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岩塞爆破:特点与类型

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:岩塞爆破是水下爆破的一种方式。岩塞爆破起源于挪威,并实施了近300例。表5-1我国部分工程岩塞爆破参数表续表岩塞爆破类型。图5-1集渣型和冲渣型岩塞爆破示意图各类型岩塞爆破特点与要求以及适用范围分别见表5-2、表5-3。岩塞爆破在水下隧洞内进行施工,形成的进水口长期处于深水下运行,很难进行检修,这些特殊运行条件,需确保岩塞爆通成型、安全稳定。岩塞口及附近的岩体应安全稳定,不发生坍塌或滑坡。

岩塞爆破:特点与类型

(1)岩塞爆破特点。岩塞爆破是水下爆破的一种方式。在修建好的水库或天然湖泊中修建隧洞用以引水发电、灌溉、供水或泄洪排淤,隧洞的进水口在水库或湖泊较深水位处,如采用围堰方式修建进口时,因受水位的影响,围堰工程量巨大,防渗条件差,技术复杂,工期长,拆除困难,当水位很高时,将无法建造围堰。为解决这一工程难题,在隧洞进口处预留一定厚度的岩体,即岩塞,待从下游施工的隧洞内所有工程完成验收后,最后用爆破方法一次爆除预留岩塞,满足工程要求。实践证明,岩塞显然是经济合理的方案,被国内外所普遍采用。

采用岩塞爆破方案不受库水位与季节条件影响,可免除围堰修筑与拆除,缩短工期,节约大量材料、设备与资金,提高工效,且不影响水库或湖泊的正常使用,与施工互不干扰。岩塞一面临水,一面临空,施工条件特殊,需特别注意涌水及漏水处理。岩塞爆破紧邻已完成的隧洞混凝土、进水口闸门井、闸门等水工建筑物,需要采取有效的防护措施,岩塞体的爆渣需要妥善处理不留后患。岩塞爆破只允许一次爆破成功,没有第二次机会,显然,岩塞爆破是一种特殊的控制爆破。

岩塞爆破起源于挪威,并实施了近300例。我国1969年开始在青河水库进行第一例岩塞爆破工程研究,实施岩塞爆破的工程有30余个,其中以丰满水库岩塞爆破规模最大。近年来,岩塞爆破工程有所增加,我国部分工程岩塞爆破参数见表5-1。

表5-1 我国部分工程岩塞爆破参数表

续表

(2)岩塞爆破类型。岩塞爆破有洞室爆破、排孔爆破、洞室和排孔相结合的三种爆破方法。

洞室爆破为集中药包,作用比较明确,起爆网路简单。药室施工难度较大、时间长,药室装药集中,爆破振动大、爆破岩块不均匀、进水口成型较差、施工安全性较差。

排孔爆破施工简单、速度快、药量分散、震动较小、进水口成型好、爆破后石块均匀,施工安全性较好。缺点是采用一般电雷管时,电爆网路较复杂,排孔爆破适用于较小尺寸的岩塞体,我国采用全排孔岩塞爆破的岩塞厚度一般不超过6m。

洞室和排孔相结合的爆破方式,兼有上述两种方案的优点,如果采用一般电雷管,电爆网路较为复杂,有洞室开挖,又有钻孔施工时,增加了施工设备和工序。

根据岩塞爆破集渣类型,岩塞爆破又分为有集渣坑爆破和无集渣坑爆破,集渣型和冲渣型岩塞爆破见图5-1。有集渣坑的岩塞爆破中,又分为集渣坑堵洞爆破和敞洞爆破,堵洞爆破时在隧洞进水口闸门后某一位置实施封堵,使石渣全部进入集渣坑,主要是用于引水发电隧洞,下游厂房已经修建好,隧洞内不允许石渣通过;封堵式爆破时,应确保堵头稳定可靠,爆后再下闸拆除堵头。集渣坑敞洞爆破时,石渣大部分进入集渣坑,爆破后允许部分石渣通过洞身段流入下游河床。无集渣坑的泄渣爆破,石渣全部通过隧洞下泄排出,爆破后与运行期均允许石渣通过洞身。

我国于20世纪70年代实施岩塞爆破,早期从小型洞室爆破为主体,逐步过渡至以排孔爆破为主体,也有洞室、排孔相结合的形式。由于岩塞洞室爆破其药室较小,施工极其困难,当岩体破碎时存在较大风险,随着先进钻孔的应用,以及爆破器材的发展,设计时倾向于使用排孔方案,以精确的大直径钻孔,集成药室,取得类似洞室布药效果。当岩塞断面较大,岩体完好时,也可在岩塞内部预开挖一定长度和直径的洞室后,再实施排孔爆破。

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图5-1 集渣型和冲渣型岩塞爆破示意图

各类型岩塞爆破特点与要求以及适用范围分别见表5-2、表5-3。

表5-2 各类型岩塞爆破特点与要求表

表5-3 各类型岩塞爆破适用范围表

(3)岩塞爆破工程要求。岩塞爆破在水下隧洞内进行施工,形成的进水口长期处于深水下运行,很难进行检修,这些特殊运行条件,需确保岩塞爆通成型、安全稳定。

1)一次爆通成型。工程实施时,一定要查明岩塞部位的地形和地质条件,采用正确的技术措施,确保一次爆通。

2)进水口成型良好。开口尺寸应满足进水流态的要求,爆破形成的进水口力求完整,具有良好的水力学条件,以保证进水口具有良好的过水能力和长期运行的稳定性。岩塞口及附近的岩体应安全稳定,不发生坍塌或滑坡

3)确保附近水工建筑物的安全。在岩塞附近常有大坝、厂房、闸门井、闸门、引水隧洞等水工建筑物,必要时需采用可靠的技术措施以确保这些建筑物在爆破时的安全。

4)岩塞厚度应满足施工过程中岩塞体在高水压力作用下的稳定,保证在隧洞开挖爆破和岩塞体钻孔与药室开挖施工时的安全。

5)岩塞体底部的集渣坑应满足爆落石渣堆放或顺畅下泄,可在岩塞隧洞内充水并设置气垫,确保石渣进入在集渣坑内,不发生喷井现象。

6)泄渣爆破时,石渣对隧洞结构产生撞击和磨损,应控制爆破石渣块径,减轻对洞壁衬砌混凝土的撞击和磨损,在易磨损部位应采取适当的防护措施。

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