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浅析隧洞楔形掏槽法施工的实际应用

来源:知库网
浅析隧洞楔形掏槽法施工的实际应用

摘要:引水隧洞作为引水建筑物常见于水电站引水、饮用水工程输水以及临时工程导流等。由于每个工程所在地地质情况差异,在实际施工中所采取的施工方法也不一而同,从经济性考虑,目前隧洞开挖主要采用钻爆法施工,而根据掏槽眼与开挖面的关系、掏槽眼的布置方式、掏槽深度以及装药起爆顺序的不同,可将掏槽方式分为直眼掏槽法和楔形掏槽法、混合掏槽法三种,其中楔形掏槽法因为施工速度以及炸药单耗上的优势又广为应用,本文基于多年的工程实践, 以实际工程为例,对楔形掏槽法进行简述,对洞挖施工有一定借鉴作用。 关键词:钻爆法;隧洞;楔形掏槽 一、工程概况

弄另水电站位于云南省德宏州龙江~瑞丽江弄另河段是以发电为主的季调节水电站工程,水库总库容2.33亿m3,属Ⅱ等大(2)型工程。

工程主要枢纽建筑物由拦河坝、引水系统、发电厂房及开关站等组成。厂房内安装2台90MW的水轮发电机组,电站装机容量为180MW。引水隧洞采用一洞一机布置,两洞中心间距21.50m,全洞沿轴线纵坡为8.7%,隧洞开挖洞径为8.3m。隧洞围岩大部分为Ⅲ~Ⅱ类围岩。 二、初步爆破方案设计 1、布孔方式选择

本隧洞开挖采用钻爆法施工,断面面积约54㎡,孔位掏槽眼的布置采用楔形掏槽法,根据经验公式,当50㎡为了提高爆破效果。根据洞径、围岩情况布置掏槽眼两组共18只,第一组10只、第二组8只,孔间距600mm,排距500mm,孔深3.0m。掏槽眼眼底第一组最小抵抗线为300mm左右,第二组抵抗线为500mm左右。与洞轴线夹角约60°。

(2)辅助孔的布置眼距设为800mm,辅助眼必须平行轴线眼深一致,孔深2.7m,共布置38只孔,其中环向26只,上下左右各3只。

(3)周边眼布置平行于隧道轴线,初期可由测量人员放出轴线的平行线,参照平行线打周边眼,待完成一定进尺后,由安装在后侧的激光指向仪测定打周边眼。根据经验公式孔距为10~14倍钻孔孔径,本次施工按600mm间距布置,密集系数为0.75,根据瑞典兰格弗尔斯试验,密集系数在0.6-0.8之间可得到比较好的平整度。孔深同辅助孔2.7m。周边眼的外插角大小是影响爆破后巷道成型效果的关键,周边眼的眼底 超出轮廓线的距离不能大于100mm。爆破后洞壁是否平整、是否超欠挖,关键在外插角是否适度。需根据情况进行调整。 布孔情况见炮孔布置示意图。

2、装药设计

炸药选用φ32mm乳化炸药(单支200g,长25cm),掏槽孔和辅助孔结构为人工炮杆连续装药。

根据经验,掏槽孔装药系数70%,总装药量约30kg 辅助孔装药系数60%,总装药量约49kg

周边孔采取光面爆破,孔内采用导爆索起爆。线装药密度300g,总装药量35kg。

每循环开挖石方约146m³(每循环进尺按2.7m计算),炸药单耗0.78kg/m³。

3、起爆网络

采用非电毫秒雷管起爆,起爆顺序为掏槽孔—辅助孔—周边孔(光爆孔),雷管段位按照掏槽孔1或3段、辅助孔7或9段、周边孔11或13段选择。采用簇联方式。

4、爆破效果分析

经10个循环的统计,平均循环进尺约2.2m,炮孔利用系数为0.81,光面爆破半孔率85%,石渣直径偏大,最大粒径达到1.1m,不利于出渣运输,实际单耗0.96kg/m³。

三、爆破设计优化 1、布孔方式优化

经过对原方案分析和现场实际情况论证,对原设计方案进行了优化,采用分层楔形掏槽方式,原孔位不变,在第一组内侧增加一层掏槽孔,倾角60°,孔深2.1m,最小抵抗线0.3m共10只。必须使掏槽眼的同一组之间保持水平、对称布置、深度一致、夹角相同。原掏槽孔倾角调整为63°,孔深增加到3.4m,周边孔及辅助孔相应增加到3.0m。 2、装药设计

装药结构与原设计相同,掏槽孔总装药量约46kg,辅助孔总装药量约54kg,周边孔总装药量39kg。每循环开挖石方约162m³(每循环进尺按3.0m计算),炸药单耗0.86kg/m³。 3、起爆网络

采用非电毫秒雷管起爆,起爆顺序为掏槽孔—辅助孔—周边孔(光爆孔),雷管段位按照掏槽孔第一层1段、第二层3段、辅助孔7或9段、周边孔11或13段选择。采用簇联方式。 4、爆破效果分析

经10个循环的统计,平均循环进尺约2.7m,炮孔利用系数为0.9,光面爆破半孔率86%,石渣最大直径小于60cm,可正常用于砂石料加工,实际单耗

0.95kg/m³。对比优化前结果,实际单耗略有降低,主要是解决了抛石块径过大问题,且单循环进尺优良明显提升,在一定程度上加快了施工进度,提高了经济效益。

四、小结

爆破开挖施工影响因素较多,只能以经验为基础,根据实际情况不断优化,以满足进度、质量、效益的要求,本文以工程实例简单论述了爆破参数的优化,并取得了一定的经济效益。实际施工中随着地质情况变化参数调整可能更为复杂,存在更多变数,作为施工单位应积累相关经验,并采取物探手段,以便更好的完成洞挖施工。 参考文献

[1] 《水利水电工程施工手册》第2卷土石方工程。

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