本發(fā)明涉及水利水電工程領(lǐng)域，尤其是指一種深水厚淤積覆蓋的水下巖塞爆破方法，適用于高水頭、厚淤積覆蓋條件下的進(jìn)水口巖塞爆破工程。
背景技術(shù)：
：水下巖塞爆破是一種水下控制爆破技術(shù)，在已建水庫或天然湖泊中取水、發(fā)電、灌溉供水和泄洪時(shí)，為修建隧洞的取水口，避免在深水中建造圍堰，采用巖塞爆破是一種經(jīng)濟(jì)而有效的方法。由于一些水庫或湖泊的水下淤積或覆蓋較厚，使得取水口采用洞室爆破的水下巖塞爆破技術(shù)難度大大增加，其爆破中的關(guān)鍵技術(shù)巖塞藥室藥量計(jì)算，到目前為止還是一個(gè)全新的課題，既沒有成熟的經(jīng)驗(yàn)可借鑒，也沒有適宜的計(jì)算公式可采用，如何較準(zhǔn)確地計(jì)算深水厚淤積覆蓋下巖塞爆破藥室藥量一直是本領(lǐng)域的技術(shù)空白，深水厚淤積覆蓋下巖塞爆破方法也成為空白。有關(guān)文獻(xiàn)也給出了具有覆蓋層的水下爆破藥量修正計(jì)算公式，如：長(zhǎng)江科學(xué)研究院提出水下爆破巖石單耗藥量計(jì)算公式，日本工業(yè)與火藥協(xié)會(huì)編寫的《新爆破手冊(cè)》裝藥量修正公式，瑞典提出的考慮水深和淤積覆蓋層以及水下巖石膨脹的單耗計(jì)算公式。這些公式的藥量計(jì)算都是與水深、覆蓋層厚度呈線性關(guān)系。但是，有關(guān)文獻(xiàn)研究表明，當(dāng)水深大于30m時(shí)，水下爆破藥量增加甚微，一般水下爆破可較陸地增加藥量20％～30％，可見藥量的增加并不是與水深呈線性關(guān)系，顯然這些公式對(duì)于較大水深和淤積覆蓋的藥量計(jì)算是不合理的。此外，這些公式僅適用于水下鉆孔爆破。鑒于目前高水頭厚淤積覆蓋水下巖塞爆破方法仍處于空白狀態(tài)，研究探討應(yīng)用范圍廣的深水厚淤積覆蓋下巖塞爆破方法已成為人們所關(guān)注的問題。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種基于修正爆破作用指數(shù)的深水厚淤積覆蓋下巖塞爆破方法，以解決對(duì)于較大水深和淤積覆蓋的水下巖塞爆破方法仍處于空白狀態(tài)的問題。本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：包括下列步驟：(一)收集資料包括巖塞口一定范圍內(nèi)的地形和地質(zhì)資料、水深、覆蓋層厚度，地形圖；(二)巖塞周邊預(yù)裂孔在巖塞周邊按巖塞體尺寸的要求鉆預(yù)裂孔；(三)確定塞體巖石單位耗藥量取按下述方法確定的各巖石單位耗藥量k的算術(shù)平均值作為本塞體巖石的單位耗藥量k：1)根據(jù)巖石的容重按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算式中：k——巖石單位耗藥量(kg/m3)；γ——巖石容重(kg/m3)；2)根據(jù)巖石級(jí)別參照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算k＝0.8+0.085n(2)式中：k——巖石單位耗藥量(kg/m3)；n——巖石級(jí)別(按16級(jí)分級(jí))；3)通過標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗試驗(yàn)確定在相同地質(zhì)條件下，于平坦地面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗試驗(yàn)，以此確定k值