清河引水工程及鏡泊湖水電站擴建工程),均采用了堵塞集渣爆破方案。5.1.2采用集渣爆破型式時,要保證在正常運行時集渣坑內(nèi)的巖渣穩(wěn)定,不應被水流帶出坑外。5.1.3泄渣型式具有獨特的優(yōu)點,爆落的巖渣全部泄往下游,可不設集渣坑,節(jié)省了開挖工程量,縮短了工期。爆破過程中,閘門井處沒有嚴重井噴現(xiàn)象,所以閘室上部結(jié)構(gòu)設備可在爆破前施工安裝完畢,爆破后就可投入運行。由于巖塞爆破后的巖渣全部要從隧洞泄出,所以,對閘門金屬結(jié)構(gòu)的埋件的沖撞較嚴重,必須對這些結(jié)構(gòu)物采取保護措施,確保爆破后要做到閘門能夠順利關(guān)閉,及時切斷水流。5.2集渣5.2.1所謂集渣型式,就是在巖塞下面的隧洞內(nèi),設置具有一定容積、預先開挖好了的集渣坑,巖塞爆通后,巖渣在重力和水流的作用下,進入集渣坑。并根據(jù)隧洞在爆破時的運行條件,又可分為堵塞集渣爆破和開門集渣爆破兩種型式。對于進口流速小、爆破及正常運行時不允許過渣或者不允許較大塊徑巖渣進入洞內(nèi)的引水及發(fā)電工程等進水口爆破宜采用堵塞集渣爆破型式。采用堵塞集渣爆破型式時,在進口閘門井后部留有一個堵塞體,堵塞體用混凝土或預留巖體,特殊情況是可用鋼板閘門或其他結(jié)構(gòu),爆破后將堵塞體拆除。采用堵塞集渣爆破型式時,爆破過程中閘門處發(fā)生井噴的現(xiàn)象是不可避免的,應注意閘門井處井噴現(xiàn)象對閘門井的金屬結(jié)構(gòu)埋件和井口上部建筑物的破壞作用,必要時在爆破前進行保護。對于泄流量大、流速高、爆落巖渣可少量堆積在下游河床內(nèi)的防洪及灌溉工程等進水口爆破宜采用開門集渣爆破型式。爆破時可不設堵塞體,閘門全開,可減少后期拆除工作量,巖塞爆通后,隧洞即可通水。5.2.2集渣坑的形狀,首先要滿足水流條件好,在爆破時巖渣能夠順利地被水流攜帶進入渣坑內(nèi),集渣效率高;正常運行時巖渣在渣坑里穩(wěn)定,不允許被水流帶出渣坑,也不允許進入洞內(nèi)或水輪機內(nèi);其次要求結(jié)構(gòu)形式簡單,施工方便。5.2.3采用集渣爆破時,為了降低井噴高度及減少閘門井底堆渣量,可在集渣坑內(nèi)充水。一般來說,集渣坑充水位高程越高,閘門井下堆渣量就越少,同時井噴高度也越低,但充水位高程超過一定限值時,巖渣入坑的量就減少,而閘門井附近的堆渣量也相應地增加。所以,選擇最優(yōu)充水位時,必須綜合考慮集渣坑進渣量、閘門井底堆渣量及井噴高度等因素。5.2.4集渣坑的容積,主要是和巖塞的地質(zhì)條件、巖塞爆破的方量有關(guān)。集渣坑的利用率和巖塞的傾角、爆破時庫水位、渣坑的形狀及爆破時集渣坑充水條件有關(guān)。集渣坑的容積應考慮爆破巖渣方量和運行中岸坡的塌方量,設計時還要考慮巖渣的松散程度,國內(nèi)幾個爆破工程一般采用1.5~1.7的松散系數(shù)。為保證運行中渣坑的巖渣不被水流帶走,集渣坑要保留一定的空間,國內(nèi)幾個工程渣坑的有效利用系數(shù),一般為0.65~0.8(集渣坑集渣量與集渣坑容積之比),泄洪洞進口巖塞爆破的集渣坑利用系數(shù)要小些,而引水發(fā)電隧洞進口巖塞爆破的集渣坑利用系數(shù)可大些。