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1、水平预裂爆破开挖保护层施工方案摘要：鉴于厂房坝段石方工程量比较大，厂房坝段石方开挖工期将直接制约7#8#溢流坝段的混凝土浇筑施工。厂房坝段周边坡度要求比较高，均需要进行预裂爆破施工，并且上下预留台阶存在一定高差，仅仅采用传统的保护层分层爆破开挖法施工，将无法满足建基面基础开挖工期与临近溢流坝段混凝土浇筑要求。 关键词：水平预裂 爆破 开挖 保护层 施工方案 1.前言鉴于厂房坝段石方工程量比较大，厂房坝段石方开挖工期将直接制约7#8#溢流坝段的混凝土浇筑施工。厂房坝段周边坡度要求比较高，均需要进行预裂爆破施工，并且上下预留台阶存在一定高差，仅仅采用传统的保护层分层爆破开挖法施工，将无法满足建基面
2、基础开挖工期与临近溢流坝段混凝土浇筑要求。承包人经过多次论证研究，决定对存在高差（EL101.95、EL103.42两个平台）的建基面保护层开挖采用水平预裂爆破辅以垂直浅孔梯段爆破法一次爆破完成。采用水平预裂的施工方法可以增加保护层开挖施工进度。对于厂房坝段预留的保护层，采取水平预裂和钻垂直爆破孔一次爆破的施工方法，保护层垂直爆破孔采用CM351型钻机和Y26手风钻机，孔径分别为105mm和42mm。孔底高程距建基面不小于0.7m，采用微差梯段爆破。爆破后，可以直接用大型挖掘设备挖装，缩短保护层开挖的出渣时间此施工方法可减少保护层分层开挖频繁出渣和钻孔的工序，加快保护层开挖施工进度。2.水平预
3、裂参数的选择与确定（1）钻孔直径根据我国水利工程边坡预裂爆破一般采用孔径为80110mm的施工经验，并结合关门岩电站厂房工程现有的钻孔机械设备的性能特点，选择CM351液压钻为水平预裂孔的主要钻孔机具，钻孔直径为105mm，其次选择手风钻为辅助钻孔机具，钻孔直径为42mm。（2）钻孔间距钻孔间距a和钻孔直径D的关系可用间距系数n来表示：anD；n值的大小决定着钻孔的数量，n值过大，不能保证预裂缝的形成，影响预裂效果；n值过小，将增加钻孔数量，不经济，并且影响施工进度。根据经验般认为n值取712较合适。经多次生产性试验和施工总结，确定采用CM351钻机(相应钻孔直径为105mm)
4、施工时，设计钻孔间距80100cm，n值为810；采用手风钻(相应钻孔直径42mm)施工时，设计钻孔间距4050cm，n值为10。（3）不耦合系数E根据钻孔直径D的大小选择药卷直径d。不耦合系数E是指钻孔直径与药卷直径的比值，可用ED/d表示。用于本工程预裂爆破的药卷直径为32mm，钻孔直径为105mm时，E值为3.28，钻孔直径为42mm时，E值为1.31，（4）钻孔深度L水平预裂的钻孔施工难度较大，当钻孔深度过大时(孔深超过10m时)，钻孔水平精度难以掌握，往往出现向下偏斜，造成孔口与孔底不在同一高程上，最大偏差达50cm，为保证建基面的开挖平整度，实际钻孔过程中除严格控制开孔孔位高程和角
5、度外，还必须控制钻孔深度。当采用CM35l钻机时，钻孔深度以10m为宜，采用手风钻钻孔时，钻孔深度以3m为宜。（5）线装药密度线根据厂房坝段风化粉砂质泥岩的岩性，参照其它水利工程的施工经验，选择经验公式为：线0.034压0.63a0.67式中：线线装药密度(kg/m)压岩石极限抗压强度(MPa)a钻孔间距(m)依据上式计算的结果，并经左岸溢流坝段生产性试验不断调整线装药密度，最终确定线装药密度为400450g/m。（6）堵塞长度L1实践证明，孔口堵塞长度对水平预裂面的效果有一定影响，堵塞长度过短，则爆破时气体逸出，不易形成预裂缝或预裂缝宽度不够；堵塞长度过长，则在孔口附近部位易残留水平炮孔。实
