孔底柔性墊層爆破在壩基開挖中的應(yīng)用

孔底柔性墊層爆破在壩基開挖中的應(yīng)用1工程概況xx水電站樞紐由碾壓混凝土重力壩、左岸通航建筑物、右岸引水發(fā)電系統(tǒng)組成。碾壓混凝土重力壩最大壩高117m，壩頂高程EL452m，壩頂全長310.0m。xx水電站4#～12＃壩段位于烏江河床上，其中7#～10#壩段位于河床深槽部位為xx大壩基礎(chǔ)最低處，最低建基面高程為328.00m，最大壩體斷面寬度80.61m。壩后為消力池，消力池最大斷面寬度為58.67m，左側(cè)為通航建筑物本體段，最大斷面長度為174.9m。2壩基開挖工程特點(diǎn)大壩基坑開挖屬一等級(jí)建筑物基礎(chǔ)開挖，建筑物基礎(chǔ)輪廓復(fù)雜，從EL360m~EL328m高程共有6個(gè)建基面平臺(tái)，共分為13塊，最小塊建基面面積為392m2，最大塊面積為4320m2，基礎(chǔ)水平建基面面積共1.9萬m2，基礎(chǔ)單塊面積小、塊多、開挖難度大、質(zhì)量要求高。壩基座落在夜郎組玉龍山段第二大層（T1y2）中厚、厚層泥晶灰?guī)r和白云質(zhì)灰?guī)r，巖體堅(jiān)硬、完整、飽和抗壓強(qiáng)度達(dá)70～90MPa，變形模量為15～17GPa。左壩肩地基為T1y2-1-2薄～中厚層灰?guī)r，上部涉及T1y2-1-1薄、極薄層灰?guī)r夾泥頁巖，河床及右壩肩地基為T1y2-2-1中厚層灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r和T1y2-2-2厚層白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖。壩基土石方開挖主要包括大壩EL375m高程以下壩基開挖和左岸EL375m高程以下通航道建筑物本體段基礎(chǔ)開挖。壩基開挖土石方總量為53.6萬m3，其中石方量就達(dá)40.3萬m3，開挖工期為2個(gè)月，月開挖強(qiáng)度達(dá)28萬m3。開挖水平建基面面積達(dá)1.9萬m2，建基面清理月強(qiáng)度約1.5萬m2。xx水電站大壩基礎(chǔ)開挖工程的綜合特性為鉆爆工作量大，建基面基礎(chǔ)輪廓復(fù)雜，月開挖強(qiáng)度高，工期短(工期為2006年2～3月)，建基面開挖質(zhì)量要求高等。3建基面開挖施工方法壩基開挖強(qiáng)度高，伴隨著清基交面強(qiáng)度大，若按預(yù)留保護(hù)層水平預(yù)裂爆破的開挖方式難以達(dá)到施工工期的要求。因此，壩基開挖必須研究探索新型高效的施工工藝，加快建基面開挖速度，是確保xx水電站壩基開挖如期完成的關(guān)鍵。為了保證壩基開挖的完整性和平整性，盡量減少爆破振動(dòng)對(duì)建基面巖體的影響，壩基開挖采用梯段爆破技術(shù)，除建基面層以外的梯段爆破采用一般巖石梯段爆破技術(shù)，建基面層的梯段高度為5m~6m，該層爆破采用孔底填柔性墊層孔間毫秒微差爆破的一次爆破法施工爆破。采用柔性墊層使炮孔底部形成不偶合的裝藥結(jié)構(gòu)，即在炮孔底部加柔性墊層，使藥卷不與炮孔底部直接接觸，從而減少介質(zhì)傳遞爆破沖擊的作用。經(jīng)生產(chǎn)工藝性爆破試驗(yàn)證明，加柔性墊層確實(shí)可以起到保護(hù)下伏巖體的作用，使爆炸能量的轉(zhuǎn)遞受到明顯的削減。其施工程序4爆破設(shè)計(jì)與施工4.1爆破參數(shù)確定壩基開挖采用分層梯段爆破，建基面層預(yù)留梯段高度5m~6m，建基面層爆破采用孔底填柔性墊層一次爆破開挖施工。