1.清河水庫引水洞進口巖塞爆破工程的集渣坑巖塞爆破設計方量為590立方米,實測爆破漏斗方量約800立方米。設計采用巖渣松散系數(shù)為1.5。設計集渣坑時,利用了模擬試驗的成果,利用施工導洞作為集渣坑平洞,可容納爆破方量的50%左右(已被工程實踐證實),降低了集渣坑深度。不僅有利于施工,而且增加了渣坑側(cè)壁的穩(wěn)定性。2.鏡泊湖發(fā)電站引水洞進口巖塞爆破工程集渣坑巖塞爆破實測自然方為1112立方米,松散系數(shù)為1.7,則松散方為1890立方米。集渣坑采用了長方形,有利于施工,其有效利用系數(shù)為0.65。為了降低井噴高度和減少閘門井底部的堆渣量,采用了集渣坑充水爆破方式。水工模型試驗和實際爆破結(jié)果表明,采用集渣坑充水爆破方式,不僅達到了降低井噴高度和減少閘門井底部堆渣量的目的,而且減輕了爆破時對閘門井結(jié)構(gòu)物的破壞和減少水下清渣作業(yè)。3.豐滿泄洪洞進口巖塞爆破工程的集渣坑巖塞爆破設計松方量為5600立方米,松散系數(shù)為1.5。集渣坑采用靴式集渣坑,容積為9550立方米,集渣坑有效利用系數(shù)為0.586。水工模型試驗和實踐證明,豐滿泄洪洞具有泄流量大、流速高的特點,而進口巖塞爆破采用靴式集渣坑,滿足了正常運行時巖渣在集渣坑內(nèi)的穩(wěn)定要求,防止巖渣被水流帶走。爆破時,大量的巖渣都儲存在集渣坑內(nèi),少量的巖渣泄出洞外堆積在河床內(nèi),但對尾水位的抬高較小。這種方案的集渣坑利用率是較低的。5.3泄渣5.3.1采用泄渣爆破型式時,應嚴格控制巖塞爆破后的巖渣級配,防止巖渣塊徑過大造成巖塞進水口擁堵,合理選擇巖渣級配是確保爆后巖渣順利泄出隧洞的關(guān)鍵。巖渣級配取決于巖塞部位的地質(zhì)構(gòu)造和爆破藥包布置形式,爆破設計應勘察清楚巖石的節(jié)理裂隙構(gòu)造,合理控制藥包及藥卷的布置。5.3.2采用泄渣爆破型式時,應相應提高泄渣隧洞的混凝土襯砌標號及抗沖耐磨要求,并且加強施工質(zhì)量的控制。江西省玉山縣七一水庫巖塞爆破工程,由于隧洞混凝土施工質(zhì)量較差,混凝土標號較低,爆后調(diào)查發(fā)現(xiàn)在岔管向前100余米的范圍內(nèi),隧洞的底部約有80%以上的環(huán)向鋼筋外露,螺紋筋的螺紋被磨平,混凝土成麻面,凹凸不平,骨料外露,局部被磨沖深溝達10余厘米,爆破后對隧洞進行襯砌鋼筋修理工作。而香山水庫泄洪洞巖塞爆破工程,隧洞混凝土標號較高,且注意施工質(zhì)量,爆破后調(diào)查,隧洞表面被磨損輕微,不需要進行較大的修理即可運行。PAGE526巖塞爆破方案6.1一般規(guī)定6.1.1巖塞爆破方案按照巖塞爆破裝藥方式分類主要分為排孔爆破、硐室爆破、硐室與排孔結(jié)合爆破三種方案。(1)排孔爆破是在巖塞體掌子面布置較為密集的炮孔,中心布置掏槽孔,周圍布置擴大孔,巖塞周邊布置光面爆破孔或預裂孔,鉆孔中裝藥進行爆破,早期一般用于斷面較小的巖塞,如國外的阿斯卡拉、雪湖以及我國的鉆香山、密云等工程均采用這種爆破方式;但隨著國內(nèi)水下巖塞爆破技術(shù)的發(fā)展,近年來逐漸應用于大直徑的水下巖塞爆破,如我國的長甸水電站改造工程進水口巖塞爆破工程、遼西北供水進水口巖塞爆破工程。