1、概述
在石灰?guī)r礦山、采石場、鐵路路基、公路路基開挖以及工程建設(shè)中場地平整對石灰?guī)r爆破施工中,常常會遇到爆破休內(nèi)存在溶洞、溶溝、溶槽、溶穴,有的溶溶溝、溶槽、溶穴已溶蝕,形成空洞;有的是地下水流過形成溶溝、溶槽、溶穴。這些溶洞在爆破過程中若處理不好,會發(fā)生事故;或影響爆破效果,這是爆破施工過程中常遇到的問題。爆體內(nèi)存在溶洞它改變了最小抵抗線的大小和方向,使炮孔抵抗線線嚴(yán)重不足,造成大量的炸藥爆破能量向溶洞方向聚集釋放,這樣就產(chǎn)生三種現(xiàn)象:一是溶洞內(nèi)聚集的炸藥能量作用在薄巖層上,因抵抗線太小而產(chǎn)生飛石;二是炸藥能量向溶洞方向釋放,使炮孔底部能量不足,造成根底和大塊;三是溶洞過大,不明走向,造成所裝炸藥不能起爆。針對石灰?guī)r爆體施工中常見的類似問題,結(jié)合多年的施工經(jīng)驗,本文談一談爆破施工中處理溶洞的一些具體措施。
2、了解溶洞的基本情況
2.1 查閱相關(guān)地質(zhì)資料
多數(shù)工程都備有相關(guān)地質(zhì)資料,如:水泥廠礦山、場平工程、鐵路(公路)路基開挖工程,在開挖前認真查閱地質(zhì)資料,了解不同地段的溶洞分布情況,爆破施工時有針對性地編制溶洞處理方案。
2.2采用鉆探的方式控明溶洞分布情況。
由于許多方施工點沒有地質(zhì)資料,有的施工點雖有地質(zhì)資料,但都比較初略,沒有明確的指導(dǎo)性。因此必須進行鉆探,掌握爆體內(nèi)巖溶分布情況。通常根據(jù)地質(zhì)資料提供的依據(jù)對可能存在巖溶位置進行鉆探,布置2~3個超深孔,超深深度大于最小抵抗線,預(yù)先摸清溶洞位置形態(tài),然后確定布置鉆孔,選擇合適的孔網(wǎng)參數(shù)及處理方法。但在現(xiàn)場施工中,大多數(shù)溶洞都是在鉆炮孔時才被發(fā)現(xiàn)。鉆孔時必須認真記錄溶洞出現(xiàn)的位置、溶洞的大小周邊炮孔溶洞的分布情況,爆破施工時有針對性地處理。
3 、處理措施
根據(jù)已掌握的溶洞基本情況,采用不同的處理方法:
3.1若溶洞不大時,也就是鉆孔時發(fā)現(xiàn)炮孔局部有溶洞、溶溝、溶槽、溶穴,并確定溶洞其大小,溶洞的埋藏深度大于最小抵抗線時(第一排孔出現(xiàn)溶洞時必須采用控制爆破外),首先按設(shè)計裝藥量裝藥;當(dāng)平裝到設(shè)計每孔應(yīng)裝藥量時,認真測量炮孔抵抗線結(jié)合已裝藥量對比溶洞情況,在溶洞內(nèi)放置一定的炸藥(這種情況,可把小溶洞視為一個小硐室,根據(jù)最小抵抗線、溶洞埋藏深度參照硐室爆破裝藥量比深孔爆破適當(dāng)增加藥量)在起爆時使溶洞中瞬間充滿一定的爆破氣體,隋爆破氣體壓力的增加,以平衡炮孔內(nèi)溶洞對炸藥爆炸作用的影響,阻止炸藥能量向溶洞大量泄能。按以上情況裝藥時,在炸藥集中部位放置1~2個起爆藥包,確保炸藥起爆;裝完應(yīng)裝藥量后,若堵塞長度仍然較大時,可堵塞2~4米炮孔后再按正常炮孔的每米裝藥量裝藥,適當(dāng)增加堵塞長度,若無法堵塞時,可用炸藥包裝袋堵塞后再堵塞,這種情況可減少上部的大塊(如圖1所示)。
3.2 當(dāng)溶洞較大時,
或一片孔相同部位均溶洞時的處理措施,在溶洞上部實施控制爆破。炮孔底部距溶洞的距離大于最小抵抗線,鉆孔后實施爆破,然后進行夯實。在實際施工過程中,先采用控制爆破,幾個孔、幾個孔逐步爆破;在鉆孔、爆破過程中,充分掌握溶洞的發(fā)育情況,再確定爆破方案。
實例:昆明長水機場內(nèi)部道路施工中在中路基開挖爆破中遇到溶洞(如圖示2所示),溶洞埋藏深度7~15米,寬約20米,長度約50米不等的一溶洞。在進行雨污排水溝開挖時,實施爆破后發(fā)現(xiàn),經(jīng)觀察溶洞空間較大,若不及時處理,隧時有塌落的可能,或?qū)⑽<奥坊暗缆饭芫W(wǎng)的施工安全。經(jīng)實測后我們在溶洞上部布置加密孔,用毫秒微差實施深孔控制爆破,起爆后溶洞跨蹋,然后回填夯實。
爆破作業(yè)基本情況:在溶洞上部延溶洞走向布置加密炮孔,實施爆破,孔徑90mm,孔深5~9米,孔距2.5米,排距2.0米,堵塞長度3~4米,單孔裝藥量6~25公斤,單耗0.3Kg/m3,采用梅花型布孔,使用粉狀乳化炸藥連續(xù)裝藥,用亳秒導(dǎo)爆管雷管實施微松動爆破;鉆孔63孔分5排布置,總用藥量1080公斤,爆破方量約3600方,起爆后,溶洞隧起爆方向有序崩落,達到預(yù)期效果。
4、實施過程中應(yīng)注意的問題
(1)發(fā)現(xiàn)溶洞即時設(shè)置明顯標(biāo)志或警示牌,按溶洞巖體的自然安息角劃定符合規(guī)定要求的安全距離,防止溶洞跨蹋而造成人員、設(shè)備墜落。
(2)鉆孔時,預(yù)先摸清巖溶位置形態(tài),然后再確定布置鉆孔,確保人員和設(shè)備的安全。
(3)在較大溶洞處理時,要認真核算抵抗線,確定裝藥量嚴(yán)格控制每孔裝藥量。
(4)處理溶洞的爆破,必須加大爆破警戒距離,具體由現(xiàn)場爆破工程技術(shù)人員確定。