為加快造孔速度，主爆孔采用液壓鉆機(jī)造孔，預(yù)裂孔采用高風(fēng)壓鉆機(jī)CM351輔以潛孔鉆造孔作業(yè)，爆破孔為鉛垂孔，布孔采用梅花形，以盡量消除根底的殘痕。炸藥為φ70mm的2#巖石乳化炸藥，雷管為毫秒非電雷管。在開挖初期進(jìn)行了爆破試驗(yàn)，其初擬爆破參數(shù)如下：孔徑：φ90mm孔距：鉆孔間排距3m×2m將孔深繳：乘6.2~摩6.4m江超鉆深度怨：肥0.2~皮0.4m查藥卷直徑匠：惜φ危70mm炸底部柔性墊層攀長度篩：塊0.3~塘0.5m掉起爆網(wǎng)絡(luò)：采戀用毫秒微差順頂序爆破，孔外傘延時(shí)孔內(nèi)連續(xù)裝藥跌根據(jù)爆破試驗(yàn)齊，不斷對(duì)爆破畜效果進(jìn)行總結(jié)狀后，對(duì)初擬的可爆破參數(shù)進(jìn)行駁調(diào)整，確定出炊合理的爆破參噴數(shù)和起爆網(wǎng)絡(luò)金。其爆破參數(shù)禽如下：創(chuàng)孔徑：孔徑除：聽φ罪90mm馬孔距：鉆孔間惰排距朵2.6m伐×饑2.6m扣孔深：聲6.4m攏超鉆深度：總0.4m別藥卷直徑潤：日φ錦70mm閥底部柔性墊層卡長度稍：地0.艦5m克起爆網(wǎng)絡(luò)：采劣用毫秒微差順涼序爆破，孔內(nèi)挎延時(shí)孔內(nèi)連續(xù)裝藥豆平均單耗規(guī)0.41鋪kg奶/m忙3秀4.2櫻警施工工藝及技竊術(shù)要求張由于爆破梯段莖厚度不均勻，明為了盡量減少渡上層開挖對(duì)建銀基面基巖的影六響，需采取措阻施控制造孔深進(jìn)度。睛①犬截施工準(zhǔn)備：由剩測量隊(duì)、部位昌工程師按爆破銜設(shè)計(jì)圖放出孔稈位，確定每排瘋炮孔方位角，?？仔保捎眉t御油漆在孔位旁潤標(biāo)出孔號(hào)，實(shí)乖測各孔的孔口慕高程，技術(shù)部刊按照孔口高程評(píng)計(jì)算各孔的實(shí)絡(luò)際孔深，交部瀉位工程師。遲②譯樓鉆孔作業(yè)：在褲設(shè)計(jì)鉆孔孔位木處用標(biāo)識(shí)牌寫飼明孔深等參數(shù)盲，鉆孔人員嚴(yán)溜格按測量放樣嚴(yán)的孔位、孔斜艙及技術(shù)部計(jì)算云的鉆孔深度施桐工，主爆孔孔順位偏差不超嶼過混±島10cm行，孔深誤差不編超目過車±坑10cm淹。鉆孔施工按蕩鉆機(jī)定位、量完測鉆孔角度、境鉆孔、檢查、奸孔口保護(hù)、記齒錄鉆孔深度順就序進(jìn)行，以確航保造孔方向和知深度的準(zhǔn)確性洽，若鉆孔后經(jīng)耽檢測發(fā)現(xiàn)孔深糟超過設(shè)計(jì)偏差晨，則對(duì)該孔實(shí)瓦行堵塞或清孔孔處理，直至滿融足設(shè)計(jì)要求。躬③挺竹墊層填塞及裝姐藥：建基面層節(jié)爆破采用孔底各柔性墊層的爆墨破技術(shù)，每個(gè)始爆破孔孔底必欲須填柔性墊層夾，墊層厚度為撇50cm姨。柔性墊層材泄料為竹筒，竹巡筒采用購買的籌新鮮竹料，竹責(zé)料直徑控制票在眼φ齊40mm港~朝φ夸70mm辨之間，并按照歌50cm嚴(yán)長度預(yù)先加工獸竹筒。裝藥前倍，將加工好的阻竹筒依次放在憲炮孔口附近，沉先檢查炮孔深副度，然后用手緒將竹筒放入爆繳破孔中，并用建竹棍將竹筒壓曬入孔底。俱裝藥既要減少搭炸藥爆破對(duì)建吩基面的影響，蛇同時(shí)又要保證喇爆破破碎效果裕，通過試驗(yàn)總遣結(jié)，強(qiáng)垂直梯段爆破觀孔采用自孔底霞向上連續(xù)裝藥覽的丘裝藥結(jié)構(gòu)冊，其裝藥結(jié)構(gòu)特如上圖所示。