(2)硐室爆破是在巖塞體中開挖藥室,放置集中藥包或延長藥包進行爆破,如國外的休德巴斯及我國的豐滿、清河、鏡泊湖、劉家峽等工程均采用了這種方式。(3)硐室與排孔結(jié)合爆破是綜合了藥室爆破、排孔爆破的特點,一般在靠近水面部位巖塞體開挖藥室放置集中藥包,在掌子面藥室后部的巖塞體內(nèi)布置各類鉆孔,進行裝藥爆破,即巖塞前半部分采用藥室爆破,后半部分采用鉆孔裝藥進行爆破;有的巖塞爆破方案,會很明確的以藥室爆破為主、鉆孔爆破僅作為輔助措施。如國外的意大利列地和我國的汾河、響洪甸水電站等。巖塞爆破方案宜優(yōu)先選擇排孔爆破或硐室爆破方案。對于巖塞口上部有較厚覆蓋層或淤積等復雜條件下的巖塞進口,可以選用硐室爆破或硐室與排孔結(jié)合爆破方案。6.1.2本條給出了巖塞爆破方案設計與選擇時,應該綜合考慮的地形地質(zhì)、水文地質(zhì)、巖塞結(jié)構(gòu)尺寸、隧洞布置、保護對象對爆破有害效應的相關(guān)要求、爆破巖渣處理方式和工程永久運行要求等各種界條件。6.1.3巖塞爆破方案選擇的正確與否是直接影響著巖塞爆破成敗的關(guān)鍵。鑒于水下巖塞爆破的特點和目前技術(shù)發(fā)展情況,水下巖塞爆破設計方案應通過水工模型驗證、現(xiàn)場試驗和模型試驗、數(shù)值模擬計算分析等綜合方法和手段,也可以采用工程類比法,開展專題比選論證研究,通過多方案比較,必要時通過現(xiàn)場模型試驗洞進行驗證,最終提出技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟合理的巖塞爆破設計方案。6.1.4采用硐室爆破時,考慮硐室爆破方案需要開挖藥室、導洞等,基于施工期巖塞的穩(wěn)定安全和施工作業(yè)安全,要求巖塞厚度一般不小于10m。對于排孔爆破、硐室與排孔結(jié)合爆破未作規(guī)定,但目前國內(nèi)已實施的排孔爆破的巖塞內(nèi)徑均未超過10m。6.1.5本條強調(diào)巖塞周邊需要采用預裂或光面爆破,主要是為了減少巖塞爆破對巖塞口周邊巖體的破壞影響,有利于保證巖塞口周邊巖壁的完整性,滿足巖塞口長期穩(wěn)定運行要求。6.1.6對于巖塞上部有厚覆蓋層或淤積時,對覆蓋層、淤積層采取主動的、分序爆破擾動措施,有利于巖塞爆破效果順利實現(xiàn),以及保證巖塞爆破實施后覆蓋層或淤積物能夠順利下泄,采用泄渣、敞開巖塞爆破方案更應該考慮采用輔助爆破擾動設施,如黃河劉家峽洮河口排沙洞進水口巖塞爆破工程。劉家峽洮河口排沙洞進水口巖塞爆破是目前國內(nèi)外條件最復雜的巖塞爆破工程。巖塞處于正常蓄水位以下75m,上覆有厚40m高密度淤積覆蓋。根據(jù)地勘成果,覆蓋層主要以壤土為主,自上而下分三層:第一層,淤泥質(zhì)粉土,飽和,流塑~軟塑狀態(tài);第二層,粉土,軟塑狀態(tài);第三層,粉質(zhì)粘土,流塑~軟塑狀態(tài)。