6、际施工中的堵塞长度根据爆破效果进行不断调整修正，一般取80100cm为宜。（7）装药结构设计水平预裂与一般边坡预裂有着本质上的区别一般边坡预裂爆破是在无限体中进行的，底部夹制作用较大，而水平预裂爆破是在2.02.5m厚的有限体中进行，类似于光面爆破，底部夹制作用小。爆破施工过程中，为方便施工，根据钻孔深度的不同，将确定的线装药密度均匀分布在孔内，孔底40cm范围内装药密度适当增加一倍，孔口堵塞长度以下50cm适当减小一半药量。典型装药结构见图l。图1 水平预裂孔典型装药结构图3.浅孔梯段爆破参数的选择（1）钻孔直径与药卷直径根据厂房坝段工程现有的钻孔机械和药卷品种规格，选用Y26手风钻作为钻孔
7、设备，钻了孔直径为42mm，相应药卷直径为32mm。（2）钻孔深度钻孔深度视保护层厚度而定，但必须控制钻孔底部在距建基面0.81.0m处终孔，当保护层厚度为2.0m时，钻孔深度一般为1.21.0m。见图2。（3）炮孔间距参照垂直梯段爆破的经验，当采用CM351施工时，孔距一般为1.51.8m，排距1.01.2m。当采用手风钻钻孔时，孔距一般为1.01.2m，排距0.50.6m。（4）单位耗药量根据厂房坝段粉砂质泥岩的岩性特点，单位耗药量q值控制在0.400.45kg/m3范围内。爆破参数的确定原则，一般根据钻孔机具的性能、岩石性质，并参照以往的工程经验选定其基本参数，施工中根据爆破效果不断进行
8、调整和修正。典型布孔示意图见图2，实际采用的爆破参数见表1。图2 典型布孔示意图3.施工工艺及技术要求（1）施工准备进入保护层厚度范围内钻孔作业前，首先进行测量放样，以确定水平预裂和浅孔梯段爆破的作业范围，并用红油漆标明水平预裂孔的开孔高程线，水平预裂开孔高程线以上70cm处为浅孔梯段爆破孔的孔底高程。表1 爆 破 参 数 表爆破类型钻孔机具孔径（mm）孔距（cm)排距(cm)孔深（m）布孔型式药卷直径（mm）单位耗药量备注水平预裂爆破CM351液压钻105801001032300-350g/m水平预裂范围超出浅孔梯段爆破范围的距离e取1.02.0m,浅孔爆破孔孔底为距水平建基面距离c为0.7
9、m。手风钻455040503.032浅孔梯段爆破CM351液压钻1051501801001202.02.2梅花型750.4-0.45kg/m3保护层厚度为2.0m手风钻455010012050601.51.732（2）钻孔作业水平预裂爆破孔和浅孔梯段爆破孔可同时作业。水平预裂孔利用相邻较低的设计台阶（EL100.48台阶）作为施工作业面。水平预裂孔开孔误差要求不大于10cm，浅孔梯段爆破孔的孔底高程误差不大于20cm。钻孔时要根据地形变化，严格控制钻孔深度和方向。为减小梯段爆破地震效应对水平建基面的作用，阻止梯段爆破在岩体中产生的爆破裂隙和节理裂隙面、层面的破坏延伸到建基面岩体中，要求水平预裂
10、范围要超出梯段爆破范围1.02.0m。钻孔完毕后，要对钻孔孔位、孔深和孔斜进行认真检查，并作好记录，对未满足设计要求的钻孔，必须进行补钻(欠深)或充填(超深)。为防止保护层开挖过程中，破坏已经成型的开挖边坡，拟定在水平预裂孔的两端设置空孔达到限裂要求。（3）装药联网厂房坝段工程基础保护层开挖采用2#岩石硝铵乳化炸药，导爆索或导爆管传爆，毫秒微差雷管起爆。垂直浅孔梯段爆破孔一般采用自孔底向上连续装药和间隔两种装药结构。起爆顺序沿抵抗线最小的方向依次分段起爆，控制最大一段起爆药量小于100kg。水平预裂孔采用间隔不耦合装药。为阻止预裂缝延伸至预裂范围以外的保留岩体内，在水平预裂孔两端各预留一孔不装
11、药，作为导向孔。水平预裂一般控制最大一段起爆药量小于50kg。水平预裂爆破和垂直浅孔梯段爆破同时按设计的装药结构分别装药，并在同一网络内联接，控制预裂爆破先于梯段爆破的起爆时差为75100ms。4.技术供应4.1土石方开挖主要施工设备见表4-1；4.3人员投入见表4-2。表4-1 主要施工设备配备计划表序 号设备名称型 号单 位数 量备注1挖掘机EX350台22挖掘机EX280台13推土机D85台14推土机D65台15潜孔钻CM351台26手风钻YT26台57移动式空压机VHP700台28自卸汽车15t台7表4-2 主要人员投入计划表工种管理人员技术人员测量工钻工爆破工空压工挖掘机司机自卸汽车
