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    懸吊藥包爆破工藝在豎井開挖中的應用

    2012-07-12 06:49:52向盈庭王元福楊有權
    四川水力發(fā)電 2012年1期
    關鍵詞:導井調壓室出渣

    向盈庭,王元福,楊有權

    (中國葛洲壩集團股份有限公司,湖北宜昌 443002)

    1 概述

    青龍水電站調壓室位于九寨溝縣雙河鄉(xiāng)下游16.5 km、青龍橋上游約300 m 左岸山體內(nèi),采用埋藏式布置,底板高程1232.1 m,拱頂高程為1313.391 m,凈高81.291 m。調壓室斷面為圓形,垂直隧洞軸線布置,開挖半徑R=10.5 m。

    該段圍巖為黑河組下段第二亞層(P1h12)中厚~厚層灰?guī)r和薄層~薄板狀灰?guī)r,局部夾千枚巖,巖層總體產(chǎn)狀為N40°~45°W/SW ∠65°~70°。巖體中除層面裂隙發(fā)育外,優(yōu)勢節(jié)理有三組:①N35°~50°E/ SE(NW)∠75°~85°,跡長3~5 m,部分>5 m,間距0.5~1 m;②N40°~60°E/NW∠45°~50°,跡長一般為3~5 m,間距40°~60 cm;③N40°~60°E/NW∠15°~20°,跡長2~5 m,間距40~70 cm。同一地段多出露兩組裂隙且相互切割,另外中厚~厚層灰?guī)r體中短小及隱裂隙較發(fā)育。

    調壓室長軸方向為N65°E,與層面呈大角度相交,頂拱垂直埋深156.3 m。井筒底部以上巖性為薄層~薄板狀灰?guī)r,微新巖體,巖體完整性差,呈薄層狀結構,圍巖穩(wěn)定性差,以Ⅲ、Ⅳ類圍巖為主。通過對結構面進行組合分析認為,層面與裂隙組合在頂拱和井壁可產(chǎn)生不穩(wěn)定塊體。

    2 施工方法比較

    2.1 方法選擇

    鑒于青龍水電站為引水式發(fā)電,裝機容量較小,豎井開挖工程量相對較小,故在考慮成本的基礎上,盡量不選擇使用反井鉆機進行豎井導井施工,同時反井鉆機需多次擴孔且擴孔直徑有限,無法滿足本工程施工需要;而采用懸吊藥包法施工的導井可以根據(jù)實際情況進行調整,相對而言施工較靈活。但在考慮成本的同時,必須要保證豎井施工工期,因此根據(jù)現(xiàn)場實際情況,選用了懸吊藥包法進行導井的爆破開挖施工。

    2.2 懸吊藥包法的特點

    (1)懸吊藥包法采用CM351鉆機鉆孔。結合青龍水電站調壓井豎井深度相對較淺(約70 m)的實際,該方法能快速完成豎井導井鉆爆施工;

    (2)采用懸吊藥包法施工,可以根據(jù)現(xiàn)場爆破試驗結果,合理調整豎井導井的開挖直徑且不受專業(yè)設備的約束;

    (3)豎井導井形成后,可以采用循環(huán)連續(xù)的爆破方法施工,進而加快導井形成的施工速度。

    3 施工工藝流程

    懸吊藥包法爆破施工工藝流程見圖1。

    圖1 懸吊藥包法爆破施工工藝流程圖

    4 施工方法

    根據(jù)現(xiàn)場實際情況,施工采用中導井方案,選用CM351液壓鉆機從調壓室穹頂造孔,自下而上、分段爆破的組合施工工藝形成了直徑約2.4 m 的中導井。

    4.1 測量放樣

    (1)采用Leica TCR1102全站儀進行施工測量。

    (2)測量作業(yè)由專業(yè)人員實施,按照導井爆破設計圖確定每個孔的具體位置,并在實施過程中進行復測,確保了測量控制工序質量。

    4.2 鉆孔

    在鉆進過程中,若鉆孔偏斜值過大,將造成井筒底部孔位偏差過大而報廢,進而延誤施工進度,造成不必要的浪費。為了保證鉆孔精度,在鉆機架上設一垂球控制鉆機開孔的垂直度,當鉆進到一定深度后,及時檢查偏斜度,并在鉆桿上加設特制的鉆孔防偏斜套筒裝置,以克服鉆桿在回轉鉆進過程中容易出現(xiàn)的偏斜,確保將鉆孔偏斜率控制在1%以內(nèi)。

    4.3 裝藥爆破

    按照爆破設計圖(圖2),將所有造孔全部完成后,再自下而上逐一進行爆破施工。

    導井采用人工裝藥。將藥卷綁扎在竹片上,同時利用細鋼絞線將藥卷串聯(lián)在一起。爆破參數(shù)為:裝藥長度150 cm,周邊孔順次增加裝藥深度10~20 cm,下部堵塞長度最短為50 cm,即每次爆破長度為200 cm,爆方9.048 m3/次。將藥卷自上而下從孔內(nèi)慢慢放置在爆破位置,待藥卷放置到位,最后按照爆破設計方案聯(lián)線、爆破。

    我部原采用細鐵絲懸吊炸藥藥包進行爆破施工,后來發(fā)現(xiàn)在爆破完成后,由于爆破沖力將細鐵絲炸成鐵絲卷堵塞在導井爆破孔中而難以清除,遂根據(jù)現(xiàn)場實際情況選用了細鋼絞線進行懸吊藥包的吊裝,及時解決了上述問題。

    4.4 通風排煙

    導井爆破完成后,因導井有64.1 m 的高差,故通風排煙采用自然排放,將排放時間控制在1~2 h。

    4.5 安全處理

    通風排煙完成后,在導井底部進行適當?shù)陌踩幚硎┕?,保證施工導井的安全。

    4.6 井底出渣

    導井第一次爆破完成后,接著進行第二次爆破,待連續(xù)進行至下部隧洞接近堆滿時出渣一次,采用ZL50裝載機配合15 t 自卸汽車出渣。依次連續(xù)循環(huán)進行,直至導井爆破到頂。

    導井開挖按照裝藥爆破→通風排煙→安全處理→井底出渣的施工程序,自下而上逐一爆破開挖至調壓室平臺(高程1304 m),導井開挖完成。

    圖2 豎井導井爆破設計圖

    5 結語

    該豎井導井開挖施工方法的運用及取得的效果證實,該施工方法完全能滿足豎井的開挖施工,并能節(jié)省大量的施工設備資源投入,進而節(jié)省了費用支出。只要合理使用,具有廣泛的推廣前景。

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