覆蓋層密度變化較大,范圍值1.81~2.15g/cm3,平均密度2.0g/cm3。此外,在巖塞口爆破區(qū)范圍內(nèi),有水下開挖堆渣522m3,渣塊為堅硬的石英云母片巖、云母石英片巖,密度大、強度高,粒徑一般在50cm~120cm。通過對深水、厚淤積覆蓋等復雜條件下的水下巖塞爆破程序研究,提出采用“先爆破擾動淤泥,巖塞頂面成腔,后巖塞周圈超深預裂孔爆破成型、孔底加強裝藥揭頂爆破成腔,再藥室分段爆開巖塞,最后再次爆破擾動淤泥沖水下泄”的爆破程序和爆破理念,確保了巖塞爆除、淤積物順暢下泄,滿足劉家峽洮河口排沙洞排沙、泄洪、發(fā)電等的綜合利用功能,解決了劉家峽水庫因多年來泥沙淤積問題,保證了大壩和電站的正常運行。6.1.7隨著爆破技術(shù)的發(fā)展和設計水平的提高,在巖塞爆破方案設計時,為精細化爆破設計的目標,可以利用三維模型進行明確藥室、鉆孔及施工導洞等相互空間關(guān)系,為精準巖塞爆破設計提供精確的藥室、炮孔的抵抗線、炮孔孔深等爆破基礎數(shù)據(jù)。在劉家峽洮河口排沙洞進水口巖塞爆破實施階段,依托三維精準空間測量技術(shù)對實際施工完成的藥室、施工導洞和周邊預裂孔鉆孔等進行了復核檢測,為三維設計提供了基礎數(shù)據(jù),并通過建立的三維設計模型確定了各個藥室、周邊預裂孔鉆孔及施工導洞等空間位置,真實地反映了施工引起的偏差,為設計人員提供準確的基礎資料,通過合理調(diào)整裝藥結(jié)構(gòu)、補孔等措施,確保了巖塞爆破成功實施。6.1.9為了保證巖塞爆破安全,強調(diào)了巖塞爆破方案應與防護要求相協(xié)調(diào)。主要體現(xiàn)在以下幾方面:(1)必須確保一次爆通、成型、安全,一旦未一次爆破成功,其需要的補救處理措施是相當復雜、難度極大的,勢必造成工程工期、工程投資等方面的重大損失,給整體工程建設、運行和效益都會帶來重大影響。(2)爆破設計要正確選用各種爆破參數(shù)、合理的藥量及裝藥結(jié)構(gòu)布置型式,尤其是如何合理選擇復雜條件下的水下巖石單耗藥量;綜合考慮爆破振動影響,要保證取水口周圍巖壁完整穩(wěn)定;巖塞爆破施工要簡單、安全、穩(wěn)妥,封堵施工要密實,爆破網(wǎng)路必須進行嚴格檢查,最終實現(xiàn)一次爆通。(3)重視附近建筑物的安全,研究爆破對周邊現(xiàn)有建筑物的影響。一般巖塞爆破周圍建筑物較多,如何控制最大單響藥量、合理的爆破振動標準和沖擊波等爆破有害效應對周圍已有建筑的不造成破壞,同時確保巖塞一次爆通是水下巖塞爆破設計的關(guān)鍵點。(4)水下巖塞爆破形成的進水口處于深水運行情況,爆破后進水口周壁沒有條件再進行混凝土襯砌和其他加固措施,巖塞口周圍巖石裸露在水中,這就要求巖塞口周邊巖體既滿足成型良好的要求,又要滿足運行期間的穩(wěn)定要求。通常需要對巖塞口周邊巖體、進口邊坡等進行預先加固處理,并采用安全可靠地的爆破實施方案,避免對巖塞口周邊巖體造成破壞。(5)爆通后的巖塞口斷面尺寸必須滿足功能、安全和質(zhì)量的要求,實際開口尺寸既要成型良好、周邊巖體穩(wěn)定,又要滿足設計和實際運行的功能要求,并具有良好的水流條件和長期運行的穩(wěn)定性。