12、司机推土机司机电工水泵工修理工力工合计人数3331466921655620107劳德诺又道：“当时我问师父：林家这辟邪剑法威力很大么？青城派为甚么这样用心修习？师父不答，闭眼沉思半晌，才道：德诺，你入我门之前，已在江湖上闯荡多年，可曾听得武林之中，对福威镖局总镖头林震南的武功，如何评论？我道：武林中朋友们说，林震南手面阔，交朋友够义气，大家都买他的帐，不去动他的镖。至于手底下真实功夫怎样，我不大清楚。师父道：是了！福威镖局这些年来兴旺发达，倒是江湖上朋友给面子的居多。你可曾听说，余观主的师父长青子少年之时，曾栽在林远图的辟邪剑下？我道：林林远图？是林震南的父亲？师父道：不，林远图是林震南的祖父
13、，福威镖局是他一手创办的。当年林远图以七十二路辟邪剑法开创镖局，当真是打遍黑道无敌手。其时白道上英雄见他太过威风，也有去找他比试武艺的，长青子便因此而在他辟邪剑法下输了几招。我道：如此说来，辟邪剑法果然是厉害得很了？师父道：长青子输招之事，双方都守口如瓶，因此武林中都不知道。长青子前辈和你师祖是好朋友，曾对你师祖说起过，他自认这是他毕生的奇耻大辱，但自忖敌不过林远图，此仇终于难报。你师祖曾和他拆解辟邪剑法，想助他找出这剑法中的破绽，然而这七十二路剑法看似平平无奇，中间却藏有许多旁人猜测不透的奥妙，突然之间会变得迅速无比。两人钻研了数月，一直没破解的把握。那时我刚入师门，还只是个十来岁的少年，在
14、旁斟茶侍候，看得熟了，你一试演，便知道这是辟邪剑法。唉，岁月如流，那是许多年前的事了。”林平之自被青城派弟子打得毫无招架之功，对家传武功早已信心全失，只盼另投明师，再报此仇，此刻听得劳德诺说起自己曾祖林远图的威风，不由得精神大振，心道：“原来我家的辟邪剑法果然非同小可，当年青城派和华山派的首脑人物尚且敌不过。然则爹爹怎么又斗不过青城派的后生小子？多半是爹爹没学到这剑法的奥妙厉害之处。” 只听劳德诺道：“我问师父：长青子前辈后来报了此仇没有？师父道：比武输招，其实也算不得是甚么仇怨。何况那时候林远图早已成名多年，是武林中众所钦服的前辈英雄，长青子却是个刚出道的小道士。后生小子输在前辈手下，又算得
15、了甚么？你师祖劝解了他一番，此事也不再提了。后来长青子在三十六岁上便即逝世，说不定心中放不开此事，以此郁郁而终。事隔数十年，余沧海忽然率领群弟子一起练那辟邪剑法，那是甚么缘故？德诺，你想那是甚么缘故？“我说：瞧着松风观中众人练剑情形，人人神色郑重，难道余观主是要大举去找福威镖局的晦气，以报上代之仇？师父点头道：我也这么想。长青子胸襟极狭，自视又高，输在林远图剑底这件事，一定令他耿耿于怀，多半临死时对余沧海有甚么遗命。林远图比长青子先死，余沧海要报师仇，只有去找林远图的儿子林仲雄，但不知如何，直挨到今日才动手。余沧海城府甚深，谋定后动，这一次青城派与福威镖局可要有一场大斗了。“我问师父：你老人家
16、看来，这场争斗谁胜谁败？师父笑道：余沧海的武功青出于蓝而胜于蓝，造诣已在长青子之上。林震南的功夫外人虽不知底细，却多半及不上乃祖。一进一退，再加上青城派在暗而福威镖局在明，还没动上手，福威镖局已输了七成。 倘若林震南事先得知讯息，邀得洛阳金刀王元霸相助，那么还可斗上一斗。德诺，你想不想去瞧瞧热闹？我自是欣然奉命。师父便教了我几招青城派的得意剑法，以作防身之用。” 陆大有道：“咦，师父怎地会使青城派剑法？啊，是了，当年长青子跟咱们祖师爷爷拆招，要用青城派剑法对付辟邪剑法，师父在旁边都见到了。”劳德诺道：“六师弟，师父他老人家武功的来历，咱们做弟子的不必多加推测。师父又命我不可和众同门说起，以免泄
17、露了风声。但小师妹毕竟机灵，却给她探知讯息，缠着师父许她和我同行。我二人乔扮改装，假作在福州城外卖酒，每日到福威镖局去察看动静。别的没看到，就看到林震南教他儿子林平之练剑。小师妹瞧得直摇头，跟我说：这哪里是辟邪剑法了？这是邪辟剑法，邪魔一到，这位林公子便得辟易远避。”在华山群弟子哄笑声中，林平之满脸通红，羞愧得无地自容，寻思：“原来他二人早就到我局中来窥看多次，我们却毫不知觉，也真算得无能。” 劳德诺续道：“我二人在福州城外耽不了几天，青城派的弟子们就陆续到了。最先来的是方人智和于人豪二人。他二人每天到镖局中踹盘子，我和小师妹怕撞见他们，就没再去。 那一日也是真巧，这位林公子居然到我和师妹开设
