主厂房Ⅰ层厂运洞开挖爆破试验及安全监测措施.docx
- 文档编号:1982335
- 上传时间:2023-05-02
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:64.69KB
主厂房Ⅰ层厂运洞开挖爆破试验及安全监测措施.docx
《主厂房Ⅰ层厂运洞开挖爆破试验及安全监测措施.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《主厂房Ⅰ层厂运洞开挖爆破试验及安全监测措施.docx(13页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
主厂房Ⅰ层厂运洞开挖爆破试验及安全监测措施
主厂房Ⅰ层、厂运洞Ⅰ层
开挖爆破试验及爆破安全监测措施
1.目的及内容
1.1爆破试验目的及内容
1.1.1爆破试验目的
(1)通过初拟爆破参数、埋设监测仪器和质点振速公式,确定岩石常数k、α;
(2)k、α值确定后,根据允许质点振速,总结爆破振动衰减规律,为地下洞室开挖最大单响药量计算提供依据,从而确定合理钻爆参数,提高主厂房Ⅰ层、厂运洞Ⅰ层开挖光爆质量,减小对围岩振动破坏,保证高边墙稳定。
1.1.2爆破器材试验
根据《黄登水电站引水发电系统开挖爆破试验及爆破安全监测大纲》的要求,在厂房进行第I层(EL1516.00~EL1503.50)爆破开挖时,需要进行爆破器材试验。
爆破器材试验主要包括以下几个方面:
(1)起爆和传爆雷管试验
水利水电工程开挖爆破要求有合理的爆堆形状和抛掷方向、良好的抛掷顺序、有效的减震效果,因此对起爆顺序和起爆时间的准确性、可靠性要求很高。
黄登水电站引水发电系统开挖爆破中,为减小爆破有害效应的影响,必须实施严格的控制爆破,要求段与段之间不重段,排与排之间不串段,同时考虑降震的需要,这就对孔间、排间起爆时差提出了严格的要求。
为确保起爆网络的安全,使爆破达到设计目的,需要对非电起爆雷管的准爆率和延时精度有准确了解。
通过试验,对所选用的各段别接力及孔内起爆雷管进行准爆性研究并测试其延期时间,了解采用雷管可靠性,指导爆破设计和施工。
试验工作量:
普通塑料导爆管非电雷管:
6组;
(2)导爆索的传爆时间、传爆可靠度和起爆能力试验
导爆索是光面爆破和预裂爆破的主要爆破器材,而这两种爆破技术又是地下洞室群开挖爆破的主要技术。
在黄登引水发电系统地下洞室群开挖爆破中,导爆索的应用比较广泛,在预裂爆破、缓冲孔起爆、部分主爆孔起爆中都有应用。
导爆索的传爆时间、传爆可靠度和起爆能力关系到预裂爆破的成型效果,需要进行试验研究。
试验工作量:
导爆索3组。
(3)炸药性能试验
当炸药成分、质量和存放时间等产生变化时,炸药本身的爆炸能力也会发生变化。
水利水电工程开挖爆破对炸药的基本要求是:
炸药密度大于1100kg/m3,炸药爆速在4500m/s以上,作功能力大于320ml,猛度大于16mm,殉爆距离大于2倍的药径。
具有一定的抗水性、抗压(3kg/cm2)性能,起爆(8号雷管感度)、传爆(连续传爆25m)性能好。
由于黄登水电站开挖爆破的炸药来源于多家炸药厂生产的炸药,且其产品均包含铵梯和乳化炸药的全系列产品。
厂家不同,品质必然有所差异,因此需要对其进行研究分析。
试验工作量:
炸药共6组。
1.2安全监测目的及内容
1.2.1安全监测目的
(1)为施工期制定合理的爆破参数以及支护型式提供依据;
(2)了解爆破对保留岩体的影响程度,并作出合理的其安全性评价,从而判别已有的爆破安全控制标准是否合理,并为工程施工、验收提供依据。
1.2.2安全监测内容
本次安全监测的主要内容是爆破松动圈声波监测。
2.编制依据
《水电水利工程爆破施工技术规范》(DL/T5135-2001);
《水利工程施工》(第三版,中国水利水电出版社,袁光裕主编);
《爆破原理与设计》(重庆大学出版社,张志呈王刚编著)
《水利水电工程施工组织设计手册》(第2卷施工技术水利电力出版社)
《爆破安全规程》(GB6722-2003)。
《水电水利工程爆破安全监测规程》(DLT5333-2005);
《水利水电工程物探规程》(DL5010-92);
《水利水电工程岩石试验规程》(SL264-2001);