；(四)藥室布置和起爆順序巖塞中的藥室爆破，先軸線上的主藥室爆破，提供開口和新臨空面，然后各輔助藥室相繼爆破，破碎巖石和為后續(xù)藥室爆破提供臨空面；(五)確定爆破藥室最小抵抗線最小抵抗線為藥室中心點(diǎn)至巖面的最短距離，運(yùn)用兩點(diǎn)空間距離公式(3)進(jìn)行計(jì)算，其最小值即為最小抵抗線w，w＝min(s1,s2,s3,……,sn)(4)式中：si——空間兩點(diǎn)間距離(m)，i＝1，2，3，……，n；w——最小抵抗線(m)；xi，yi，zi——地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)(m)；x0，y0，z0——藥室中心點(diǎn)的空間坐標(biāo)(m)；(六)陸地爆破作用指數(shù)n陸值選擇1)藥室陸地爆破作用指數(shù)n陸，巖塞軸線上的上部藥室取加強(qiáng)拋擲爆破的爆破作用指數(shù)；其它藥室取標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的爆破作用指數(shù)，若有夾制作用，取加強(qiáng)拋擲爆破的爆破作用指數(shù)；2)巖塞軸線上部藥室爆破開口范圍，為爆破漏斗下破裂半徑r′和上破裂半徑r圍成的區(qū)域ab，①下破裂半徑r按照下式計(jì)算：式中：r——為爆破漏斗下破裂半徑(m)；w——最小抵抗線(m)；n陸——爆破作用指數(shù)；②上破裂半徑r′按照下式計(jì)算：式中：r′——為爆破漏斗上破裂半徑(m)；β——根據(jù)地形坡度和土巖性質(zhì)而定的破壞系數(shù)；3)巖塞軸線的上、下藥室的爆破作用指數(shù)n上、n下，根據(jù)阻抗平衡原則還應(yīng)滿足：式中：k上、k下——上、下藥室所處的巖石單位耗藥量(kg/m3)，其確定方法同步驟(三)；n上、n下——上、下藥室爆破作用指數(shù)；f(n上)、f(n下)——爆破作用指數(shù)函數(shù)，其表達(dá)式為：f(n)＝0.4+0.6n3；(七)藥室間距復(fù)核根據(jù)前述確定的各藥室最小抵抗線和陸地爆破作用指數(shù)，還應(yīng)對(duì)相鄰藥室最小間距a進(jìn)行復(fù)核，復(fù)核計(jì)算公式如下：式中：a——藥包間距(m)；wcp——相鄰藥包的平均最小抵抗線(m)；f(ncp)——相鄰藥包的平均爆破作用指數(shù)函數(shù)；(八)水中淤泥覆蓋下的爆破作用指數(shù)n水值根據(jù)測(cè)量的水深h水和淤積厚度h淤，采用水下淤積覆蓋的爆破作用指數(shù)公式(9)，對(duì)各藥包爆破作用指數(shù)進(jìn)行修正計(jì)算；式中：n水——為水下爆破作用指數(shù)；n陸——為陸地上爆破作用指數(shù)；h水——為爆破時(shí)覆蓋層表面以上水深(m)；h淤——為爆破時(shí)最小抵抗線處巖石面上淤積(或覆蓋層)厚度(m)；(九)各藥室藥量計(jì)算q水＝kw3f(n水)(10)將計(jì)算的n水代入上式，得到所計(jì)算的藥量；(十)聯(lián)網(wǎng)封堵爆破根據(jù)設(shè)計(jì)要求，對(duì)藥室進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和封堵爆破。在藥量、抵抗線、地形地質(zhì)條件等相同的條件下，不同接觸介質(zhì)的巖石爆破中，爆破漏斗的開口尺寸是不同的，若巖石表面上分別是空氣、水、水下淤泥介質(zhì)，爆破漏斗半徑分別為r氣、r水、r淤，則有r氣＞r水＞r淤。