抚顺大伙房水库输水_二期_取水头部围堰拆除工程爆破设计要点

价值工程0引言抚顺大伙房水库输水（二期）取水头部围堰拆除爆破工程难点是：①如何有效地防护爆破振动和水中冲击波对周围建筑物的影响；②水下爆破拆除高度最大为18m ，距离闸墩最近距离为14m 左右，如何防止爆破后滚落的石块或者飞石对砼和气泡帷幕发射装置的破坏；③由于大伙房水库处于内陆地区，水下爆破用的钻井平台和成熟的挖渣船舶无法进入，而小的施工设备又无法满足工程的需要。

钻井平台和挖渣平台需现场制作，平台长12m ，宽8m ，行深1.5m 。

挖渣平台配置矿山用电耙子，直接将方驳上的岩渣弃入水库中，要求爆破后岩石粒径小于50cm ，否则会造成挖渣困难。

针对本工程的实际情况，我院自制了钻井平台和挖渣平台，平台长12m ，宽8m ，行深1.5m 。

采取了分层爆破、逐孔起爆、反向起爆、控制最大药量、预裂减震沟、气泡帷幕等技术措施，成功地将围堰拆除，取得了较好的效果。

本文只对爆破设计中的技术要点进行简要的阐述。

1工程概况大伙房水库输水（二期）取水头部围堰拆除工程，位于大伙房水库左岸，距水库大坝约700m ，岩坎距竖井最近距离为3.0m ，距工作闸门最近14.7m ，距拦污栅最近10.79m ，距二副坝140m 左右；现岩坎顶高程+132.5m ，底高程为98.0m ；顶宽5~15m 不等，长度52.3m ；底宽约60m ，长度35m 。

2爆破区工程地质概况爆破区岩性以中粒混合花岗岩为主，属于强风化带，厚度约17m ，岩石裂隙发育，多呈中等透水。

3爆破设计的编制依据保护体(竖井、工作闸门、拦污栅)距离爆破源地较近，且保护体的抗地震要求较高，需要采取分层爆破、预裂减震沟、气泡帷幕、微差爆破、控制最大药量等综合性技术，确保建筑物的安全。

4爆破参数确定4.1爆破参数①炸药单耗：q=q 1+q 2+q 3+q 4=1.3kg/m 3式中：q 1—基本装药量，kg/m 3，取一般陆地梯段爆破单耗的2倍。

对水下垂直钻孔，再增加10％。

陆地梯段爆破平均单耗取q 1=0.4kg/m 3；q 2—爆区上方水压增量，q 2=0.01h 2取20m ；h 2—水深，m ；q 3—爆区上方覆盖层增量q 3=0.02h 3，m ；h 3—覆盖层（淤泥或土、砂）厚度，m ；取h 3＝0m ；q 4—岩石膨胀增量q 4=0.03h ，m ；h —梯段高度，取7m 。

②超钻及炮孔深度：超钻：ΔL=W ，即超钻值等于炮孔最小抵抗线，但最小不小于0.8m ，取ΔL=1.0m ；炮孔深：L=h+ΔL=8.0m 。

③孔网参数：延米装药量：Q 1=3.92kg/m ；炮孔负担面积：s=Q 1/q=3.02m 2，取s=3m 2；孔网参数：S=a ×b ，取a=2.0m ，b=1.5m ；④堵塞段长度：H 0=7-3.92×7×0.1=4.25m ；⑤布孔和爆破方式：为保证爆破深度和破碎质量，采用梅花形布孔。

采取水下钻孔爆破，逐孔起爆网络，对于边坡轮廓控制爆破采用预裂爆破的方法。

4.2水下预裂爆破参数由于水下爆破钻孔定位比较困难，本工程水下边坡控制爆破采用陆上预裂爆破方法进行。

结合以往的施工经验初步确定预裂爆破参数，在施工过程中通过试爆进一步优化，施工参数如下：炮孔直径：D=110mm ；药卷直径：d=32mm ；孔距：a=抚顺大伙房水库输水（二期）取水头部围堰拆除工程爆破设计要点Design Points of Fushun Dahuofang Reservoir Water Delivery (Phase II)Water Intaking Head CofferdamRemoval Engineering Blasting杨新库YANG Xin-ku（辽宁有色地质局一O 三地质队，丹东118002）（Geological Team 103，The Bureau of Non-ferrous Geology of Liaoning Province ，Dandong 118002，China ）摘要：在保护物距离爆破源地较近，爆破防震要求高的环境下，辽宁有色地质局一O 三地质队采取了分层爆破、逐孔起爆、反向起爆、控制最大药量、预裂减震沟、气泡帷幕等技术措施，成功地将抚顺大伙房水库输水（二期）取水头部围堰拆除，取得了较好的效果。

Abstract:Because the protector is near the blasting source,and the blasting shockproof requirement is high,the Geological Team 103adopted hierarchical blasting,hole by hole blasting,reverse initiation blasting,maximum dose control,pre-splitting damping groove,bubble curtain and other technical measures,and have successfully removed the cofferdam at Fushun Dahuofang reservoir delivery (Phase II)water intaking head and have obtained good effects.关键词：分层爆破；逐孔起爆；反向起爆；控制最大药量；预裂减震沟；气泡帷幕Key words:hierarchical blasting ；hole by hole blasting ；reverse initiation blasting ；maximum dose control ；pre -splitting damping groove ；bubble curtain中图分类号：TD235文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）32-0134-03———————————————————————作者简介：杨新库（1959-），男，辽宁丹东人，高级工程师，研究方向为矿产地质与工程地质。