《工程岩体分级标准》(GB50218-94);
《水工建筑物岩石基础开挖施工技术规范》(DL/T5389-2007);
《水电水利工程施工试验、检测规范》(DL/T5111-2000)。
3.爆破试验
3.1爆破试验段选取
(1)主厂房Ⅰ层爆破试验段选取
在主厂房开挖前,选取空调机室(与进风洞交叉口至右端副厂房段下游边墙),厂纵0+220.5~厂纵0+210.15典型段,为主厂房开挖提高合理爆破参数。
(2)厂运洞Ⅰ层爆破试验段选取
根据目前开挖实际揭露地址条件和《厂区运输及交通洞开挖支护图2/7》,初步选取试验段为主运0+381~主运0+366(Ⅱ类围岩)。
上述2个部位爆破试验段选择可根据实际揭露的地质条件、施工进度计划等适当调整。
3.2爆破器材及造孔设备
3.2.1爆破器材
(1)炸药:
爆破试验采用乳化炸药,主要性能见表1:
表1
炸药
名称
爆力
(ml)
猛度
(mm)
殉爆
距离
(cm)
爆速(m/s)
有效期
(月)
药卷直径
(mm)
药卷重(kg)
乳化炸药
≥320ml
≥16mm
≥4cm
3300~4900
6
25/32
0.15/0.2
(2)导爆索:
浸水前导爆索爆速不低于6500m/s,能可靠传爆和起爆炸药,导爆索爆速不低于6000m/s。
(3)塑料导爆管:
采用普通非电豪秒雷管,塑料导爆管雷管的单发准确率应在99.9%以上,延时精度符合出产质量要求。
3.2.2造孔设备
采用TY28手风钻造孔,孔径φ50mm。
3.3爆破方法及掏槽方式
(1)爆破方法
为保证设计开挖面成型和开挖质量,采用光面爆破,沿开挖周边线按设计孔距钻孔,采用不耦合装药毫秒爆破,周边孔在主爆孔起爆后起爆,使开挖后沿设计轮廓获得保留良好边壁的爆破技术。
光面爆破孔主要分为掏槽孔、崩落孔(主爆孔)和周边孔。
掏槽孔和崩落孔连续装药,周边孔间隔装药。
(2)掏槽方式
洞身开挖中,设置掏槽孔以创造爆破自由面,掏槽孔互相平行且垂直于工作面,利用空眼作为相连炮眼装药的自由面。
爆破试验采用平行直孔掏槽中的九孔中空孔对称型掏槽方式,它适用于坚硬、均质、裂隙不大发育的岩体中,也适用于排炮进尺较大的隧洞开挖中。
当钻孔深度小于3m时,炮孔利用系数可达0.90~0.92,钻孔深度达3~4m时,炮孔利用系数降低到0.83~0.95。
3.4爆破试验钻爆设计
主厂房Ⅰ层、厂运洞Ⅰ层爆破参数初拟分别见附图1、附图2。
3.6装药、联线及起爆
人工装药、连线,导爆索(周边孔间隔装药药卷传爆)、导爆管传爆,电起爆装置起爆。
起爆顺序为先掏槽,再由最接近掏槽的崩落孔一层层向外依次起爆,然后是周边孔光爆,最后是底孔起爆,而掏槽孔与掏槽孔附近的崩落孔起爆时差可以相隔50ms以上,已达到更好的掏槽效果,而掏槽孔内的爆破孔,也需给以一定的时差起爆。
周边孔孔内采用导爆索连接,孔内延时起爆。
为达到更好的爆破效果,每孔的雷管宜装在孔底部位,并让聚能穴朝孔口。
3.7爆破振动控制
现在国内外都是以爆破质点振动速度与建筑物破坏之间存在着关系作为控制标准,质点振动速度传播规律的经验公式如下:
式中:
V—质点振动速度(cm/s);
Q—爆破装药量,齐发爆破时取总装药量,分段岩石爆破时视具体条件取有关段的或最大一段的装药量(kg);
R—爆破区药量分布的几何中心至观测点或建筑物、防护目标的距离(m);
K、α—与场地地质条件、岩体特性、爆破条件以及爆破区与观测点或建筑物、防护目标相对位置等有关的常数,由爆破试验确定。
3.8设备资源配置
爆破试验主要设备配置见表4:
表4
设备名称
型号
数量
设备名称
单位
数量
手风钻
YT28
12把
载重汽车
东风,8t
2辆
钻架台车
自制
2台
固定压风站
168m3/min
1座
装载机
ZL50C,3m3
2台
MiniMatePlus振动信号记录系统
套
2
反铲
PC300-6,1.4m3
2台
自卸汽车
红岩15t
10辆
爆破试验劳动力配置见表5:
表5
管理人员
8
反铲工
2
辅助人员
8
手风钻工
12
装载机工
2
台车工
2
测量工
8
炮工
8
驾驶员
12
表中作业人员为单班人数。
3.9爆破质量控制
(1)严格按照爆破设计图进行造孔、装药和连线起爆。