這是因?yàn)椋瑥谋茟?yīng)力波在兩相介質(zhì)界面上的傳播規(guī)律講，由于淤泥密度較大，其波阻抗也較大，巖石中爆破傳到界面上的應(yīng)力波透射到淤泥中就強(qiáng)，界面上形成發(fā)射卸載的反射應(yīng)力波就弱，爆破漏斗開口尺寸就小。此外，密度大的介質(zhì)對(duì)巖石爆破拋擲作用影響也很大，密度大拋擲作用弱，爆破漏斗開口尺寸也小。而爆破作用指數(shù)n為爆破漏斗半徑r與最小抵抗線w之比，即n＝r/w，它反映了爆破漏斗的幾何形狀。相同抵抗線下，爆破漏斗開口尺寸大，爆破作用指數(shù)就大。因此，在有淤積覆蓋的水下巖石爆破中，對(duì)藥量的計(jì)算采用修正爆破作用指數(shù)更合理。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明理論依據(jù)充分，計(jì)算步驟清楚，方法可靠，避免了同類工程問題的大量科研試驗(yàn)，解決了深水厚淤積覆蓋下巖塞爆破技術(shù)問題。藥包藥量的計(jì)算考慮了水和淤積覆蓋的影響?？紤]水和淤積覆蓋的影響是從鮑列斯可夫藥量計(jì)算公式的爆破作用指數(shù)入手，對(duì)爆破作用指數(shù)進(jìn)行修正。以往的水下巖塞爆破，在考慮水深和淤積覆蓋作用時(shí)，基本是對(duì)單耗的修正，這顯然是不合理的。單耗反映的是巖石本身的特性，單耗的大小與巖石強(qiáng)度、風(fēng)化程度等有關(guān)，爆破作用指數(shù)反映的是爆破強(qiáng)度和表征爆破漏斗的幾何尺寸。巖塞上部有水和淤積覆蓋物的存在，并沒有改變巖石本身的物理力學(xué)特性，但改變了巖塞開口的大小，所以采用爆破作用指數(shù)修正更合理。修正的爆破作用指數(shù)是水深和淤積覆蓋深度的冪函數(shù)，計(jì)算的藥量不隨著水深和淤積覆蓋深度的增加而呈線性增加，符合實(shí)際工程炸藥用量規(guī)律。附圖說明圖1是本發(fā)明爆破漏斗開口示意圖；圖2a是本發(fā)明工程實(shí)例一的巖塞藥室布置正視圖；圖2b是本發(fā)明工程實(shí)例一的巖塞藥室布置俯視圖；圖2c是本發(fā)明工程實(shí)例一的巖塞藥室布置側(cè)視圖。具體實(shí)施方式包括下列步驟：(一)收集資料收集地勘等有關(guān)資料，包括巖塞口一定范圍內(nèi)的地形和地質(zhì)資料、水深、覆蓋層厚度等，地形圖1:200或精度更高；地質(zhì)應(yīng)包括巖石級(jí)別、巖性、強(qiáng)度、容重等，收集有關(guān)爆破方案等；(二)巖塞周邊預(yù)裂孔在巖塞周邊按巖塞體尺寸的要求鉆預(yù)裂孔，在巖塞體爆破時(shí)，首先進(jìn)行預(yù)裂爆破，使巖塞所處的巖體被預(yù)裂面切割成孤立的巖塞體；巖體預(yù)裂爆破技術(shù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道很多，在此不做贅述；(三)確定塞體巖石單位耗藥量取按下述方法確定的各巖石單位耗藥量k的算術(shù)平均值作為本塞體巖石的單位耗藥量k：影響巖石單位耗藥量的因素主要包括地質(zhì)條件、巖石強(qiáng)度、容重、巖性，常用以下方法計(jì)算：1)根據(jù)巖石的容重按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算式中：k——巖石單位耗藥量(kg/m3)；γ——巖石容重(kg/m3)。