浅析坝基趾板典型爆破设计施工技术

1. 工程概况

方溪水库位于临海市括苍镇境内, 永安溪流域支流方溪上, 坝址地处方溪村上游约450m, 控制流域面积84.8km2。该水库是一座以供水为主, 结合防洪, 兼顾灌溉、发电等综合利用的水利工程, 水库总库容7205万m3, 正常库容6101万m3, 多年平均供水量6776m3, 电站装机3750k W。方溪水库工程主要由混凝土面板堆石坝、岸边溢洪道、发电引水系统及发电厂房等组成。岸边溢洪道紧接大坝左岸, 为正槽溢洪道。溢洪道共设3孔, 每孔净宽10m, 泄流采用底流消能。发电引水系统布置在右岸侧, 进水口位于大坝上游约100m, 型式为塔式进水口, 发电引水隧洞长355.80m, 发电厂厂址位于大坝下游约450m, 厂房型式为引水式。本拦河坝坝基及趾板石方开挖工程量约90720m3。

2. 爆破设计与施工

2.1 施工程序

2.2 爆破方案

根据坝址地质条件和周边环境, 并结合以往类似工程施工经验。大坝基础和趾板主爆区自上而下分层分块梯段爆破, 采用115mm孔径、矩形布孔、连续装药、径向起爆网路、毫秒延期起爆的露天中深孔台阶爆破方案。台阶分层的梯段高度为6~15m。边坡采用预裂 (光面) 爆破, 而水平建基面采用预留保护层开挖。

3. 安全校核

3.1 爆破安全分析

爆破安全控制主要包括四个因素, 即:爆破振动控制、爆破飞石控制、爆破产生的空气冲击波控制、爆破产生的有害气体的控制。根据《爆破安全规程》规定与露天中深孔爆破环境的实际情况, 周边建筑物及生活区距离爆区较远, 不会对其造成危害。施爆前所有人员撤离警戒区, 也不会受到空气冲击波的影响。故本工程着重考虑爆破振动控制、飞石控制两个因素。

3.2 爆破振动控制

建筑物距离爆破区域按200m计算, 单段药量控制在274.44kg, 其振动速度:

V=K (Q1/3R) α

=180× (274.441/3/200) 1.8=0.36cm/s<2.5 (距离现场较近的一般砖房)

式中:V——介质质点振动速度, cm/s;

Q——装药量 (毫秒微差爆破时取最大一段装药量) , kg;

R——爆源至被保护物的距离, m;

K——与介质性质、爆破方式等因素有关的系数;

α——与传播途径和地质地形等因素有关的指数。故本工程爆破振动控制安全。

(3) 爆破飞石控制。爆破飞石是指爆破时个别或少量脱离爆堆、飞得较远的石块或碎块。在露天爆破中, 爆破飞石往往是造成人员伤亡、建筑物和设备等损坏的主要原因。因此, 在确保爆破安全中, 防止发生爆破飞石是杜绝发生事故的一项重要措施。一般爆破飞石安全距离计算:

Rmax=KψD

式中:D—药孔直径, cm;Kψ—安全系数, 取15~16;Rmax--飞石最大距离, m

对于本工程, 式中:D=115㎜、Kψ=16;经计算:R=184 (m)

按《爆破安全规程》规定, 本工程台阶深孔爆破警戒范围不小于200m, 所以爆破飞石控制安全。

4. 爆破效果

根据本工程的爆破设计施工方案, 方溪水库大坝基础及趾板爆破开挖累计进行了12次, 分别实施了主爆区中深孔爆破和建基面保护层浅孔爆破。爆后质量检查发现, 整体爆破效果较为明显, 保留岩层完整且无明显振动开裂发生, 水平建基面起伏小且较为完整均匀, 尤其是趾板建基面和坝基、坝肩永久边坡控制较好, 而且炸材单耗也控制在设计值以内, 达到了预期的设计效果。同时, 针对性地采取爆破安全控制措施, 无任何一起爆破安全事故。因此, 本爆破设计施工技术在同类型工况与工程地质条件下, 在今后类似的水利工程中, 可作为大坝基础典型爆破控制技术进行大力推广应用。

摘要：通过对方溪水库大坝基础及趾板爆破设计施工方案的介绍, 探析了露天中深孔典型爆破的设计施工技术, 重点体现在爆破参数的确定和安全校核方面, 值得以后在类似工程中应用推广。

关键词：工程概况,爆破设计,安全校核,施工效果