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摘要：该文以工程实例为背景，介绍了精细爆破的概念以及在水利水电工程岩石边坡爆破开挖中的应用，重点介绍了基于对保留岩体保护的精细爆破参数的设计方法。边坡岩体开挖满足质量标准、保留边坡岩体完整稳定、预裂爆破残留炮孔痕迹保存率85%以上，取得了良好的施工效果。
关键词：精细爆破技术；水利水电工程；高边坡开挖；应用
1概述
精细爆破是指根据爆破对象的地质条件和工程要求，通过定量化的爆破设计、精心的爆破施工，实时的爆破监测反馈及科学管理，进行炸药爆炸能量释放与介质破碎、抛掷与堆积等过程的精密控制，既达到预定的爆破效果，又实施爆破有害效应的有效控制，在控制的同时，逐步实现爆破过程的可预见性，最终实现安全可靠、绿色环保及经济合理的爆破作业。水利水电工程岩体爆破开挖不仅是岩石的破碎和抛掷，更重要的是要实现岩体的开挖成型和对保留岩体的保护，必须采用精细爆破。
2工程概况
工程位于安徽绩溪，以灌溉为主兼顾发电。工程范围内岩体为中风化玄武岩，岩体较完整。左岸布置隧洞式进水口，为满足进水口布置及工程的安全运行，需对进水口边坡岩体进行开挖，边坡开口线最大开挖高度120m，台阶坡比1∶0.65～1∶0.25，属高边坡石方开挖。本工程岩体应力释放充分、开挖成型要求高，爆破振动损伤直接影响到进水口进口段、闸门段、渐变段岩体及高边坡保留岩体的质量，关系到高边坡的稳定及工程安全。因此，边坡开挖采用精细爆破施工。
3边坡开挖偏差要求与质量控制
3.1开挖偏差要求。
表1边坡开挖允许偏差
3.2边坡保留岩体质量
在开挖轮廓面上，边坡轮廓壁面预裂炮孔痕迹应均匀分布;残留炮孔痕迹保存率对节理裂隙不发育的岩体应达到80%以上，对节理裂隙较发育和发育的岩体应达到50%～80%;炮孔壁不应有明显的爆破裂隙;同部位爆后弹性波纵波波速小于爆前波速的变化率不超过10%。
4边坡开挖施工方法
采用钻孔爆破法，自上而下台阶开挖。边坡设计轮廓面附近预留保护层、采用有侧向临空面的预裂爆破并在预裂爆破孔和主爆孔之间(即预留保护层之间)设置1～2排缓冲爆破孔的精细爆破技术。每层台阶先爆除主爆区岩体再爆除预留保护层岩体。爆除预留保护层时先起爆预裂孔再起爆缓冲孔，1次预裂深度按2个台阶高度确定。台阶高度为8.0m，主爆孔分排微差爆破。主爆孔采用TAMＲOCK700－2液压钻和CM－351潜孔钻造孔，孔径Ф90mm;预裂孔采用XZ－30潜孔钻造孔，孔径Ф70mm;炮孔间距、排拒、孔深、装药结构等由爆破设计及爆破试验确定。
5爆破设计
5.1精细爆破炮孔布置
岩石主爆区爆破参数的设计与传统爆破一样，精细爆破更加注重保护临近开挖轮廓面岩体的爆破参数的设计。为了保护永久边坡岩体，精细爆破在主爆孔与永久边坡轮廓之间(侧向保护层)设置缓冲孔和轮廓爆破孔(预裂孔)。炮孔布置见图1。
图1炮孔布置示意
5.2缓冲孔与轮廓爆破孔(预裂孔)参数设计
精细爆破注重对临近开挖面岩体的保护，本工程以主爆孔的起爆不至损伤保留岩体为原则，采用如下步骤进行临近开挖轮廓面的爆破设计。主爆孔参数按传统方法设计，本文不做论述。
5.2.1确定保留岩体爆破损伤的允许质点峰值振动速度
允许质点峰值振动速度一般由现场试验确定，参照国内外研究成果及类似工程实例，本工程确定保留岩体爆破损伤的允许质点峰值振动速度为45cm/s。
5.2.2爆破参数设计原始数据
爆破参数初步设计采取半理论半经验公式进行。本工程岩石密度ρ=2650kg/m3、岩石纵波速度CP=4500m/s、爆破振动衰减指数α=1.3。炸药为2号岩石铵锑炸药，炸药密度ρe=1050kg/m3、炸药爆轰速度D=3400m/s、炸药等熵指数γ=3.0。主爆孔钻孔直径90mm，药卷直径70mm;缓冲孔钻孔直径90mm，药卷直径55mm;预裂孔钻孔直径70mm，药卷直径32mm。
5.2.3确定保留岩体中的爆破质点峰值振动速度分布
爆破质点峰值振动速度分布采用Lu－Hustrulid公式:
表2不同类型炮孔引起的质点峰值振动速度分布方程
5.2.4基于保留岩体爆破损伤控制的爆破参数校核
(1)、(2)两式中，并未涉及爆破孔网参数与装药参数的设计本身，而是对爆破孔网参数及装药参数需满足的控制条件，即炮孔的设计均不至于对保留岩体产生损伤。精细爆破就是要保证图1所示最后1排主爆孔、缓冲孔不会对保留边坡岩体产生爆破损伤。本工程根据半经验半理论设计准则及钻孔机械情况，确定了缓冲孔和主爆孔的炮孔直径及装药直径，这样可以根据保留岩体爆破损伤的允许质点峰值振动速度(本工程定为45cm/s)及预测的保留岩体中的爆破质点峰值振动速度(式(1))校核设计爆破孔网参数及装药参数的合理性。
表3不同类型炮孔最后1排孔离开边坡开挖轮廓的最小距离
参考文献:
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论文作者:马洪志
论文发表刊物:《防护工程》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/21
标签：精细论文; 质点论文; 参数论文; 工程论文; 峰值论文; 裂孔论文; 轮廓论文; 《防护工程》2018年第1期论文;