2)根據(jù)巖石級(jí)別參照經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算k＝0.8+0.085n(2)式中：k——巖石單位耗藥量(kg/m3)；n——巖石級(jí)別(按16級(jí)分級(jí))；3)通過標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗試驗(yàn)確定在相同地質(zhì)條件下，于平坦地面進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗試驗(yàn)，以此確定k值，試驗(yàn)方法有關(guān)文獻(xiàn)有介紹；(四)藥室布置和起爆順序水下巖塞爆破的藥室布置形式有“王”子形分散藥室布置、巖塞軸線上下主藥室加四周分布藥室布置等。上述無論哪一種藥室布置形式，布置在巖塞軸線用于巖塞開口的主藥室是不可缺少的，實(shí)際工程可根據(jù)具體情況對(duì)藥室進(jìn)行合理布置；巖塞中的藥室爆破，先軸線上的主藥室爆破，提供開口和新臨空面，然后各輔助藥室相繼爆破，破碎巖石和為后續(xù)藥室爆破提供臨空面；(五)確定爆破藥室最小抵抗線最小抵抗線為藥室中心點(diǎn)至巖面的最短距離，為了提高精度，減少人為誤差，采用經(jīng)過整理后的三維數(shù)字地形成果，運(yùn)用兩點(diǎn)空間距離公式(3)進(jìn)行計(jì)算，其最小值即為最小抵抗線w，w＝min(s1,s2,s3,……,sn)(4)式中：si——空間兩點(diǎn)間距離(m)，i＝1，2，3，……，n；w——最小抵抗線(m)；xi，yi，zi——地面點(diǎn)的空間坐標(biāo)(m)；x0，y0，z0——藥室中心點(diǎn)的空間坐標(biāo)(m)；(六)陸地爆破作用指數(shù)n陸值選擇4)藥室陸地爆破作用指數(shù)n陸，應(yīng)根據(jù)地形和藥包所處位置選取，在保證爆通的條件下，爆破對(duì)洞臉巖石產(chǎn)生的震動(dòng)影響要小，并且要滿足開口尺寸要求，一般巖塞軸線上的上部藥室宜取加強(qiáng)拋擲爆破的爆破作用指數(shù)；其它藥室宜取標(biāo)準(zhǔn)拋擲爆破的爆破作用指數(shù)，但若有夾制作用，宜取加強(qiáng)拋擲爆破的爆破作用指數(shù)。5)巖塞軸線上部藥室爆破開口范圍，為爆破漏斗下破裂半徑r′和上破裂半徑r圍成的區(qū)域，如圖1所示ab區(qū)域，該區(qū)域應(yīng)滿足設(shè)計(jì)開口尺寸要求。①下破裂半徑r按照下式計(jì)算：式中：r——為爆破漏斗下破裂半徑(m)；w——最小抵抗線(m)；n陸——爆破作用指數(shù)。②上破裂半徑r′按照下式計(jì)算：式中：r′——為爆破漏斗上破裂半徑(m)；β——根據(jù)地形坡度和土巖性質(zhì)而定的破壞系數(shù)，由表1查得；表1根據(jù)地形與土壤性質(zhì)而定的β值6)巖塞軸線的上、下藥室的爆破作用指數(shù)n上、n下，根據(jù)阻抗平衡原則還應(yīng)滿足：式中：k上、k下——上、下藥室所處的巖石單位耗藥量(kg/m3)，其確定方法同步驟(三)；n上、n下——上、下藥室爆破作用指數(shù)；f(n上)、f(n下)——爆破作用指數(shù)函數(shù)，其表達(dá)式為：f(n)＝0.4+0.6n3；(七)藥室間距復(fù)核根據(jù)前述確定的各藥室最小抵抗線和陸地爆破作用指數(shù)，還應(yīng)對(duì)相鄰藥室最小間距a進(jìn)行復(fù)核，如果不滿足要求，應(yīng)進(jìn)行藥室間距的調(diào)整，復(fù)核計(jì)算公式如下：式中：a——藥包間距(m)；wcp——相鄰藥包的平均最小抵抗線(m)；f(ncp)——相鄰藥包的平均爆破作用指數(shù)函數(shù)；上述藥室的布置、最小抵抗線和陸地爆破作用指數(shù)的確定，是一個(gè)循環(huán)設(shè)計(jì)過程，但最終應(yīng)達(dá)布局合理，滿足上述相關(guān)要求；(八)水中淤泥覆蓋下的爆破作用指數(shù)n水值根據(jù)測(cè)量的水深h水和淤積厚度h淤，采用水下淤積覆蓋的爆破作用指數(shù)公式(9)，對(duì)各藥包爆破作用指數(shù)進(jìn)行修正計(jì)算；式中：n水——為水下爆破作用指數(shù)；n陸——為陸地上爆破作用指數(shù)；h水——為爆破時(shí)覆蓋層表面以上水深(m)；h淤——為爆破時(shí)最小抵抗線處巖石面上淤積(或覆蓋層)厚度(m)；(九)各藥室藥量計(jì)算q水＝kw3f(n水)(10)將計(jì)算的n水代入上式，得到所計(jì)算的藥量；(十)聯(lián)網(wǎng)封堵爆破根據(jù)設(shè)計(jì)有關(guān)要求，對(duì)藥室進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)和封堵爆破，這些均為成熟經(jīng)驗(yàn)在此不做贅述。下面通過具體工程實(shí)例來進(jìn)一步說明本發(fā)明。工程實(shí)例1(一)收集資料某工程進(jìn)水口采用水下巖塞爆破方式修建。設(shè)計(jì)巖塞呈倒截錐體，上開口近似橢圓，尺寸為21.60m×20.98m，下開口圓直徑為10m。巖塞處于水深以下54.5m，其中淤積覆蓋層厚24.5m。巖塞部位的巖石為云母石英片巖，主要為弱風(fēng)化巖石，見有少量微風(fēng)化巖石，巖石強(qiáng)度較高，巖石飽和抗壓強(qiáng)度平均值為60.mpa，平均飽和容重2820kg/m3，為堅(jiān)硬巖，巖石較完整，屬于ⅱ類巖石(按16級(jí)分級(jí)，相當(dāng)于10級(jí))，從1:200地形圖量得，地形坡度為40°～60°；巖塞爆破采用高能乳化炸藥，電子毫秒雷管，在巖塞藥室爆破前，對(duì)巖塞周邊采用預(yù)裂爆破，使巖塞體通過預(yù)裂縫與巖體隔開；(二)巖塞周邊預(yù)裂孔及裝藥在巖塞周邊布置了一圈預(yù)裂孔，共計(jì)98個(gè)，預(yù)裂孔自巖塞下底面，直徑為10m的圓周上鉆孔，鉆孔方向與巖塞軸線成15°，預(yù)裂孔孔深為11.9m～17.2m，孔徑76mm，最小孔距32cm，最大孔距51cm。線裝藥密度950～1100(g/m)，預(yù)裂孔在巖塞體起爆之前進(jìn)行起爆；(三)確定單位耗藥量根據(jù)勘察資料采用以下方法確定巖石單位耗藥量；1)根據(jù)巖石的容重，按經(jīng)驗(yàn)公式(1)計(jì)算，將巖石容重γ＝2820代入式中，得k＝1.72(kg/m3)，2)根據(jù)巖石級(jí)別，參照經(jīng)驗(yàn)公式(2)計(jì)算，將n＝10代入式中，得k＝1.65(kg/m3)，3)通過現(xiàn)場(chǎng)爆破漏斗試驗(yàn)確定。在相同地質(zhì)條件下，于平坦部位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗試驗(yàn)，確定巖石單位耗藥量，試驗(yàn)結(jié)果為k＝1.70(kg/m3)；取通過以上三種方法得的算術(shù)平均值，巖塞的巖石單位耗藥量k選為1.69kg/m3。