(2)开挖要求四点一线(底线点、中线点、起拱点、顶点)的孔位在同一直线上。
造孔时必须放尾线,保证造孔精度。
(3)严格控制开挖边界尺寸,尽量避免超欠挖,超挖不得超过20cm(不良地质原因影响除外)。
(4)周边孔在断面轮廓线上开孔,沿轮廓线调整的范围和掏槽孔的孔位偏差不宜大于5cm,其他炮孔的炮位偏差不得大于10cm。
(5)钻孔过程中,应经常进行检查,对周边孔要特别控制好钻孔角度。
(6)残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布,炮孔痕迹保存率:
完整岩石在80%以上,较完整和完整性差的岩石不小于50%,较破碎和破碎岩石不小于20%。
(7)相邻两孔间岩面平整,孔壁不应有明显的爆振裂痕。
3.10爆破安全
(1)炮孔装药、堵塞和引爆线路的联接,应由有“爆破员”作业证的炮工作业。
(2)火工材料的库存和领用必须严格按照火工材料管理规定执行。
运输车必须有危险标志,雷管、炸药严禁同车运输,如确需同车运输,必须用防爆箱隔离,并有一定的安全距离。
(3)雷管、炸药拉到工作面,不能及时装药的,应将装有炸药、雷管的防爆箱暂时分开放置,其安全距离应不小于5米。
(4)爆破作业现场应设置专职安全员,专人同意指挥,放炮前应由专职安全员设置好安全警介和防护,洞内工作人员和机械设备要及时撤离施工现场,严禁没搞好警戒就起爆。
人员撤离安全地点至爆破工作面的距离应不小于200m。
设备撤离至爆破工作面不小于100m的安全地点。
(5)处理盲炮前应由爆破负责人定出警戒范围,武官人员不允许进入警戒区,由有经验的爆破员处理盲炮。
导爆索和导爆管起爆网络发生盲炮时,应首先检查导爆索和导爆管是否有破损或断裂,如有,应修复后重新起爆。
(6)剩余火工材料、爆破后应及时退库,因特殊情况不能准时爆破但已装药的,必须设专人24小时看管。
(7)爆破完后应对顶拱和边墙围岩进行全面检查,发现危石及时清撬,不留安全隐患,洞内破碎段采用反铲进行安全处理。
(8)洞内作业人员必须配戴好安全帽等防护用品,挂牌上岗。
(9)洞内施工必须配备足够数量的照明,危险地段要设有明显的安全警示牌。
(10)严格执行安全用电的有关规定。
(11)其它严格按照项目部安全管理办法及相关文件执行。
3.11爆破振动监测分析
(1)测点布置
在同高程开挖爆破时,根据施工工序安排,同层开挖支护结构滞后爆破掌子面大约10m左右的距离,距离掌子面最近的已经支护的部位为关注的重点。
爆破质点振动监测是以基础部位的质点振动速度值来控制的,因此测点布置在两边帮基础部位,避免测点布置过高造成因放大效应引起的振动失真现象。
最近的测点距离爆破作业面的距离10m,其余测点之间的距离按指数规律布置。
测点布置示意图如下图:
(2)监测设备
监测设备采用加拿大Instantel公司生产的MiniMatePlus爆破记录仪。
MiniMatePlus(加拿大)系统最小可测到0.127mm/s(人能感觉到的震动为0.7~0.9mm/s)的振动。
该系统可以同时在同一观测点测试3个方向的爆破振动速度(含时程曲线),此外,还可提供峰值加速度、峰值位移以及频率—峰值振动速度曲线,可以记录300次不同时刻的爆破震动,该系统内置数码芯片自动对测试过程进行控制,可灵活方便设置测试参数,包括测试量程、采样频率、信号触发方式及电平大小,记录时间及次数等,并可适应全天候的野外作业条件,待机记录时间48小时以上。
测试系统框图见图1,测振系统示意图见图2。
MiniMate振速传感器
MiniMate记录仪
MiniMatePlus
专用分析软件
打印
输出
图1测试系统框图
图2MiniMatePlus振动信号记录系统
(3)试验成果
(1)爆破振动数据,并整理出振动速度衰减规律,以供施工中进行爆破振动控制。
(2)飞石特性,对爆堆和飞石距离进行测量,整理出爆破飞石特性。
(3)预裂面评价,出渣后对预裂面进行检查,检查项目为半孔率、平整度、爆破裂隙等。
(4)岩体波速测试;爆前应测得岩体纵波速度,爆破后用相同方法测量,取得变化值推算爆破对岩体的影响。
爆破后在垂直边面重新钻孔测量,距岩面不同深度纵波速度测量,取得爆破影响深度。
岩体波速测试可采单孔法或双孔法。