6.2排孔爆破6.2.1鉆孔的布置應考慮施工放樣及鉆孔機械設備的施工要求,特別是周邊孔,應考慮鉆孔設備的空間要求及鉆機固定要求,否則將會出現(xiàn)布置的鉆孔難以施工,成為廢孔。6.2.2掏槽方式按掏槽孔的布置可為斜孔掏槽、直孔掏槽和混合掏槽。直孔掏槽炮孔垂直于工作面,炮孔深度不受斷面限制,便于進行中、深孔爆破。巖塞爆破中,由于工作面的限制,國內(nèi)外采用排孔爆破的巖塞中,基本都采用直孔掏槽。6.2.3掏槽成功需要遵循以下原則:(1)需要適當?shù)恼ㄋ幜繉⑻筒劭着c空孔間的巖石破碎,炸藥量不能過大,過大將引起兩個炮孔間的巖石產(chǎn)生塑性變形,巖石出現(xiàn)燒蝕,不利于拋擲,進而影響掏槽效果。(2)需要有足夠的空間用于掏槽孔與空孔間巖石的膨脹、破碎以及爆破后的拋擲。減少掏槽孔與空孔間的距離和采用大孔徑空孔是解決這一問題的有效途徑。(3)不同炸藥作用于不同的巖石,爆破效果有很大的差異,掏槽布置和掏槽孔的裝藥結(jié)構(gòu)參數(shù)應通過掏槽試驗驗證最終確定。6.2.7考慮到孔底的夾制作用、為保證爆破效果,炮孔孔底應該加強裝藥。6.3硐室爆破6.3.1國內(nèi)外巖塞硐室爆破,大多采用多個集中藥包布置。多個集中藥包,可分為單層布置和多層布置。鏡泊湖水下巖塞爆破,采用單層布置,近似“王”字形,共布置了7個集中藥包(見圖1)。豐滿水庫巖塞爆破,藥包分三層布置,共8個,上層為1號藥室,下層為2號藥室;中層為3~8號6個藥室(見圖2)。圖1圖2劉家峽洮河口排沙洞水下巖塞爆破中,采用了與豐滿水庫巖塞爆破類似的藥包布置,此布置方法也稱為“陀螺型藥室布置方法”,藥室布置見圖3。圖36.3.3壓縮系數(shù)的確定,宜通過試驗選取;缺少試驗數(shù)據(jù)時,可采用表4中數(shù)據(jù)。
表4壓縮系數(shù)巖石等級土巖性質(zhì)Ⅲ粘土250Ⅳ堅硬土150Ⅴ~Ⅵ松軟巖石50Ⅵ~Ⅷ中等堅硬巖石20Ⅸ及以上堅硬巖石106.3.6藥室導洞是施工通道,主要是用于藥室的開挖、裝藥、連網(wǎng)及封堵等。為了不影響藥包的爆炸作用,導洞的布置應避開藥包的最小抵抗線方向。一般情況下導洞從巖塞周邊孔附近進入塞體,再與連通洞相接。6.3.7為了不影響藥包的爆破作用,藥室應封堵密實。導洞在施工完成后,也應進行封堵,可采用灌漿等方法。6.4硐室與排孔結(jié)合爆破6.4.1硐室與排孔結(jié)合爆破的布置特點決定了該爆破方式研究的重點是單個集中藥包的布置,以及集中藥包與排孔的空間布置關(guān)系,如圖4所示。壓縮圈爆破漏斗壓縮圈壓縮圈爆破漏斗壓縮圈圖4硐室與排孔結(jié)合爆破方案布置典型示意圖1—集中藥包;2—擴大孔;3—預裂孔(渠底或渠側(cè)孔h—巖塞厚度;D—巖塞直徑根據(jù)具體布孔位置,排孔布置均要避開集中藥包的爆破漏斗范圍,以及集中藥包壓縮半徑影響的范圍,避免集中藥包的起爆對后序排孔爆破產(chǎn)生不利影響。6.4.2本條主要是對集中藥包的位置選擇的規(guī)定,集中藥包主要用于爆破巖塞上部部分,其位置應該布置在巖塞軸線上,如圖5中所示。圖5集中藥包位置示意圖集中藥包以上、下兩個最小抵抗線、爆破參數(shù)分別計算藥量,并使之達到平衡為原則,通過上、下抵抗線的比值來近似地確定集中藥包的位置。結(jié)合工程的具體情況,一般情況集中藥包的下、上巖石最小抵抗線比值宜在1.05~1.35范圍內(nèi)選取。6.4.3本條主要強調(diào)了與藥室連接的導洞不應該直線連通,尤其是與藥室的連接段,其軸線宜與巖塞軸線垂直,目的是保證藥室的封堵效果,避免爆破時因藥室與導洞直線連通、封堵不密實等因素,導致爆破時出現(xiàn)可能泄能的風險,從而影響爆破效果。6.4.4本條列出了硐室與排孔結(jié)合爆破中排孔的布置應考慮的因素和邊界條件。排孔布置必須遵循避開集中藥包爆破壓縮圈的范圍和爆破漏斗的范圍的基本原則,避免因集中藥包起爆后造成排孔的早爆或殉爆從而影響爆破效果。排孔布設主要依據(jù)巖塞的尺寸,在巖塞體內(nèi)一般布置有擴大孔(內(nèi)、外),在巖塞周邊布置有預裂孔或渠底(側(cè))孔。擴大孔布置除避開集中藥包爆破壓縮圓的范圍和爆破漏斗的范圍外,擴大孔的布置原則基本同排孔爆破中的擴大孔布設原則一致。周邊預裂孔或渠底(側(cè))孔的布置主要根據(jù)巖塞口開挖的斷面形式,一般城門洞形或馬蹄形巖塞斷面往往需要布置渠底(側(cè))孔,對于圓形斷面的巖塞僅布置有周邊預裂孔。6.5爆破網(wǎng)路6.5.1水下巖塞爆破多藥包起爆系統(tǒng)多采用復式電爆網(wǎng)路、導爆管網(wǎng)路、導爆索網(wǎng)路、數(shù)碼電子雷管網(wǎng)路或混合網(wǎng)路進行起爆??紤]水下巖塞爆破準爆性和安全性要求較高,而電力起爆中使用的電雷管易受雜電、射頻電等影響,對爆破安全不利,因此水下巖塞爆破起爆網(wǎng)路推薦采用數(shù)碼電子雷管為主,導爆索為輔的混合網(wǎng)路進行起爆。數(shù)碼電子雷管作為一種新產(chǎn)品和新技術(shù)在近幾年內(nèi)得到了快速發(fā)展,數(shù)碼電子雷管爆破網(wǎng)路,具有安全可靠、延期時間精確度高、設定靈活、施工簡單、檢查方便等優(yōu)點。數(shù)碼電子雷管的研究始于20世紀80年代,由于人們對爆破安全性要求越來越高,進年來數(shù)碼電子雷管技術(shù)發(fā)展非常迅速。目前我國的北方邦杰、精煤化工、貴州久聯(lián)、213所、日本的旭化成、瑞典和德國的諾貝爾(Nobel)、澳大利亞的奧瑞卡(ORICA)、美國的EB(EnsignBickford)、奧斯?。ˋUSTIN)和SDI(SpeicalDeviceINC)、法國的Dav-eyBickford、南非的AEL和Sasol等諸多公司均推出了各自的數(shù)碼電子雷管產(chǎn)品。數(shù)碼電子雷管具有專用的起爆控制系統(tǒng),其起爆由主、從起爆控制器兩種設備構(gòu)成,主設備由于對起爆過程的全部流程進行控制,是系統(tǒng)中唯一可以起爆網(wǎng)路的設備;從設備主要用于對擴展雷管的起爆網(wǎng)路,以及在爆破網(wǎng)路布設時,對接入起爆網(wǎng)路的雷管進行注冊。導爆索可以直接引爆工業(yè)炸藥,用導爆索組成的起爆網(wǎng)路可以起爆群藥包,但導爆索網(wǎng)路本身需要雷管先將其引爆。