禹门口一级泵站扩建工程水下石方爆破方案设计

山西水利旨鲁　技术与应用・２０ｔ７年第１期　禹门Ｍ一级泵站扩建工程水下石方爆破方案设计　张　瑞　（山西省水利工程质量与安全监督站，山西太原０３０００２）　［摘要］禹门口黄河提水工程一级泵站扩建－ｖＡ￣＿，主要对水下围堰及进水口岩坎进行爆破，其中水下石方开挖量　为０．３５７）ｍ　。针对水下围堰及岩坎爆破实施方案从爆破参数、施工工艺及爆破安全等参数进行研究分析，以满足　安全和最终开挖成型的要求。　［关键词］围堰岩坎；爆破；爆破参数；爆破安全；施工工艺　［中图分类号］ＴＶ５４２＋．５　［文献标识码］ｃ　［文章编号］１００４—７０４２（２０１７）０１—００４９—０２　１工程概况　虑。根据爆破试验情况，对炸药单耗进行适当调整，以　获得最佳效果。　禹门口黄河提水工程设计提水规模２６　ｍ３／ｓ，年取　水量４亿ｍ　，受益范围包括河津、稷山和新绛３县（市），　设计灌溉面积３．３２万ｈｍ２，属大（一）型水利工程。禹门　口泵站更新改造工程包括禹门口黄河提水工程一、二　级泵站更新改造和一级泵站扩建工程两部分。　禹门口一级泵站扩建工程主要包括主厂房、副厂　房、进水闸、１１０　ｋＶ开关站、压力隧洞等项目，主要工　程量约４．５２万１ＴＩ　，本方案主要确定水下围堰及进水口　孔距与排距：根据施工经验及本项目实际情况，　尽量降低爆破振动效应，减少大块率，达到理想的破　碎效果，设计炮孔间距为２．５　ｍ，炮孔排距为２．０　ｍ。　底盘抵抗线：确定底盘抵抗线为２．０　ｍ。　超深孔深：为消除岩石底部的夹制作用，保证爆　破能一次达到设计岩坎底高程，钻孔时考虑部分超转　孔深，选取超钻孔深为０．５～０．９　ｒｎ。　堵塞长度：水下钻孑Ｌ堵塞长度不小于０．５　Ｉｎ，露天　钻孔堵塞应为孔径的２０～４０，堵塞长度不小于２．０　ｍ。　岩坎的爆破方案，其中水下石方开挖０．３５万ｍ。。　２水下石方爆破施工方法　水下围堰及进水口岩坎拟采用一次性爆破方案，　保留边坡，轮廓线处采用预裂爆破的方法。施工工序　包括定位、钻孔、验孔、装药、联网、移船、起爆。　３爆破器材选择　采用非电毫秒延期导爆管雷管，乳化防水炸药，　药量计算采用公式：第一排炮孔单孔装药量　＝　ｑａＷ　；第二排炮孑Ｌ及以后各排孔单孑Ｌ装药量ｐ＝　ｑａｂＨ，其中ｐ为单孔装药量；１Ｖ　为底板抵抗线；ｑｈ单　位岩体炸药耗量；ｃｔ为孔距；６为排距；　为台阶高度（本　项目中日为炮孔孔口到孔底的垂直距离）。　４．２周边预裂孔钻爆参数　防水性导爆索，当钻孔较深时，应沿炸药柱安设导爆　索，保证炸药柱能全部起爆，另外在周边预裂孔中需　钻孑Ｌ孔径为９０　ｍｍ；钻孔倾角、钻孔深度符合设计　边坡要求；预裂￣Ｉ：ｆＬ距根据施工经验选取０．７～１．０　ｍ；　预裂爆破的线装药密度，根据岩石的坚硬程度和地质　情况，一般取２００～３００　ｇ／ｍ，需通过爆破试验确定；起　爆时间间隔，预裂爆破要先于主爆孔起爆，一般提前　主爆孔的时问间隔为５０～１００　ｍｓ。　４．３装药结构　使用导爆索。为保证水下围堰及岩坎爆破安全、顺利　实施，需对爆破器材进行参数检测，确保所选择爆破　器材性能满足设计要求。　４爆破参数设计　４．１主孔爆破参数　钻孔方式及孔径：炮孔采用垂直钻孔方式，由于　本工程岩层较薄，钻孑Ｌ时采用较小孑Ｌ径潜孔钻机，根　据钻机特性和现场情况，确定孔径为９０　ｍｍ。　炮孔布置方式：本工程施工采用梅花形布孔方式。　单位岩体炸药耗量：根据施工经验，水下爆破的　炸药单耗一般取０．５～０．８　ｋｇ／ｍ　。本工程暂按０．６　ｋｇ／ｍ　考　各钻孔内采用连续装药结构，由于本工程岩层厚　度较小，每孔按照实际情况装置起爆体。靠近孔口位　置留０．５　ｒｎ距离不装药用以堵孔，堵孔材料为粗砂。　４．４爆破网路　本工程的水下爆破钻孔约为３～５排，爆破网路设　生　旦圆　计时，为尽量减少爆破振动，减少岩坎爆破时对保留　的爆破参数，修正施工方案。