4.爆破安全监测(松动圈声波监测)
4.1检测方法及仪器
本项检测的目是对爆破围岩影响范围及程度进行综合评价。
基于此,主要采用钻孔岩体声波法(单孔声波测试)。
利用钻孔进行钻孔岩体声波测试,可获得水平方向或垂直(Z)方向的岩体波速分布以及岩体松动层厚度。
声波法检测岩体的基本方法及原理是:
由超声脉冲发射源向介质内发射高频弹性脉冲波,并用高精度的接收系统记录该脉冲波在岩体内传播过程中表现的波动特性;当岩体内存在不连续或破损界面时,形成波阻抗界面,波到达该界面时,产生波的透射和反射,使接收到的透射波能量明显降低;当岩体内存在松散、裂隙、结构面和孔洞等严重缺陷时,将产生波的散射和绕射;根据波的初至到达时间和波的能量衰减特性、频率变化及波形畸变程度等特征,可以获得测区范围内介质的纵波速度
(m/s)和密实度等参数。
从而分析判断爆破引起的松动圈范围和深度。
检测测试仪器和分析系统:
测试仪器主机采用武汉岩海工程技术开发公司生产的RS-ST01C一体化数字超声仪,见图3。
换能器采用湖南湘潭换能器厂生产的相关单孔、双孔、平面、大功率发射和带前置放大等换能器。
图3RS-ST01声波仪实物图
4.2主厂房Ⅰ层测孔布置
在厂房Ⅰ层拱肩部位沿轮廓面法线方向钻孔深至基岩以内4m以上,采用三角形布孔。
每台机组各选择一个断面在两侧拱肩各布置一组测孔,此外,还在副厂房部位也布置一个检测断面,即共布置5个检测断面,原则上要求在Ⅱ、Ⅲ等各类岩体中均布置检测断面,对于岩性较差部位加密检测;每断面在两侧拱肩各布置一组测孔,每组3孔;孔深5m,倾角30°,呈正三角形布置,要求平行造孔,孔径不低于φ51mm,孔间距设计为1.20m。
测孔布置示意见下图:
4.3厂运洞Ⅰ层测孔布置
沿隧洞边墙轮廓面法线方向钻孔深至基岩以内4m以上,采用直线布孔。
顺隧洞轴向每100m在两侧边壁各布置一组测孔,即共布置5个检测断面,原则上要求在Ⅱ、Ⅲ等各类岩体中均布置检测断面,对于岩性较差部位加密检测;每断面在两侧边壁各布置一组测孔,每组2孔;测孔距离地面1.0m~1.5m,孔深5m,倾角30°,呈一字形布置,要求平行造孔,孔径不低于φ51mm,孔间距设计为1.20m。
测孔布置示意见下图。
4.4监测工作量
在主厂房Ⅰ层和厂运洞Ⅰ层围岩声波监测中,单个爆破试验部位监测工作量如下:
施工期爆破松动圈检测孔,在轮廓面爆破完成后进行单孔声波检测,声波单孔检测测点间距20cm。
总计检测5个断面共10组声波,每组检测15m,共计进行150m单孔声波检测。
检测孔的具体孔位选择由业主、设计、监理依据现场实际情况而定。
4.5检测成果分析
4.5.1检测成果分析方法
在岩体中测试时,声波速度除受岩性、结构面发育特征、岩体风化程度影响外,还与岩体应力状态、岩体含水情况以及地温等有关。
一般来说,岩体愈致密坚硬,波速愈大,反之则愈小;岩性相同时,波速与结构面特征密切相关;在压应力作用下,波速随应力增加而增加,波幅衰减少,而在拉应力作用下,波速随应力值的增加而减小,衰减增大;相同的岩体,含水率越高,波速愈大,波幅衰减越小;温度的影响则比较复杂,一般来说,岩体处于正温时,波速随温度增高而降低,处于负温时则相反。
本工程部位采用单孔法进行声波检测。
对于单孔一发双收法,声波速度按式5-1计算。
式中:
VP——岩体中声波纵波速度,m/s;
L——一发双收换能器间距,即接收换能器R1和R2之间的距离,m;
t1——接收换能器R1接收到声信号的时间,s;
t2——接收换能器R2接收到声信号的时间,s。
4.5.2检测资料处理和分析技术要求
(1)准确判读初至数据,并专人检查数据,经校核后,作为原始资料保存;
(2)经校核后的原始数据,利用相关的一些专用软件绘制有关图件,作为成果资料;
(3)所有原始资料及处理成果,均以数据文件形式存放在计算机硬盘或软盘中,以备调用和整编总报告并用;
(4)对实测及处理资料进行统计、分析,对爆破影响范围做出评价。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 厂房 层厂运 洞开 爆破 试验 安全 监测 措施
![提示](https://static.bingdoc.com/images/bang_tan.gif)