18、的大宝号来光顾，小师妹只好送酒给他们喝了。当时我们还担心是给他瞧破了，故意上门来点穿的，但跟他一搭上口，才知他是全然蒙在鼓里。这纨裤弟子甚么也不懂，跟白痴也差不了甚么。便在那时，青城派中两个最不成话的余人彦和贾人达，也到我们大宝号来光顾” 陆大有鼓掌道：“二师哥，你和小师妹开设的大宝号，当真是生意兴隆通四海，财源茂盛达三江。你们在福建可发了大财哪！”那少女笑道：“那还用说么？二师哥早成了大财主，我托他大老板的福，可也捞了不少油水。”众人尽皆大笑。劳德诺笑道：“别瞧那林少镖头武功稀松平常，给咱们小师妹做徒儿也还不配，倒是颇有骨气。余沧海那不成材的小儿了余人彦瞎了眼睛，向小师妹动手动脚，口出调笑之
19、言，那林公子居然伸手来抱打不平” 林平之又是惭愧，又是愤怒，寻思：“原来青城派处心积虑，向我镖局动手，是为了报上代败剑之辱。来到福州的其实远不止方人智等四人。我杀不杀余人彦，可说毫不相干。” 他心绪烦扰，劳德诺述说他如何杀死余人彦，就没怎么听进耳去，但听得劳德诺一面说，众人一面笑，显是讥笑他武功甚低，所使招数全不成话。只听劳德诺又道：“当天晚上，我和小师妹又上福威镖局去察看，只见余观主率领了侯人英、洪人雄等十多个大弟子都已到了。我们怕给青城派的人发觉，站得远远的瞧热闹，眼见他们将局中的镖头和趟子手一个个杀了，镖局派出去求援的众镖头，也都给他们治死了，一具具尸首都送了回来，下的手可也真狠毒。当时
20、我想，青城派上代长青子和林远图比剑而败，余观主要报此仇，只须去和林震南父子比剑，胜了他们，也就是了，却何以下手如此狠毒？那定是为了给余人彦报仇。可是他们偏偏放过了林震南夫妻和林平之三人不杀，只是将他们逼出镖局。林家三口和镖局人众前脚出了镖局，余观主后脚就进去，大模大样的往大厅正中太师椅上一坐，这福威镖局算是教他青城派给占了啦。”陆大有道：“他青城派想接手开镖局了，余沧海要做总镖头！”众人都是哈哈一笑。 劳德诺道：“林家三口乔装改扮，青城派早就瞧在眼里，方人智、于人豪、贾人达三人奉命追踪擒拿。小师妹定要跟着去瞧热闹，于是我们两个又跟在方人智他们后面。到了福州城南山里的一家小饭铺中，方人智、于人豪
21、、贾人达三个露脸出来，将林家三口都擒住了。 小师妹说：林公子所以杀余人彦，是由我身上而起，咱们可不能见死不救。我极力劝阻，说道咱们一出手，必定伤了青城、华山两家的和气，何况余观主便在福州，我二人别要闹个灰头土脸。”陆大有道：“二师哥上了几岁年纪，做事自然把细稳重，那岂不扫了小师妹的兴致？” 劳德诺笑道：“小师妹兴致勃勃，二师哥便要扫她的兴，可也扫不掉。当下小师妹先到灶间中去，将那贾人达打得头破血流，哇哇大叫，引开了方于二人，她又绕到前面去救了林公子，放他逃生。”陆大有拍手道：“妙极，妙极！我知道啦，小师妹可不是为了救那姓林的小子。她心中却另有一番用意。很好，很好。”那少女道：“我另有甚么用意？
22、你又来胡说八道。”陆大有道：“我为了青城派而挨师父的棍子，小师妹心中气不过，因此去揍青城派的人，为我出气，多谢啦”说着站起身来，向那少女深深一揖。那少女噗哧一笑，还了一礼，笑道：“六猴儿师哥不用多礼。”那手拿算盘的人笑道：“小师妹揍青城弟子，确是为人出气。是不是为你，那可大有研究。挨师父棍子的，不见得只你六猴儿一个。”劳德诺笑道：“这一次六师弟说得对了，小师妹揍那贾人达，确是为了给六师弟出气，日后师父问起来，她也是这么说。”陆大有连连摇手，说道：“这这个人情我可不敢领，别拉在我身上，教我再挨十下八下棍子。”那高个儿问道：“那方人智和于人豪没追来吗？”那少女道：“怎么没追？可是二师哥学过青城派的剑法，只一招鸿飞冥冥，便将他二人的长剑绞得飞上了天。只可惜二师哥当时用黑布蒙上了脸，方于二人到这时也不知是败在我华山派10