[发明专利]基于修正爆破作用指数的深水厚淤积覆盖下岩塞爆破方法

说明书

技术领域

本发明涉及水利水电工程领域，尤其是指一种深水厚淤积覆盖的水下岩塞爆破方法，适用于高水头、厚淤积覆盖条件下的进水口岩塞爆破工程。

背景技术

水下岩塞爆破是一种水下控制爆破技术，在已建水库或天然湖泊中取水、发电、灌溉供水和泄洪时，为修建隧洞的取水口，避免在深水中建造围堰，采用岩塞爆破是一种经济而有效的方法。

由于一些水库或湖泊的水下淤积或覆盖较厚，使得取水口采用洞室爆破的水下岩塞爆破技术难度大大增加，其爆破中的关键技术岩塞药室药量计算，到目前为止还是一个全新的课题，既没有成熟的经验可借鉴，也没有适宜的计算公式可采用，如何较准确地计算深水厚淤积覆盖下岩塞爆破药室药量一直是本领域的技术空白，深水厚淤积覆盖下岩塞爆破方法也成为空白。

有关文献也给出了具有覆盖层的水下爆破药量修正计算公式，如：长江科学研究院提出水下爆破岩石单耗药量计算公式，日本工业与火药协会编写的《新爆破手册》装药量修正公式，瑞典提出的考虑水深和淤积覆盖层以及水下岩石膨胀的单耗计算公式。这些公式的药量计算都是与水深、覆盖层厚度呈线性关系。但是，有关文献研究表明，当水深大于30m时，水下爆破药量增加甚微，一般水下爆破可较陆地增加药量20％～30％，可见药量的增加并不是与水深呈线性关系，显然这些公式对于较大水深和淤积覆盖的药量计算是不合理的。此外，这些公式仅适用于水下钻孔爆破。

鉴于目前高水头厚淤积覆盖水下岩塞爆破方法仍处于空白状态，研究探讨应用范围广的深水厚淤积覆盖下岩塞爆破方法已成为人们所关注的问题。

发明内容

本发明提供一种基于修正爆破作用指数的深水厚淤积覆盖下岩塞爆破方法，以解决对于较大水深和淤积覆盖的水下岩塞爆破方法仍处于空白状态的问题。

本发明采取的技术方案是：包括下列步骤：

(一)收集资料

包括岩塞口一定范围内的地形和地质资料、水深、覆盖层厚度，地形图；

(二)岩塞周边预裂孔

在岩塞周边按岩塞体尺寸的要求钻预裂孔；

(三)确定塞体岩石单位耗药量

取按下述方法确定的各岩石单位耗药量K的算术平均值作为本塞体岩石的单位耗药量K：

1)根据岩石的容重按经验公式计算

式中：K——岩石单位耗药量(kg/m³)；

γ——岩石容重(kg/m³)；

2)根据岩石级别参照经验公式计算

K＝0.8+0.085N (2)

式中：K——岩石单位耗药量(kg/m³)；

N——岩石级别(按16级分级)；

3)通过标准爆破漏斗试验确定

在相同地质条件下，于平坦地面进行标准爆破漏斗试验，以此确定K值；

(四)药室布置和起爆顺序

岩塞中的药室爆破，先轴线上的主药室爆破，提供开口和新临空面，然后各辅助药室相继爆破，破碎岩石和为后续药室爆破提供临空面；

(五)确定爆破药室最小抵抗线

最小抵抗线为药室中心点至岩面的最短距离，运用两点空间距离公式(3)进行计算，其最小值即为最小抵抗线W，

W＝min(S₁,S₂,S₃,……,S_n) (4)

式中：S_i——空间两点间距离(m)，i＝1，2，3，……，n；

W——最小抵抗线(m)；

X_i，Y_i，Z_i——地面点的空间坐标(m)；

X₀，Y₀，Z₀——药室中心点的空间坐标(m)；

(六)陆地爆破作用指数n_陆值选择

1)药室陆地爆破作用指数n_陆，岩塞轴线上的上部药室取加强抛掷爆破的爆破作用指数；其它药室取标准抛掷爆破的爆破作用指数，若有夹制作用，取加强抛掷爆破的爆破作用指数；

2)岩塞轴线上部药室爆破开口范围，为爆破漏斗下破裂半径R′和上破裂半径R围成的区域AB，

①下破裂半径R按照下式计算：

式中：R——为爆破漏斗下破裂半径(m)；

W——最小抵抗线(m)；