在保证爆破效果的前提　下，尽量减小单耗。四是尽量减小孔径和孔排拒，降低　单孔起爆药量。五是精心设计起爆网络，保证装药和　联网质量，严格按照设计安全药量控制最大单响药量。　５．３．２水中爆破冲击波　岩体及进水口造成破坏，爆破网路采用“ｖ”起爆形式，　实现排问微差爆破控制技术。　５爆破安全　５．１爆破振动安全　本项目爆破振动安全主要考虑爆破振动对周围　风险分析：炸药在水中爆炸时，具有高温高压的　建（构）筑物及保留边坡的影响。　爆破振动安全允许距离，按公式（１）计算：　ｌ　，　、　尺＝ｆ　＼　／１・　ｐ　。　（１）　爆破安全振速，可按公式（２）计算：　ｌ３１厂ｌ“　Ｖ＝Ｋ・（（　＼１）／　　（２）　式中：尺——爆破振动安全允许距离，ｒｎ；　（）——炸药量，延时爆破为单孔药量，ｋｇ；　——保护对象所在地质点振动安全允许速度，　ｃｍ／ｓ；　，　——与爆破点至计算保护对象间的地形、地质　条件有关的系数和衰减指数。　爆破震动速度按钢筋混凝土框架房屋允许振动　速度５　ｃｍ／ｓ考虑，Ｋ暂取２５０，Ｏｔ暂取１．８，由此计算出最　大一段起爆药量应距预保护物之间的距离为１５　ｍ。　爆破施工区域距离厂房最短直线距离１５．３　ｍ，满　足设计要求。　５．２水中冲击波安全距离　由于设计的爆破单段起爆药量小于５０　ｋｇ，因此，　水下钻孔爆破水中冲击波的安全距离分别为：游泳　者５００　１１１，潜水者６００　ｉｎ，木船１００　１１３，铁船７０　ｍ。　５．３风险评析及控制方案　５．３．１水下爆破地震波　风险分析：在实施水下爆破时可能产生地震波危　害效应，主要来自三个方面：一是爆破直接作用形成　的地震波；二是水中爆破冲击波冲击水底边界所产生　的冲击地震波；三是爆炸气体中胀缩上浮运动形成的　脉动水压力也会引起地震效应。可能因震动造成建筑　物掉落碎块、产生裂纹或增大裂隙率、移位乃至塌毁。　预防和防护措施：一是准确掌握爆破区域地质条　件，熟悉爆破对象的结构和材质特点，为爆破设计做　好资料准备和提供可靠依据。二是认真进行地质勘察　和工程测量，了解和掌握爆破地震波的特征、传播规　律及对周围构筑物的影响，进一步修改爆破参数和优　化爆破施工方案，取得更好的爆破效果。三是重视现　场组织实施和爆破监测，根据现场实际情况调整合理　爆轰波急剧压缩和冲击周围水介质，形成强烈的水中　冲击波，向周围转播，由于水是几乎不可压缩的介质，　冲击波的能量衰减较慢，可以传播较远。可能产生船　艇损伤、人员伤害。　预防防护措施：按照施工设计方案严格控制一次　起爆药量；爆前划定安全区，严格安全警戒程序，在实　施爆破前，必须保证相关船艇、人员处于安全区；在条　件允许的情况下，进行水中冲击波试验，通过试验确　定水中冲击波的安全药量和安全距离。　５．３．３爆破飞散物　在爆破施工中，爆破飞散物造成的安全事故最　多，出现的飞散物主要有两种：一种是炸药爆炸破碎　岩石时，被爆炸气体和冲击波能量抛掷出来的碎块；　另一种是建（构）筑物构件爆破倾倒解体过程中产生　的碎块。本工程只考虑前一种情况。　按照规范，水深达到６　ｍ以上的情况时不考虑飞　散物对地面或水面以上人员的影响。水深在１．５－６　ｍ　的情况下，根据设计确定。本工程爆破区域水深大于　６　ｒｎ，故可不考虑飞散物影响。　６结语　水下围堰及岩坎爆破施工技术在我国多个水利　枢纽工程（如三峡二期围堰水下爆破等）中应用取得　了满意效果，本项目水下围堰及岩坎爆破实施方案从　爆破参数、施工工艺及爆破安全方面做了全面分析，　满足安全和最终开挖成型要求，可以在禹门口一级泵　站扩建工程中实施应用。　［作者简介］张瑞（１９８７一），女，２０１４年毕业于太原理工大　学水利工程专业　［收稿日期］２０１６—１１－１７；［修回日期］２０１６—１２—２４