取④升加聯(lián)網(wǎng)起爆：起銀爆網(wǎng)絡(luò)是保證束爆破效果的關(guān)代鍵之一，網(wǎng)絡(luò)康必須保證每個(gè)爺藥包均能起爆急，而且必須保渾證按設(shè)計(jì)順序維和設(shè)計(jì)間隔時(shí)喘間起爆。爆破屑網(wǎng)絡(luò)采用孔間拼微差起爆網(wǎng)絡(luò)壟，用火雷管起召爆。起爆網(wǎng)絡(luò)艷采用孔內(nèi)延時(shí)絨，延時(shí)長短根魂據(jù)造孔數(shù)量確駕定。弓起爆順序沿抵飽抗線最小的方房向依次分段起繳爆，控制最大似一段起爆藥量死小于隙100kg絕。愈5羽婚建基面開挖質(zhì)艷量檢查底5.1剩黎宏觀質(zhì)量檢查剝炮渣清理干凈燒后，壩基建基展面無明顯的松繭動(dòng)塊和無明顯玉的爆破裂痕，質(zhì)從鉆的聲波檢督測孔內(nèi)壁查看蕩，慎離孔口彈10cm闊內(nèi)有少量的細(xì)革微裂紋，超過崗10cm梨的孔壁無裂紋播。通過測量放顫樣檢查，局部傘最大超挖練29cm侮，最大欠挖丘8cm錄，平均超挖截13cm還，一般超冤挖較5cm~克18cm支。基本滿足壩?；辉试S欠挖你、超挖控制在腐20cm撥的規(guī)范要求。槽5.2陳罷聲波檢測冒為滿足壩基開由挖地基驗(yàn)收要低求，在壩基建扔基面開挖平臺(tái)織進(jìn)行爆前、爆矛后聲波檢測。想爆破前，測量沃人員根據(jù)聲波猛孔位坐標(biāo)進(jìn)行唱放樣，每組聲誦波命孔縮3慈個(gè)孔，成正三復(fù)角形布置，鉆飽孔采用液壓鉆嫁機(jī)鉆鉛垂孔，尺孔距自1.5m惰，孔深為壩基粥開挖建基面高份程以下耽3.6m殿。鉆孔后，先綿進(jìn)行爆前聲波歇波慰速歡V明前枯測試，并用細(xì)駛砂將聲波孔進(jìn)紋行封堵。爆破既后測量人員根惠據(jù)聲波孔位坐焦標(biāo)，找出原聲盯波測試孔，用唇液壓鉆機(jī)進(jìn)行籍掃孔，并進(jìn)行劣爆后聲波波舟速燭V際后鵝測試。計(jì)算每車組爆破前后的捏聲波下降捕值詠η略=色（利V替前變-V濾后宣）云/V宏前抱，通過聲波下摸降巧值換η間分析爆破對(duì)壩獨(dú)基建基面破壞辱程度。下面取恨其中一組聲波蓋測試成果表進(jìn)式行分析。鐘表蓋餐濾純僵哥覆聲波測試成果來表菜測點(diǎn)深優(yōu)度公m漠爆前測值趴爆后測值悔聲波衰減值禍聲波衰減率視1-2扎1-3聽2-3粱1-2湯1-3慘2-3懲1-2催1-3霜2-3伍1-2眾1-3鉆2-3膊波攀速幟m/s阻波止速養(yǎng)m/s京波陣速翠m/s械波擊速刊m/s嘩波苗速漏m/s砌波沈速駛m/s添波熱速箱m/s奇波購速巡m/s弦波血速佛m/s蔑%炊%僅%只0.2跨4425斬4825倘4785濁4168凍4519刑4484席257.0悟305.3顧301.4派5.81歪6.33鳴6.30味0.4稻4638賀4724僻4805塘4293岔4484股4589曬345.2帝240.1收216.0顧7.44礙5.08乓4.50脂0.6桃4289但4705雹4686鑼4265太4427最4529肯24.4糖277.8講157.1歐0.57拖5.90蜓3.35約0.8紐4754涂4441鋤4825牧4666仇4313序4637疏88.7久127.7膚187.9累1.87羽2.88栽3.89拳1.0弓4763指4805統(tǒng)4829繡4660謎4679謀4669憑103.6煩125.9染160.8依2.17裂2.62甜3.33盆1.2誰4638勺4695佩4839揭4554撫4637部4707戶84.5未58.1滅132.5趟1.82笛1.24道2.74孩1.4桃4667紡4458倒4897奸4582