(四)藥室布置和爆破順序本實(shí)例工程的藥室布置成：沿巖塞軸線布置上下2個(gè)主藥室z1、z2；在兩個(gè)主要室連線中部，做一垂直巖塞軸線的平面，平面到巖塞下口距離和到巖塞上口距離之比應(yīng)滿足1.1～1.3，在所截得的圓平面內(nèi)布置6個(gè)輔助藥室y1、y2、y3、y4、y5、y6，如圖2a～c所示的巖塞藥室布置示意圖；由三維地形圖和藥室布置結(jié)果，各藥室布置后的坐標(biāo)如下表2：表2各藥室布置后坐標(biāo)點(diǎn)爆破順序?yàn)閦1、z2同時(shí)起爆，上下爆破漏斗初步形成爆破通道，同時(shí)為其它輔助藥室創(chuàng)造臨空面。接著y1、y2同時(shí)起爆，解除本部分巖石，然后y3、y6同時(shí)起爆，最后y4、y5同時(shí)起爆。各藥室分步起爆，也有利于降低最大單響藥量，減少振動(dòng)危害；(五)計(jì)算巖塞藥室最小抵抗線根據(jù)勘察成果構(gòu)建的巖塞體三維數(shù)字模型圖，采用公式(3)、(4)計(jì)算得到各藥室抵抗線，各藥室最小抵抗線如表3所示：表3各藥室最小抵抗線成果表藥室編號(hào)抵抗線w(m)藥室編號(hào)抵抗線w(m)z15.45y35.88z25.00y45.34y14.99y55.09y25.47y65.00(六)陸地爆破作用指數(shù)n陸值選擇為滿足開口尺寸要求，z1藥室陸地爆破作用指數(shù)n1＝1.54；為使下部巖石充分破碎并與z1藥室作用力的平衡，z2藥室陸地爆破作用指數(shù)n2＝1.05；考慮z1藥室爆破后仍然對(duì)后部藥包有強(qiáng)大的壓制作用及對(duì)各個(gè)藥室的開口大小要求，取y1、y2、y3、y6藥室陸地爆破作用指數(shù)分別為1.05。y4、y5藥室位于底部，所受約束作用最明顯，取陸地爆破作用指數(shù)分別為1.21；1)z1藥室處在巖塞軸線上部，主要作用為巖塞提供上開口爆破漏斗；由公式(5)和(6)對(duì)n1的取值進(jìn)行復(fù)核：因地形坡度為40°～60°，巖石堅(jiān)硬較完整，查表1得β為3.0。經(jīng)計(jì)算開口下破裂半徑r＝10m，上破裂半徑r′＝15.53m，開口尺寸為22.93m，滿足設(shè)計(jì)開口尺寸要求；2)z2藥室處在巖塞軸線下部，主要作用為巖塞提供下開口爆破漏斗，其最小抵抗線為5.0m，由爆破作用指數(shù)定義，開口半徑5.25m，滿足下開口10m要求；3)巖塞部位的巖石單耗基本一致，有k上＝k下，將z1和z2選取的爆破作用指數(shù)值代入公式(7)，得：滿足要求。4)各藥室陸地爆破作用指數(shù)選擇結(jié)果見表4。表4各藥室陸地爆破作用指數(shù)藥室編號(hào)爆破作用指數(shù)n陸藥室編號(hào)爆破作用指數(shù)n陸z11.54y61.05z21.05y31.05y11.05y51.21y21.05y41.21(七)藥包間距復(fù)核采用公式(8)對(duì)相鄰藥室最小間距進(jìn)行復(fù)核，若實(shí)際藥室布置大于公式計(jì)算的最小間距要求，應(yīng)對(duì)藥室最小抵抗線和爆破作用指數(shù)進(jìn)行調(diào)整。各相鄰藥室間距計(jì)算結(jié)果見表5，實(shí)際藥室間距滿足公式計(jì)算的允許間距；表5相鄰藥包允許間距表相鄰藥室實(shí)際間距(m)計(jì)算允許間距a(m)y1和y2藥室4.066.97y1和y6藥室5.986.48y1和z1藥室4.997.97y2和z1藥室5.588.27y2和y3藥室6.197.71y6和z1藥室5.547.68y6和y5藥室5.986.48z1和y3藥室5.427.64z1和y5藥室5.818.86z1和y4藥室5.988.27y3和y4藥室6.497.71y5和y4藥室4.146.97(八)水中淤泥覆蓋下的爆破作用指數(shù)n水值將h水＝30m，h淤＝24.5m代入公式(9)，計(jì)算得各藥室水下淤積覆蓋的爆破作用指數(shù)見表6：表6各藥室水下爆破作用指數(shù)藥室編號(hào)爆破作用指數(shù)n水藥室編號(hào)爆破作用指數(shù)n水z11.98y61.35z21.35y31.35y11.35y51.55y21.35y41.55(九)藥室藥量計(jì)算根據(jù)公式(10)、(11)計(jì)算各藥室藥量。