·134·DOI:10.14018/13-1085/n.2015.32.049Value Engineering1.0m ；超深：H0=0.8m ，炮孔填塞：L ＝1.0m 。

通过与相似工程类比，取值：线装药量q=0.25kg/m ；不耦合装药结构，不耦合系数：3.1。

5爆破安全与防护措施5.1爆破安全距离根据爆破地震安全距离经验公式，通过计算得到表1所示的齐发爆破的安全药量，根据计算结果调整装药量。

R=（K ）1/a×Q 1/3在上式中，R 表示爆破地震安全距离，单位m ，Q 表示同段最大药量，单位㎏，K 、a 表示与地形、地质等条件相关的系数和衰减指数，V 表示地震安全速度，单位cm/s ，K 、α分别表示与爆破点地形、地质等条件有关的系数和衰减指数。

在本工程中，先根据以往经验令K=150、α=1.8（对于岩坎南侧底部预裂缝减震沟处，由于岩石强度较高，按照K=50、α=1.8取值），在试爆施工阶段实施爆破监测，根据爆破振动进行数据测试，回归计算出K 、α的实际值，以此为基础，根据周围环境确定最大起爆药量。

表1安全允许振速标准防护对象名称爆源距防护对象最小距离（m ）允许振速（cm/s ）备注闸门墩 3.08对爆破安全起控制作用的是检修闸门、闸墩和闸墩基础灌浆检修闸门8.55；水击波压力允许值0.24MPa闸墩基础灌浆 3.05岩坎帷幕注浆2052#副坝14055.2水下爆破冲击波超压力峰值按下式计算①水中冲击波压力计算公式的选取是按照我单位绥中发电厂取水口爆破实测数据归纳总结，结合青岛灵山工程水下岩坎拆除爆破和葛洲坝水下钻孔爆破的经验公式综合比较，选取计算结果最大值作为本次爆破的冲击波压力计算公式。

P ＝30000（（Q 1/3）/R ）2.46在上式中，P 表示冲击波压力峰值，单位是kPa ；Q 表示最大一次起爆药量，单位是kg ；R 表示爆源至保护对象的距离，单位是m 。

结合已有工程案例及施工经验确定闸门允许水击波压力峰值，然后运用静力经验方法展开估算。

②［P ］≤ηγΔh 。

在上式中，［P ］表示允许水击波压力峰值，单位是kPa ；η表示动、静荷载转换系数，η=1.0；γ表示水的容重，单位是kN/m 3；Δh 表示富余水头，单位是m 。

本工程设计洪水位139.3m ，施工水位＋115m ，富余水头24m 。

将设计参数代入上式，得到［P ］＝240kPa 。

③P ≤［P ］5.3爆破安全主要防护措施根据上述公式展开初步计算，得到的爆破振动及水中冲击波参数值都大于安全允许值，要顺利爆破，就必须优化调整爆破参数，并且需要采取安全防护措施，以防爆破扰动附近建筑物。

经过讨论，决定采取以下安全防护措施：①分层爆破：通过将爆区按水平分为若干个薄层来减小孔网参数，减少单孔装药量，在保证安全的前提下达到爆破的目的。

另外，应该逐孔起爆，通过减少爆破频数来控制爆破对建筑物扰动作用。

本工程爆破分区、分层图如图1所示。

②预裂减震沟：预裂减震沟，为了方便施工，本工程在岩坎与闸墩之间预先设置了3.6m~14.6m 的空间，可以有效的防止上部岩体爆破过程中产生的振动效应。

但是该空间未能超过闸墩基础，所以拟在施工前在岩坎与闸墩之间先爆出一条具有一定宽度的贯穿裂缝，当该裂缝受到爆破冲击波的扰动时，提前变更的传播介质会在一定程度上削弱冲击波，以减小其对裂缝的扰动作用。

预裂缝位置布置在0＋11.95m 位置，长50m ，底高程+92m （超过闸墩基础1.2m ）。

预裂孔孔径90mm ，孔距0.5m ，孔深6.7m ，药卷直径32mm ，根据线装药量0.15kg/m 计算单孔装药量1.0kg ，而此处爆破振动允许装药量计算得1.0kg ，(v=0.5cm/s ，k=50，α=1.8），故预裂减震沟施工采用单孔单响的起爆顺序。

岩坎拆除施工首先施工预裂孔，以减图1爆破分区、分层图I 区第一层I 区第二层I 区第三层II 区第一层II 区第二层II 区第三层闸墩104.06.17.05.15.25.20-051.050-027.950+002.0000+009.95II 区第四层II 区第五层II 区第六层II 区第七层96.095.093.52.72.03.0115.0（施工预计水位）1:0.33.03.04.04.01:0.3·135·价值工程弱爆破振动对周围建筑物的影响。

根据我单位类似工程爆破经验，参考周宁水电站地下厂房爆破工程和日本kenji hagimori 和铃木等人进行的预裂爆破减震效果分析试验，本工程预裂减震效应按照50％计算。