光面爆破技术在天王沟水电站引水隧洞中的应用.pdf

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1、2013年5月■阿目蒜商水利建设【文章编号】1673—0038(2013)15—0353—02光面爆破技术在天王沟水电站引水隧洞中的应用刘勇(甘肃电投辰旭投资开发有限责任公司甘肃省兰州市730000)摘要：在天王沟水电站引水隧洞1#支洞下游主洞开挖施工中，对Ⅲ类围岩进行了全断面光面爆破，有效地控制了超、欠挖，保持了围岩的完整性，从而增强了围岩自身的稳定能力并且降低了工程造价，取得了一定经济效益。关键词：引水隧洞；光面爆破；参数设计1工程概况天王沟水电站引水隧洞沿大通河左岸布置，沿线山体雄厚。1#洞下游主洞围岩类别以Ⅲ类为主，Ⅳ类次之。地质岩层多数为板岩，部分为结晶灰岩及大

2、理岩层，抗压强度为90～25MPa，岩石坚固系数f为4-6，开挖断面为圆形，衬砌洞径为7．3m，开挖洞径为8．5m，断面面积为56．716m2。根据地质条件，适宜全断面开挖。超挖控制在15cm以内，使设计轮廓线以外的超挖最小，并使围岩的破坏达到最小。在Ⅲ类围岩中，光爆孔的半孔率不得少于70％。因此，对爆破作业提出了以下的要求：(1)必须采用光面爆破技术，保证素喷和挂网喷护具有外观平整的围岩。(2)要选择合理的爆破参数、装药结构、起爆顺序，保证开挖后的轮廓线符合设计要求，减少超、欠挖，减小对围岩的扰动，从而减少支护工作量，同时可降低引水隧洞的糙率系数，满足电站设计的水头高度

3、。2施工方案在考虑和选择隧洞施工方案时，根据设计要求首先架设施工变压器、布置大立方的空压机、修建临时提水泵站，以保证施工安全性高、质量好、开挖迅速，从而加快工程进度。为了配合全断面开挖，自行设计、制作了开挖作业平台车。它具有打孔、装药、支护等多种用途。整个平台车分为三层，钻孔时上、中、下可以同时进行。在平台车上焊接有分水管路和分风管路，架有照明灯具。每个爆破循环完成后，采用侧翻装载机配合25T自卸车进行出渣。3全断面光面爆破设计3．1钻爆器材．钻孔时，选用平行直孔掏槽型式和楔形掏槽方式，使用13台气腿式YT一28凿岩机，钻头直径为40mm，是一字型合金钻头，钻杆长3m。除

4、掏槽眼外，其它眼深2．8m。施工中用风，在支洞口设置3台20m3／min的电动空压机，用150钢管作为主风管，再用50软管将风送到工作面。根据围岩类别，本工程采用甘肃省和平化工厂生产的2号乳化炸药，引爆雷管用8号工业纸壳火雷管，炮眼内的起爆雷管用的是15段非电毫秒雷管。3．2爆破参数确定3．2．1光面爆破参数的计算(1)光面爆破不偶合系数：D=dJd；l(1一a)(po／[8．]l／r)+a1112(1)对于2号岩石炸药，将相应数据代入上式得：D=10．605x6997／[8j0．8299+0．39511／2(2)式中：陋J的取值为70MPa；d。为炮眼直径，40mm+2

5、mm=42mm。经过计算，D=2．1，因此取di=20mm。(2)光面爆破周边眼间距E=54．2976kp"d。(2)式中k，按表1选取，即取kp=0．56。算出E=61cm。f4～681012kpO．56O．530．51048(3)最小抵抗线的计算：W=1．25E(3)算出W=76cm。(4)光面爆破装填系数的计算：13={E‘W‘[T】+[8e】。E。L)“【8e】’dk+[8e]。E。Ll(4)式中：L为炮眼深度：【T】取4．6MPa；[8e】取3．3MPa。算出B=0．576。(5)光面爆破单孔装药的计算：Qk=0．257‘d。2‘13。L‘Po(5)式中：P。为

6、炸药密度，取lg／cm3。3．2．2确定其它非周边眼爆破眼数根据开挖断面面积与钻眼直径的关系(见图1)，确定不包括周边眼的炮眼个数为60个左右，根据实际开挖面积布置，取63个。lO30507090110图1炮眼数量与隧洞断面面积的关系曲线3．2．3其它爆破参数全断面开挖面积56．716m2，炮眼总数为107个(包括周边眼)，炮眼布置见图2。采用四级复式楔形掏槽，布置形式如图3·353·

7、妻啪鲫∞加m水利建设口E

8、玉了固2013年5月所示，各爆破参数见表2。表2爆破参数炮炮眼毫秒雷管装药眼炮眼名(Im)药量编称数量深度段位数量,2s药卷432药卷总计口(个)(m)(段)(个

9、)节数长度重量节数长度重量tkg)1亍(节)(m)(kg)(节)(m)(kg)1掏糟眼123．3112132．471．952342扩糟眼83．3381l2．091．6513．23扩糟眼83_35891．7l1．3510．84扩糟眼63．37671_331．056．35辅助眼52．89581．521．206．06辅助眼92．8II96I．140．908．I7辅助眼22．872122281．803．68辅助眼42．894122．281．807．29辅助眼72．8117112．091．6511．55lO辅助眼22．8132101．9