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1工程概況

某重點輸供水工程取水首部施工圍堰長81.7m，堰頂高程307.6m，頂寬6m，堰高最大處達(dá)31.6m，上、下游邊坡分別為1∶1.5，1∶1.75，圍堰及巖坎拆除最大深度達(dá)40m。圍堰由洞挖石渣料填筑而成，堰體為塊石架空結(jié)構(gòu)，存在較大孔隙，無法采用常規(guī)的灌漿方法進(jìn)行防滲，只能采用水泥漿液與膏狀漿液相結(jié)合的辦法形成防滲體。

2施工重點難點

目前我國開展圍堰及巖坎拆除施工的類似工程中，水下40m深度作業(yè)的案例尚不多見，如此深水條件下的鉆孔、裝藥、挖運(yùn)施工難度極大，拆除效果難以保證，而水下鉆孔施工的質(zhì)量將直接決定水下裝藥及爆破的效果，孔位與孔向的偏差以及巖體的精度控制等一系列問題，對施工進(jìn)度、成本、爆破質(zhì)量等均產(chǎn)生較大影響。

3鉆孔技術(shù)方案

3.1技術(shù)要求。3.1.1鉆孔。布孔、造孔作業(yè)必須嚴(yán)格遵守設(shè)計和規(guī)范進(jìn)行，確?？孜弧⒖紫蚝涂咨畹木葷M足要求。1）鉆孔孔徑：嚴(yán)格按設(shè)計孔徑控制，主爆孔和輪廓孔孔徑分別為120mm、100mm。2）鉆孔孔位：開孔作業(yè)前應(yīng)按要求測量放樣，并根據(jù)堰體輪廓實時進(jìn)行微調(diào)，輪廓孔及普通炮孔的孔位誤差不得大于50mm、100mm。3）鉆孔孔斜：主爆孔、輪廓爆破孔孔向誤差不得超過0.5°。4）鉆孔孔深：主爆孔與輪廓爆破孔的孔深誤差均不得大于200mm。對鉆孔作業(yè)中出現(xiàn)的各類問題須做出詳盡記錄。3.1.2護(hù)孔。對于已完成的鉆孔，應(yīng)做好防護(hù)工作，該工程中采用PVC管防護(hù)。每一個炮孔鉆孔結(jié)束，經(jīng)驗收合格后，采用高強(qiáng)度PVC套管進(jìn)行護(hù)孔，PVC管要采用外接，確保PVC管整個內(nèi)壁光滑，在接頭處沒有內(nèi)坎，便于后期裝藥。如果鉆孔完成即裝藥，可以取消PVC護(hù)孔。炮孔編號：對每一個炮孔進(jìn)行編號、掛牌。3.2鉆孔形式選擇。常規(guī)的水下圍堰及巖坎拆除工程，根據(jù)其圍堰結(jié)構(gòu)形式、爆破技術(shù)要求等，確定拆除爆破需選取不同的鉆孔形式。主要的鉆孔形式有：垂直孔、水平孔、傾斜孔及組合孔等。通常情況下，圍堰結(jié)構(gòu)形式比較簡單的，其鉆孔形式相對比較簡單，圍堰結(jié)構(gòu)形式比較復(fù)雜的，其鉆孔形式相對比較復(fù)雜。3.2.1垂直鉆孔。垂直鉆孔是指以垂直鉆孔為主的爆破方法，并極有可能配合少量傾斜孔與水平孔，垂直鉆孔通常在堰頂、背水面上進(jìn)行。例如已拆除的某三峽水利樞紐工程混凝土心墻，圍堰形式采用土石圍堰，即分別在兩道混凝土防滲墻中各設(shè)置一排垂直炮孔，間距為0.8m，直徑為80~100mm，但其最大拆除深度僅在20m左右。3.2.2水平鉆孔。水平鉆孔是指以水平鉆孔為主的爆破方法，并極有可能配合少量傾斜孔與垂直孔等其他形式的鉆孔。從目前能夠查閱的文獻(xiàn)資料來說，單純地采用水平鉆孔方案的實例比較罕見，以10°左右的緩傾角水平孔布置形式較為常見。3.2.3傾斜鉆孔。傾斜鉆孔是指以傾斜鉆孔為主的爆破方法，并極有可能配合少量垂直孔與水平孔等其他形式2020年第2期東北水利水電工程施工的鉆孔，通常在背水面上進(jìn)行。例如某船塢巖坎拆除爆破工程，塢口的巖坎采用的是緩傾角為10°的深孔微差爆破施工方案，其孔間距為3.0m×2.3m，采用矩形布孔，孔口徑為95mm，坎體共設(shè)置5排緩傾角超深孔，堰體上設(shè)置一排垂直孔，鉆孔總數(shù)為395個。烏江的構(gòu)皮灘水電站導(dǎo)流隧洞進(jìn)口圍堰拆除爆破，其導(dǎo)流隧洞圍堰分為左右共兩個，大約440m高程以上為C10毛石混凝土，下面是石灰?guī)r組成，堰后基巖部位為1∶2的斜坡段，其頂寬與底寬寬度差較大，頂寬只有2m，而最大底寬接近20m，鉆孔方案只能選擇由堰后進(jìn)行鉆鑿的傾斜孔，每排鉆孔傾斜的角度不同，最大孔深可以達(dá)到30m。