將選取的單耗k＝1.7和表3最小抵抗線以及表6水下爆破作用指數(shù)代入公式中，得各藥室藥量見表7：表7各藥室藥量計(jì)算結(jié)果(十)爆破結(jié)果巖塞爆破后，采用水下機(jī)械人和聲納技術(shù)，測(cè)得水下上開口尺寸23m×21m，巖塞下開口直徑10m，達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期效果。工程實(shí)例2(一)收集資料某工程進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巖塞爆破試驗(yàn),根據(jù)1:200地勘成果，進(jìn)口段巖體邊坡陡峭，沿塞口處巖面線不平整，巖面線復(fù)雜，坡度一般75°～85°，圍巖為石英云母片巖和云母石英片巖，巖石平均飽和容重2900kg/m3，巖質(zhì)堅(jiān)硬，巖石呈弱～微風(fēng)化狀態(tài)，表部巖石完整性較差，未發(fā)現(xiàn)不利于巖塞穩(wěn)定的軟弱結(jié)構(gòu)面，屬于ⅱ類巖石(按16級(jí)分級(jí)，相當(dāng)于10級(jí))，巖塞體上方水深為59m,巖塞體上覆淤積層深度為29m。設(shè)計(jì)巖塞內(nèi)口為圓形，內(nèi)徑7m，外口尺寸11.96×12.63m，近似橢圓，巖塞最小厚度9.80m，巖塞進(jìn)口軸線與水平面夾角72°；巖塞爆破采用高能乳化炸藥，密度1210kg/m3，電子毫秒雷管，在巖塞藥室爆破前，對(duì)巖塞周邊采用預(yù)裂爆破，使巖塞體通過預(yù)裂縫與巖體隔開；(二)巖塞周邊預(yù)裂孔為保證巖塞體成型良好，在巖塞周邊布置68個(gè)預(yù)裂孔，擴(kuò)散角為15°，預(yù)裂孔線裝藥密度為270g/m，藥卷直徑20mm；(三)確定單位耗藥量根據(jù)勘察資料采用以下方法確定巖石單位耗藥量。1)根據(jù)巖石的容重，按經(jīng)驗(yàn)公式(1)計(jì)算。將巖石容重γ＝2900代入式中，得k＝1.80(kg/m3)。2)根據(jù)巖石級(jí)別，參照經(jīng)驗(yàn)公式(2)計(jì)算。將n＝10代入式中，得k＝1.65(kg/m3)。3)通過現(xiàn)場(chǎng)爆破漏斗試驗(yàn)確定。在相同地質(zhì)條件下，于平坦部位進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)爆破漏斗試驗(yàn)，確定巖石單位耗藥量，試驗(yàn)結(jié)果為k＝1.73(kg/m3)。取通過以上三種方法得的算術(shù)平均值，巖塞的巖石單位耗藥量k選為1.73kg/m3。(四)藥室布置和爆破順序沿巖塞軸線布置上下2個(gè)主藥室#4上、#4下；在兩個(gè)主要室連線中部，做一垂直巖塞軸線的平面，平面至上口d1＝4.5m，至下口d2＝5.3m，d2/d1＝1.18，在所截得的圓平面內(nèi)布置6個(gè)輔助藥室#1、#2、#3、#5、#6、#7。各藥室布置后的坐標(biāo)如下表8：表8各藥室布置后坐標(biāo)點(diǎn)爆破順序?yàn)?4上、#4下同時(shí)起爆，上下爆破漏斗初步形成爆破通道。