巖塞爆破

巖塞的形狀有馬蹄型、圓形、橢圓形、矩形等等，包括內(nèi)口形狀和外口形狀，一般外端呈喇叭狀，里端開口尺寸小于外端開口尺寸。巖塞的形狀一般是根據(jù)隧洞的形狀和功能選擇，要求滿足進水的流態(tài)要求。從理論上說，巖塞形狀可以任意選擇，但實際工程中的巖塞一般為圓形，巖塞軸線與巖塞外的水下地形基本垂直。國內(nèi)外成功實施的巖塞爆破，也大部分選擇圓形巖塞，針對圓形巖塞國內(nèi)外進行了大量的模型試驗和數(shù)值計算，屬于比較成熟的巖塞體型 。

巖塞的傾角有上傾角、水平和下傾角3種。3種傾角的爆渣處理方式是不一樣的:上傾角巖塞的爆渣一般以集渣或泄渣的方式進人隧洞;下傾角巖塞的爆渣以進人庫區(qū)水中為主;水平巖塞的爆渣一般部分進入庫區(qū)，部分進入隧洞。

由于水平巖塞和下傾角巖塞的爆渣要往庫區(qū)中去，受水壓的作用，實現(xiàn)起來有很多不確定因素，因此選擇這2種巖塞傾角的工程實例不多，一般還是以上傾角巖塞為主。對于上傾角巖塞方案，上傾角度越陡，越有利于巖渣進人集渣坑，但角度越大，施工難度越大;而坡度越緩，則巖渣滑人集渣坑的難度就越大 。

對于巖塞的位置，既要水力學條件好，又要具有良好的爆破條件。因此巖塞位置要求選擇在巖性單一、整體性好、構(gòu)造簡單、裂隙不大發(fā)育的地方，且?guī)r面平順，岸坡坡度在30-60度宜。另外，還要考慮與已成建筑物的關(guān)系，盡可能遠離已建成的建筑物 。

巖塞爆破形成的進水口常年在水下運行，需要有良好的運行條件。巖塞的位置和幾何形狀確定后，才能進行爆破設(shè)計。巖塞爆破一般有2類方法:硐室爆破法和鉆孔爆破法。其中硐室爆破法又分為集中藥室硐室爆破法和條形藥室硐室爆破法;而鉆孔爆破法又包括大孔徑深孔爆破法和小孔徑炮眼爆破法;還有就是上述方法的組合 。

巖塞厚度的選定是確保施工安全與設(shè)計合理的主要影響因素。巖塞厚度的選取與地質(zhì)條件、巖塞尺寸、上覆水深度等因素有關(guān)，巖層結(jié)構(gòu)越穩(wěn)定、越完整，則選擇的巖塞厚度就可以適當減小。國內(nèi)幾個工程巖塞厚度H與巖塞直徑(或跨度)D之比在1.0-1.4之間，國外工程的比值一般也在1.0-1.5之間，個別的也有在2. 0之上的。當巖塞采用藥室爆破方案時，在塞體內(nèi)開挖導洞和藥室具有一定的危險性，為了施工安全，故所選的H值較大;對于鉆孔爆破的巖塞，施工相對安全，H值可以適當減小 。

巖塞的位置和幾何形狀確定后，才能進行爆破設(shè)計。巖塞爆破一般有2類方法:硐室爆破法和鉆孔爆破法。其中硐室爆破法又分為集中藥室硐室爆破法和條形藥室硐室爆破法;而鉆孔爆破法又包括大孔徑深孔爆破法和小孔徑炮眼爆破法;還有就是上述方法的組合。這里需要強調(diào)一點，巖塞不能采用水下裸露藥包爆破，這種爆破辦法是不能爆通巖塞的，充其量僅使巖塞體表面產(chǎn)生一些裂縫和零星破碎而已，原因是爆炸能量大部分轉(zhuǎn)化為水中沖擊波了。因此，只能將藥包置于巖體內(nèi)部去實現(xiàn)“爆通”和“成型”。

(1)硐室爆破法。在巖塞體內(nèi)開挖銅室，裝藥爆破，根據(jù)裝藥的集中程度，分為集中藥室硐室爆破法和條形藥室硐室爆破法。銅室爆破的優(yōu)點是裝藥集中，拋擲能力強，相應的計算公式也較多，起爆網(wǎng)路簡單。缺點是開挖藥室安全性差，爆破漏斗破裂線不易控制，爆破振動影響較大。銅室爆破適用于直徑較大的巖塞工程，如國內(nèi)211工程、310工程及250工程及汾河水庫等巖塞爆破工程。

(2)鉆孔爆破法。包括深孔和炮孔爆破法2種(孔徑D)75 mm、孔深h,4 m的稱為深孔，小于以上數(shù)值的稱為炮孔)。鉆孔爆破優(yōu)點是:施工安全，機械操作施工方便，藥量分散，爆破振動影響小，爆破的巖石塊度均勻;同時，它還可以通過試探鉆孔打穿巖塞，更清楚地確定巖塞真實厚度。但是鉆孔爆破法的孔位布置、炮孔裝藥、網(wǎng)路連接等工作量較大，施工技術(shù)要求高。

(3)銅室和鉆孔爆破相結(jié)合的方法。有的設(shè)計將巖塞體分為2部分，前部分用銅室爆破，后部分用鉆孔爆破。有的很明確，以銅室爆破為主，鉆孔裝藥僅作為輔助手段。

