水利樞紐發(fā)電洞洞身工程爆破試驗初探

巴特爾·阿迪力 孜比江·吾布力哈斯木

(1.新疆維吾爾自治區(qū)莎車縣水利局，新疆 莎車 844700；2.新疆新華葉爾羌河流域水利水電開發(fā)有限公司，新疆 喀什 844000)

1 工程概況

該水利樞紐位于新疆西南部地區(qū)，工程任務(wù)以防洪、灌溉為主，兼顧發(fā)電等綜合利用，樞紐為大(1)型Ⅰ等工程，兩條發(fā)電洞長度分別為6 010 m和6 001 m,設(shè)計襯后內(nèi)徑為8.5 m。1號發(fā)電洞試驗段地層巖性主要為白堊系磚紅色塊狀細(xì)砂巖，巖石較好，圍巖以Ⅲ類為主；2號發(fā)電洞試驗段地層巖性主要為砂質(zhì)泥巖，夾砂巖、含石膏泥質(zhì)砂巖及石膏層，少量薄層～厚層狀，圍巖以Ⅳ類為主。

由于兩條發(fā)電洞較長，施工工期緊張，為指導(dǎo)發(fā)電洞洞身工程的順利開挖，通過生產(chǎn)性試驗，為洞室Ⅲ，Ⅳ圍巖開挖爆破提供合理的施工參數(shù)和工藝。

2 試驗基本情況

試驗選取1號發(fā)電洞洞身工程Ⅲ類圍巖樁號5+808.3 m～5+804 m，5+804 m～5+800.1 m段兩次爆破循環(huán)進(jìn)行，2號發(fā)電洞洞身工程Ⅳ類圍巖樁號5+859.5 m～5+855.6 m，5+855.6 m～5+852.6 m段兩次爆破循環(huán)進(jìn)行。

3 試驗過程

3.1 試驗參數(shù)

根據(jù)工程地質(zhì)資料、設(shè)計圖紙，試驗采用全斷面光面爆破。施工采用自制臺架、YT-28手風(fēng)鉆鉆孔、光面爆破、人工裝藥，非電毫秒微差起爆網(wǎng)絡(luò)，電雷管起爆，機(jī)械通風(fēng)。

試驗爆破參數(shù)設(shè)計如下：

1)孔徑：D=42 mm；2)主掏槽孔深：L=5 m；副掏槽孔深：L=5 m；爆破孔深4.5 m；光爆孔深4.0 m;3)藥卷直徑：d=32 mm;4)不耦合系數(shù)：з=1.3;5)線裝藥密度：QL=0.2 kg/m;6)填塞長度：LT=1.0 m。

3.2 炮孔布置

1)第一次爆破試驗。

1號發(fā)電洞炮孔設(shè)主掏槽孔、副掏槽孔、爆破孔、周邊孔，其中主掏槽孔深5.0 m、孔數(shù)為16個、單孔藥量2.4 kg；副掏槽孔孔深為5.0 m、孔數(shù)為12個、單孔藥量為2.4 kg；爆破孔孔深為4.5 m、孔數(shù)為48個、單孔藥量為1.2 kg、光爆孔孔數(shù)為39個、單孔藥量為0.6 kg。

2號發(fā)電洞炮孔設(shè)主掏槽孔、副掏槽孔、爆破孔、周邊孔，其中主掏槽孔孔深5.0 m、孔數(shù)16個、單孔藥量2.2 kg；副掏槽孔孔深為5.0 m、孔數(shù)為12個、單孔藥量為2.2 kg；爆破孔孔深為4.5 m、孔數(shù)為48個、單孔藥量為1.2 kg、光爆孔孔數(shù)為39個、單孔藥量為0.6 kg。

2)第二次爆破試驗。

1號發(fā)電洞炮孔設(shè)主掏槽孔、副掏槽孔、爆破孔、周邊孔，其中主掏槽孔孔深5.0 m、孔數(shù)為20個、單孔藥量為2.4 kg；副掏槽孔孔深為5.0 m、孔數(shù)為12個、單孔藥量為2.4 kg；爆破孔孔深為4.5 m、孔數(shù)為55個、單孔藥量為1.2 kg、光爆孔孔數(shù)為39個、單孔藥量為0.6 kg。

2號發(fā)電洞炮孔設(shè)主掏槽孔、副掏槽孔、爆破孔、周邊孔，其中主掏槽孔孔深5.0 m、孔數(shù)為16個、單孔藥量為2.2 kg；副掏槽孔孔深為5.0 m、孔數(shù)為12個、單孔藥量為2.2 kg；爆破孔孔深為4.5 m、孔數(shù)為51個、單孔藥量為1.2 kg、光爆孔孔數(shù)為39個、單孔藥量為0.6 kg。

3.3 裝藥

鉆孔完成并檢查合格后進(jìn)行裝藥，非電毫秒微差雷管起爆。

1)炸藥裝填。爆破孔裝填直徑32 mm的藥卷，堵塞長度1.0 m。起爆藥包靜力壓實，其余滿包加力捅實，消除藥包的孔徑間隙，保證藥包傳爆效果。

2)起爆順序選擇。采用四序順序起爆，各序孔爆破參數(shù)見表1，表2。

表1 1號發(fā)電洞爆破參數(shù)

表2 2號發(fā)電洞爆破參數(shù)

3.4 起爆

1)起爆前的安全措施。a.根據(jù)試驗專項方案，起爆前半小時人員、機(jī)械撤離至安全紅線以外。b.再次檢查確認(rèn)爆破網(wǎng)路，確保聯(lián)接網(wǎng)路無錯，聯(lián)接可靠。c.安全員在紅線外各出入路口值守，確保安全。

2)起爆。爆破員接通電路，起爆準(zhǔn)時起爆。15 min后爆破員進(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)行檢查排險，經(jīng)查，無啞炮，現(xiàn)場安全，警戒解除。

3.5 試驗效果

警戒解除后進(jìn)洞檢查爆破試驗效果，爆破效果見表3，表4。

表3 1號發(fā)電洞Ⅲ類圍巖爆破試驗爆破效果統(tǒng)計表

表4 2號發(fā)電洞Ⅳ類圍巖爆破試驗爆破效果統(tǒng)計表

4 試驗結(jié)論

通過對發(fā)電洞洞身工程開展爆破性試驗，得出如下結(jié)論：1)通過爆破試驗對比，1號發(fā)電洞第二次爆破，2號發(fā)電洞第二次爆破，殘孔率較高，殘留炮孔痕跡分布均勻，相鄰兩孔間的巖面平整，孔壁無明顯的爆破裂隙，爆破未損害巖體的完整性，滿足設(shè)計要求。2)建議發(fā)電洞開挖形式：底板預(yù)留1.4 m光面爆破開挖，Ⅲ類圍巖單循環(huán)進(jìn)尺3.9 m，Ⅳ類圍巖單循環(huán)進(jìn)尺3.0 m。3)光面爆破參數(shù)：Ⅲ類圍巖孔徑42 mm，光爆孔間距0.55 m，爆破孔間距1.0 m，主掏槽孔間距0.5 m，副掏槽孔間距為0.5 m，最大單響70.8 kg；Ⅳ類圍巖孔徑42 mm，光爆孔間距0.50 m，爆破孔間距1.0 m，主掏槽孔間距0.6 m，副掏槽孔間距為0.6 m，最大單響61.2 kg。