陡4431課4803驢85.5爸26.3落94.1障1.83誠0.59饒1.92礎(chǔ)1.6匪4458孤4563勇4720葡4418狀4550也4768流39.4洋13.8稱-48.3溉0.88高0.30借-1.02促1.8繞4563貿(mào)4618獲4705蜜4605俗4661嫂4690嫂-42.0紅-43.1企14.7幻-0.92匹-0.93析0.31饞2.0考4628鬧4825掃4766微4586頭4763鎮(zhèn)4757禿42.4候61.3軋9.0狼0.92胖1.27診0.19冤2.2爽4839色4951己4859薪4864趴4869繳4907桐-25.1文82.4禮-47.7喂-0.52幅1.67割-0.98河2.4起4545被4805股4773凈4498帖4789前4724擋47.7荒15.3煎48.1釘1.05波0.32彩1.01毫2.6絹4298鳴4959置4790炭4339錘4831左4788畜-41.0港128.1嗎2.2屑-0.95忙2.58陰0.05索2.8分4398密4794攪4815之4423晃4809擁4829欠-25.9戚-15.4服-13.9唇-0.59村-0.32驗(yàn)-0.29鄰3.0懶4754搬4705赤4785賭4769蠟4736峰4800呀-15.1混-31.2努-14.6殼-0.32各-0.66徒-0.30弊3.2猛4865盡4785撿4891肅4819顫4768婦4884如46.9聯(lián)16.7雖7.0黃0.96理0.35錦0.14浮3.4丘4509難4805少4960沈4482搜4757益4931銹26.9租47.2們29.3裂0.60笑0.98妻0.59惕3.6桐4563霉4918謝4907剪4522潔4856眠4878忽41.3描62.1烈28.7搬0.90執(zhí)1.26潛0.59烘注：測點(diǎn)深度荒為爆破后測點(diǎn)祥距聲波孔口的銹深度。土爆前、爆后聲等波曲線對(duì)比見柏下圖普通過壩基聲波號(hào)檢測，壩基巖私石聲波波速主錦要在逝4100m棟/s~休5500m施/重s曬之間，巖石完甩整性較好。通壺過爆前、爆后疏聲波檢測數(shù)據(jù)賄對(duì)比分析，孔基底填柔性墊層竿爆破對(duì)壩基的旅破壞影響主要夢在赴1m搏范圍內(nèi)，聲波刺最大衰減率節(jié)為腳7.44船%替，滿足規(guī)范規(guī)會(huì)定聲波衰減破褲壞顆在婆10收%儀范圍內(nèi)的壩基另驗(yàn)收要求。妻6邊、技術(shù)經(jīng)濟(jì)分欠析巾采用坊6m衛(wèi)梯段的孔底柔邪性墊層爆破跟茅預(yù)留靈2m鬼保護(hù)層水平預(yù)憐裂爆破兩種開擊挖爆破方法進(jìn)咸行對(duì)比分析。鞏按照陡xx舊水電站壩基開占挖水平建基面田面篩積輩1.孫9態(tài)萬乏m搶2村，通過建基面粘層欠2m形厚爆破計(jì)算。身兩種爆破方法親的炸藥單耗相舟近，僅考慮鉆藝孔進(jìn)尺及柔性西墊層材料。采默用柔性墊層爆秒破需用液壓鉆林機(jī)鉆孔手6746.4界m頁，按弱1撒5畜0m猴/跑臺(tái)班，挑需底3櫻6因0畫小時(shí)，速按慢2握9蜜元杠/丸m雅，出需呢19.峽6昌萬元，另需柔著性墊層材只料雕—執(zhí)—尿竹筒費(fèi)用藍(lán)約研0.波2免萬元，合計(jì)騰需袖19.己8塘萬元。采用預(yù)謊留保護(hù)層水平開預(yù)裂爆破技術(shù)戒需用手風(fēng)鉆鉆匠孔優(yōu)25270m蓮，按敏40甩m著/宏臺(tái)班，需盯5054畜小時(shí)，按殃10辭元烈/肺m琴，報(bào)需晨2種5.3驟萬元，另光面陜爆破需竹片及毅