通過對各種鉆孔形式進(jìn)行多次爆破試驗，經(jīng)比選后，采用垂直鉆孔結(jié)合傾斜鉆孔的施工方案，具體參數(shù)詳見表1。3.3定位鉆孔。依據(jù)測量控制點和炮孔布置平面圖，使用GPS定位系統(tǒng)放樣設(shè)標(biāo)，后用RTK校核后開孔作業(yè)。3.3.1鉆孔布設(shè)。為保證鉆孔的布設(shè)精度，采用坐標(biāo)放樣法，由施工員使用GPS-RTK測量儀器對孔口位進(jìn)行測定。先依序搭設(shè)基準(zhǔn)站、流動站，后與測量儀器連接，待手簿平穩(wěn)，固定解顯示正常后，依次測取已知點坐標(biāo)值，然后輸入GPS的測量數(shù)據(jù)，通過解算、擬合數(shù)值，變成轉(zhuǎn)換參數(shù)，并在核對比例因子后進(jìn)一步校核準(zhǔn)確性，滿足精度后要求由施工員進(jìn)行放樣。如果鉆孔期間，防滲體侵入水下后，可以微調(diào)鉆爆平臺，確保鉆孔作業(yè)區(qū)間在孔位上方，布設(shè)固定樁對平臺加固，然后用RTK進(jìn)行孔口定位，鉆機(jī)開孔鉆鑿，由于該工程圍堰及巖坎深度較深，為確?？孜坏木葷M足要求，事先安排潛水員水下就位，進(jìn)行輔助作業(yè)，保證水下定位偏差不超過規(guī)范允許值。3.3.2孔深和藥量計算。由施工員對已定位的孔口確認(rèn)標(biāo)高，并根據(jù)爆破技術(shù)人員要求計算孔深并分別通知鉆機(jī)操作手控制孔深，爆破技術(shù)人員計算完單孔裝藥量后，安排爆破員按照要求加工起爆體和堵塞體。如果開孔過程中出現(xiàn)誤差時，可以按照設(shè)計適當(dāng)調(diào)整孔距、超深和裝藥量，以保證爆破質(zhì)量。3.3.3鉆孔作業(yè)。由于深水爆破作業(yè)條件受限、操作困難，在鉆爆平臺穩(wěn)定后，由鉆機(jī)在軌道上移動作業(yè)選孔，然后依據(jù)水下條件等具體情況選擇下放鉆具或套管，待觸底后適當(dāng)微調(diào)鉆桿垂直度，達(dá)到減少炮孔底部偏差的目的。鉆孔施工選用全液壓航道潛孔鉆，鉆頭在套管內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生高風(fēng)壓沖擊成孔。當(dāng)孔深滿足設(shè)計和規(guī)范要求后，增加風(fēng)壓力，提拉鉆桿，并將孔內(nèi)清理干凈，以便于裝填炸藥。當(dāng)鉆桿深入堰體后，須更換普通鉆具進(jìn)行成孔作業(yè)，在鉆桿鉆具拔出后，放置PVC防護(hù)套管，確保后續(xù)裝藥時的順利開展。3.4質(zhì)量檢查。1）嚴(yán)格按設(shè)計和規(guī)范要求對炮孔的位置、方向、深度和間距等進(jìn)行檢查。2）成孔作業(yè)結(jié)束后，應(yīng)盡快上報鉆孔竣工圖，經(jīng)校核無誤后方可進(jìn)行裝藥；對于堵塞孔，應(yīng)進(jìn)行重鉆或孔內(nèi)清理，驗收合格實施裝藥。

4結(jié)語

水下圍堰及巖坎拆除的鉆孔技術(shù)，是圍堰成功爆破施工的先決條件，須嚴(yán)格地按照設(shè)計方案及行業(yè)規(guī)范執(zhí)行，嚴(yán)格控制鉆孔過程，確保成孔精度及孔位偏差在規(guī)定范圍內(nèi)。通過對水下防滲體及巖坎的鉆探技術(shù)實踐，采用垂直鉆孔結(jié)合斜坡傾斜鉆孔的方式，以及GPS定位系統(tǒng)放樣、RTK復(fù)核及潛水員下水輔助就位的三重定位鉆孔技術(shù)，靈活運(yùn)用綜合鉆探手段，打破常規(guī)單一的鉆探方式，解決了土石圍堰體量大，頂坡窄、地面超寬導(dǎo)致的爆破裝藥數(shù)量不宜控制產(chǎn)生的二次爆破問題，達(dá)到了預(yù)期的爆破要求。建議在類似工程施工時參考借鑒。

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作者:張谷鵬 單位:遼寧西北供水有限責(zé)任公司