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探索西江“龙圩水道”水下延时爆破降低震动传播速度参数选取

来源:用户上传      作者:张利洪

  摘要:为解决西江“龙圩水道”水下爆破整治工程临近高楼居民对震感的特殊要求,探索将爆破震动传播速度降低到了0.5m/s 以下延时爆破参数选取。通过监测验证达到要求。
  关键词:降低震动传播速度;延时爆破;爆破参数;监测验证
  中图分类号:U615 文献标识码:A 文章编号:1006―7973(2022)03-0079-05
  “黄金水道”西江“龙圩水道”水下延时爆破整治工程临近梧州主城区。岸边高楼及建筑物比较复杂,对爆破震动及空气冲击波要求高。震动传播速度超过0.5m/s 时,居民楼15层以上人楦芯跽鸲比较强烈。探索水下延时爆破降低震动传播速度参数选取。
  “延时爆破”技术具有爆破震动小,空气冲击波及飞石危害小,爆堆“大块率”和能耗均低,能够提高炸药利用率等特点。“水下爆破”技术采用“簇联”起爆网路。
  1工程概况
  1.1工程周边建筑物情况
  西江航运干线贵港至梧州3000吨级航道工程“龙圩水道”位于梧州主城区,南岸楼房比较多。南北两岸已建防洪堤,岸坡较为稳定。经卫星地图实测,南岸防洪堤最近距离约110m。爆区最近点距“江南明珠”小区256m,距“龙翔百汇”小区244m,距“水岸名都”小区190m。爆区周边建筑物如下图:
  1.2居民对爆破震动传播速度要求
  西江航运干线贵港至梧州3000吨级航道工程“龙圩水道”K0+600-K1+957段水下钻孔延时爆破作业区临近居民小区。通过监测对比知:当震动传播速度超过0.5m/s 时,居民楼15层以上人为感觉震动比较强烈。这比规范要求要高很多。必须采用合理的爆破参数来减少震动速度。
  2水下延时爆破方案的思路
  “龙圩水道”整治工程为水下岩石延时爆破疏浚, 专业性较强。采用专用的水下钻孔爆破施工船“f翔号”进行钻爆施工。船上配备6台150型潜孔钻机。
  采取水下延时控制爆破方案施工。采用毫秒延时起爆网路,分散一次爆破总能的聚集;控制单孔的装药量,限制一次起爆总药量;达到降低震动传播速度,将震动传播速度降低到0.5m/s 以下。减少爆破施工对周边民房、建筑物的影响确保爆破施工的安全。
  3确定水下延时爆破参数
  3.1延时选取
  延时爆破技术在工程爆破中得到了广泛的应用。然而 , 由于炸药性能、装药结构、介质性质、地质条件等多种因素的复杂性 , 尤其是群药包先后起爆的延时时间非常之短 , 一般为几十毫秒甚至几毫秒 , 从而使如何确定合理的延时时间成了延时爆破技术研究的核心和焦点问题。国内外许多人士对此进行了大量探索性研究 , 并提出了一系列的确定原则和计算方法。我国长沙矿研院研究认为 , 先爆药包为后爆药包开创新的自由面 , 后爆药包应尽可能利用先爆药包所造成的应力场和爆生气体能量促进介质的破碎 , 通常延时时间为25-50ms。
  本方案通过监测对比确定选择延时50ms。
  3.2选取钻孔直径
  改用直径90mm 的炮孔代替直径115mm 的炮孔。整个钻孔采用加密布孔的方法进行钻爆。减少单孔药量,采用孔间延时控制爆破,确保爆破安全。
  选取采用钻孔直径为Φ=90mm 钻头进行钻孔,Φ70mm 药卷装药。
  3.3选择布孔方式及孔排距
  炮孔布置形式由矩形改为梅花形。为便于定位,避免造成漏爆和补爆及欠挖现象;增加爆破效果。爆破钻孔采取“梅花”形布孔。
  缩短炮孔排距。孔径单耗确定后,根据岩石的坚固系数和爆破作业所处环境以及清渣作业的技术要求,选择合理的最小抵抗线(排距)很为重要。
  爆破钻孔采取“梅花”形布孔,孔排距为3m×1.5m。
  3.4超深值的确定
  钻孔超深目的降低装药位置,克服底部阻力。根据爆破漏斗原理,避免留有浅埂,确保清渣一次性达设计深度。
  钻孔超深:C=1.0~2.0m,硬岩取较大值,软岩取较小值。本工程取 C=2.0m,最深孔深控制不超过5.0m。抛掷爆破中超深形成的爆破漏斗对破裂岩石的影响见下图:
  3.5孔药量计算
  根据《水运工程爆破技术规范》,炮孔装药量按下式计算:
  Q=q0baH
  Q――炮孔装药量(kg);
  q0――水下爆破单位炸药消耗量(kg/m )(根据3施工经验及该水域4月16日~5月1日的现场爆破情况,单耗选0.8~1.3kg/m3能满足工程需要,本方案选取);
  b――钻孔排距(m);
  a――钻孔间距(m);
  H――钻孔深度(m)。
  钻孔间距:a=3m
  钻孔排距:b=1.5m
  (钻孔直径:D=90mm。药卷直径:d=70mm,药卷长度30~35cm,药卷重量1.6kg,药卷线密度5kg/m。)
  岩石开挖厚度:H0=1.0~3.0m
  钻孔深度:H=H0+ C
  则单孔装药量参见下表(超深 C=2.0m)
  3.6装药长度及堵塞长度装药长度计算公式: L=Q/△
  式中 Q――每孔装药量(kg);
  △――药卷线密度(kg/m);
  L――装药长度(m)
  根据上式计算结果如下表:
  3.7装药结构
  为确保爆破点周围建筑物的安全,本工程采用分段毫秒延时控制爆破方法。选择逐孔起爆,根据孔药量计算,则单段最大药量为20.8kg。当确认炸药到达孔底后采用粘土或砂子进行炮孔堵塞,并保证堵塞长度符合设计要求。为防止碎石堵孔及泥沙回淤,钻孔完成后应立即装药。装药前,应先用装药杆(竹竿)检查孔壁的质量和孔深。根据爆破厚度(含超深),现场决定采用起爆体的个数。装药结构如下图所示。

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