除了上述3種方法外，就銅室爆破而言，還有集中藥室銅室爆破和條形藥室銅室爆破的組合，鉆孔爆破里面也有大孔徑深孔爆破和小孔徑炮眼爆破的組合。上述大部分方法在國內(nèi)外工程中均有實施，在實際設(shè)計中應根據(jù)工程規(guī)模大小、施工設(shè)備條件和人員開挖經(jīng)驗等各種因素，經(jīng)過綜合比較確定具體的爆破方法 。2100433B

對于上傾角巖塞，巖塞體爆破后產(chǎn)生的石渣必隨水沖流人隧洞，如果不能通過隧洞泄渣，為保證水流暢通和過水斷面，必須在巖塞后方取水洞段挖一集渣坑。集渣坑的容積根據(jù)巖塞體體積計算確定，松散系數(shù)按1.6倍計算，集渣坑體積按松散體的2倍計算，同時還必須考慮巖塞外的松渣和巖塞爆破時的超挖因素 。

巖塞開口尺寸要滿足過水斷面要求。對于聚渣方案，在巖塞段后方的過渡段斷面要適當擴大，使聚渣坑滿足積渣容積要求，且過渡平順，以保證水流順暢。在滿足以上條件的情況下盡量減小巖塞尺寸，以減少爆破振動破壞和貫通難度 。

巖塞爆破形成的進水口常年在水下運行，需要有良好的運行條件。因此，巖塞爆破的設(shè)計原則與要求如下:

①必須一次爆破成型，不允許出現(xiàn)拒爆或爆破不完全;

②爆破后巖塞四周的圍巖應當有一定的完整性和穩(wěn)定性，不遺留可能發(fā)生滑坡坍塌等隱患;

③巖塞頂部和底部的開口應滿足進水流態(tài)的要求，具有良好的水力學條件;

④巖塞爆破時必須確保周圍保護物的安全;

⑤巖塞厚度應滿足巖塞體在水壓力作用下的穩(wěn)定，保證爆破施工安全;

⑥泄渣時應盡力減輕巖渣對隧洞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的磨損;

⑦巖塞體底部集渣坑的容積應滿足爆落巖渣順暢下泄，不允許巖渣在洞內(nèi)發(fā)生瞬時堵塞事故 。

地質(zhì)勘察、水下巖塞結(jié)構(gòu)布置及穩(wěn)定分析、巖渣處理、爆破方案設(shè)計、進口段結(jié)構(gòu)、安全防護設(shè)計、爆破器材、爆破器材檢測及爆破參數(shù)試驗、模型試驗和監(jiān)測設(shè)計等。

內(nèi) 容 提 要

本書簡要而系統(tǒng)地介紹了國內(nèi)外水下巖塞爆破技術(shù)和經(jīng)

驗。它由9個方面的內(nèi)容所構(gòu)成。其中，以藥包規(guī)劃設(shè)計、

巖塞爆破施工和巖渣處置等為主要篇幅。

此書可供從事水利電力建設(shè)的技術(shù)人員和院校有關(guān)專業(yè)

師生參考。

目 錄

序

前言

第一章 巖塞爆破的特點與展望

第一節(jié) 問題的提出

第二節(jié) 巖塞爆破在國內(nèi)外的應用情況

第三節(jié) 國外經(jīng)驗和我國實施工程的特點及其技術(shù)成就

第二章 進水口及其地形地質(zhì)工作

第一節(jié) 進水口位置的選擇

第二節(jié) 地形測量

第三節(jié) 地質(zhì)工作的重要性及其具體要求

第四節(jié) 進水口的形狀和尺寸

第三章 藥包規(guī)劃設(shè)計

第一節(jié) 藥包規(guī)劃布置

第二節(jié) 藥包量計算

第三節(jié) 鉆孔底至庫水巖面的距離

第四節(jié) 控制爆破設(shè)施

第五節(jié) 起爆時間間隔的確定

第六節(jié) 關(guān)于爆巖的破碎度問題

第四章 起爆網(wǎng)路設(shè)計

第一節(jié) 電雷管的特征參數(shù)和串聯(lián)的準爆條件

第二節(jié) 常用的網(wǎng)路型式與有關(guān)設(shè)計計算

第三節(jié) 電爆網(wǎng)路設(shè)計中應注意的問題和準 齊爆措施

第四節(jié) 關(guān)于利用導爆管系統(tǒng)實施藥包起爆問題

第五章 國產(chǎn)爆破材料基本性能和在水下使用條件

第一節(jié) 炸藥

第二節(jié) 雷管

第三節(jié) 導爆索

第六章 爆破巖渣處置和水工模型試驗

第一節(jié) 巖渣的處置

第二節(jié) 水工模型試驗

第七章 巖塞爆破施工

第一節(jié) 導洞與藥室 聚渣坑與緩沖坑的開挖施工

第二節(jié) 滲漏情況和具體的防滲措施

第三節(jié) 爆破材料試驗和有關(guān)參數(shù)測定

第四節(jié) 有關(guān)施工中的安全問題

第五節(jié) 裝藥和堵塞工作

第六節(jié) 網(wǎng)路的敷設(shè)和合閘起爆

第八章 水工建筑物的安全和爆破觀測

第一節(jié) 關(guān)于水工建筑物的安全問題

第二節(jié) 爆破觀測

第九章 工程爆破實例和有關(guān)問題的討論

第一節(jié) 巖塞爆破設(shè)計實例

第二節(jié) 有關(guān)問題的討論

附錄Ⅰ 裝藥量計算表

附錄Ⅱ 深孔或炮孔爆破藥包裝藥量計算表

參考文獻