接著#1、#2同時(shí)起爆解除本部分巖石，然后#3、#5同時(shí)起爆，最后#6、#7同時(shí)起爆；(五)計(jì)算巖塞藥室最小抵抗線各藥室最小抵抗線如表9所示：表9各藥室最小抵抗線成果表藥室編號(hào)抵抗線w(m)藥室編號(hào)抵抗線w(m)#13.4#4下3.8#23.4#53.4#33.4#63.4#4上3.0#73.4(六)陸地爆破作用指數(shù)n陸值選擇取#4上藥室爆破作用指數(shù)為1.54；#4下藥室爆破作用指數(shù)為1.05；#1、#2、#3、#5藥室爆破作用指數(shù)分別為1.05；#6、#7藥室位于底部，所受約束作用最明顯，爆破作用指數(shù)分別取1.21；1)#4上藥室處在巖塞軸線上部，由公式(5)和(6)對(duì)爆破作用指數(shù)的取值進(jìn)行復(fù)核：因地形坡度為75°～85°，巖石堅(jiān)硬較完整，查表1得β為4.0；經(jīng)計(jì)算開口下破裂半徑r＝5.51m，上破裂半徑r′＝9.71m，由幾何關(guān)系開口尺寸為13.86m，滿足設(shè)計(jì)開口尺寸要求；2)#4下藥室處在巖塞軸線下部，其最小抵抗線為3.8m，開口半徑3.99m，滿足下開口7m要求；3)計(jì)算的#4上和#4下阻抗平衡為1.33，滿足公式(7)要求。4)各藥室陸地爆破作用指數(shù)見表10；表10各藥室陸地爆破作用指數(shù)藥室編號(hào)爆破作用指數(shù)n陸藥室編號(hào)爆破作用指數(shù)n陸#4上1.54#31.05#4下1.05#51.05#11.05#61.21#21.05#71.21(七)藥包間距復(fù)核采用公式(8)對(duì)相鄰藥室最小間距進(jìn)行復(fù)核，若實(shí)際藥室布置大于公式計(jì)算的最小間距要求，應(yīng)對(duì)藥室最小抵抗線和爆破作用指數(shù)進(jìn)行調(diào)整。各相鄰藥室間距計(jì)算結(jié)果見表11，實(shí)際藥室間距小于公式計(jì)算的允許最小間距，滿足要求。表11相鄰藥包允許間距表相鄰藥室實(shí)際間距計(jì)算允許間距a(m)#1和#2藥室3.644.23#1和#3藥室3.704.23#1和#4上藥室4.154.74#2和#4上藥室4.154.74#2和#5藥室3.704.23#3和#4上藥室4.144.74#3和#6藥室3.704.49#4上和#5藥室4.144.74#4上和#6藥室4.145.00#4上和#7藥室4.145.00#5和#7藥室3.704.49#6和#7藥室3.644.75(八)水中淤泥覆蓋下的爆破作用指數(shù)n水值計(jì)算將h水＝30m，h淤＝29m代入公式(9)，計(jì)算得各藥室水下淤積覆蓋的爆破作用指數(shù)見表12：表12各藥室水下爆破作用指數(shù)藥室編號(hào)爆破作用指數(shù)n水藥室編號(hào)爆破作用指數(shù)n水#4上2#31.365#4下1.365#51.365#11.365#61.573#21.365#71.573(九)藥室藥量計(jì)算根據(jù)公式(10)、(11)計(jì)算各藥室藥量。將選取的單耗k＝1.8和表9最小抵抗線以及表12水下爆破作用指數(shù)代入公式中，得各藥室藥量見表13。表13各藥室藥量計(jì)算結(jié)果(十)爆破結(jié)果巖塞爆破后，采用水下聲納技術(shù)，進(jìn)行了巖塞口附近水下地形圖測(cè)量，由于坡面覆蓋淤沙，地形圖呈漏斗狀，巖塞已爆通，滿足開口要求。當(dāng)前第1頁12