導爆索起爆法屬非電起爆法。導爆索起爆網(wǎng)路的形式比較簡單,無需計算,只要合理安排起爆順序即可。另外,水下巖塞爆破工程中,個別藥包的拒爆將給整個工程帶來嚴重后果。因此,要求起爆網(wǎng)路必須具備較高的可靠性,要確保藥包全部安全準爆,起爆網(wǎng)路推薦采用重復的雙套或多套混合網(wǎng)路進行起爆。6.5.5巖塞爆破口一般距水工建筑較近,特別是洞內(nèi)混凝土襯砌結(jié)構(gòu),緊挨著巖塞后部,為了減輕爆破震動不利影響,一方面在爆破設計中應注意藥包布置、合理的采用爆破參數(shù),以盡量減少炸藥用量;另一方面應采用毫秒爆破技術(shù),以減少單響起爆藥量,削弱地震強度。合理的時間間隔不僅可以起減震作用,還可以提高炸藥的能量利用率有效地破碎巖石。目前對毫秒爆破在巖體中所發(fā)生的物理現(xiàn)象,尚缺乏深入細致的研究。因此,還沒有較滿意的在不同條件下的毫秒時間間隔的計算公式?,F(xiàn)有的計算公式,只能作為選擇時間間隔的參考。按形成瞬時新自由面所需時間確定爆破時間間隔,先爆部位剛好形成爆破漏斗,漏斗內(nèi)破碎巖石已明顯脫離原巖,此時起爆下一延時部位。從起爆到巖石產(chǎn)生破壞和發(fā)生位移的時間,大約是應力波傳到自由面所需的時間的5~10倍。根據(jù)經(jīng)驗,按形成瞬時新自由面確定爆破間隔延時時長?t(ms)經(jīng)驗公式為:?t=KW式中?t延時時長,ms;W爆破部位最小抵抗線,m;K根據(jù)統(tǒng)計分析確定的系數(shù),一般取值為2~5,ms/m。6.5.6在正式爆破前要進行起爆網(wǎng)路實際操作試驗,以驗證起爆網(wǎng)路分段時間設定合理性和起爆網(wǎng)路的可靠性與準爆性,根據(jù)試驗最后確定起爆網(wǎng)路型式。
7火工材料7.0.1所選擇的火工材料的基本性能指標除符合相關(guān)技術(shù)標準外,經(jīng)過防水抗壓處理后,還應滿足工程要求。防水抗壓試驗可分為:保持水壓下起爆和保持水壓結(jié)束后起爆兩種起爆條件試驗;有條件時,應進行設計水壓下的防水抗壓試驗。7.0.3火工材料的浸泡時長應不少于巖塞從開始裝藥到起爆所持續(xù)的時間,試驗中一般選用3天到7天,基本能滿足工程要求。7.0.7數(shù)碼電子雷管除應符合WJ9085的有關(guān)規(guī)定外,一般還需考慮具有以下性能:1分段任選,段別范圍滿足工程要求;2最小分段間隔應能達到2ms時不混段;3每段雷管的延期毫秒精度應不低于±1ms。7.0.9導爆索在設計水壓力下持續(xù)浸泡7d,應能被8號雷管起爆。8進口結(jié)構(gòu)8.2進口邊坡8.2.2對于巖塞進口邊坡,非常運用條件Ⅱ應為正常運用條件下遭遇地震與正常運用條件下遭遇振動荷載兩者最不利工況。8.2.3邊坡的治理和加固通??刹捎眠吰麻_挖、錨桿、噴混凝土及掛網(wǎng)等措施。邊坡的治理和加固設計應綜合考慮地形、地質(zhì)條件、施工
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