溧陽(yáng)抽水蓄能電站地下廠房頂拱開(kāi)挖施工爆破設(shè)計(jì)

目 錄1、工程概況 12、地質(zhì)及水文條件 13、主廠房分層及頂拱開(kāi)挖分區(qū) 23.1主廠房分層 23.2頂拱開(kāi)挖分區(qū) 24、爆破設(shè)計(jì) 24.1邊導(dǎo)洞爆破設(shè)計(jì) 24.2中墩爆破設(shè)計(jì) 35、施工方法 45.1施工程序 45.2測(cè)量放樣 45.3鉆孔 45.4裝藥爆破 56、爆破控制要求 51、工程概況溧陽(yáng)抽水蓄能電站地下廠房系統(tǒng)由主廠房、主變洞、母線洞、高壓電纜平洞及電纜豎井、進(jìn)廠交通洞、⑧施工支洞兼排風(fēng)洞、帷幕灌漿、排水廊道、排風(fēng)豎井等洞室組成。主廠房洞室包括主機(jī)間、安裝間和地下副廠房三部分。開(kāi)挖總長(zhǎng)度221.90m。巖錨吊車梁以上開(kāi)挖跨度25.00m，以下為23.50m，尾水管底板至廠房頂拱開(kāi)挖高度為55.30m。拱頂巖體厚240～290.0m。主機(jī)間安裝6臺(tái)單機(jī)容量為250MW的可逆式水泵水輪發(fā)電機(jī)組。機(jī)組間距26.50m，端機(jī)組長(zhǎng)度28.50m，主機(jī)間長(zhǎng)度為161.00m。2、地質(zhì)及水文條件地下廠房布置于上水庫(kù)主壩北面約500m的山體內(nèi)，鉛直埋深為，主變洞埋深220m~270m，洞室圍巖主要由3-1中厚~巨厚層(少240m~290mSm3量薄層)巖屑石英砂巖夾少量泥質(zhì)粉砂巖組成，鉆孔中統(tǒng)計(jì)S3-1巖屑石英砂巖m3占74%，泥質(zhì)粉砂巖約占15%左右，局部少量巖脈。未見(jiàn)有粉砂質(zhì)泥巖。弱風(fēng)化帶內(nèi)兩種巖石飽和抗壓強(qiáng)度大于40MPa，主廠房①號(hào)機(jī)部位有④安山斑巖巖脈蝕變成土狀，巖脈位于廠房底板高程附近及以下。廠區(qū)主要洞室圍巖巖性相對(duì)較單一，巖性對(duì)圍巖質(zhì)量影響較小，圍巖質(zhì)量主要受斷層及層間錯(cuò)動(dòng)帶分布及節(jié)理裂隙發(fā)育程度等影響。圍巖大部分位于弱風(fēng)化帶內(nèi)，巖體多屬于鑲嵌結(jié)構(gòu)或鑲嵌破裂結(jié)構(gòu)，洞室圍巖質(zhì)量以III2～I(xiàn)V1類為主。因各類結(jié)構(gòu)面均較發(fā)育，已將廠區(qū)巖體切割成各種大小不一的塊體。除斷層及層間軟弱帶以外，塊體邊界絕大部分由較短小的硬性節(jié)理面、層面構(gòu)成，大部分塊體之間具有較好的咬合力。 廠區(qū)地應(yīng)力屬低應(yīng)力，洞室圍巖屬堅(jiān)硬～中硬類巖石，巖性條件較好。除局部蝕變巖脈及破碎帶較寬的斷層易產(chǎn)生塑性變形外，圍巖穩(wěn)定性主要是受結(jié)構(gòu)面控制的塊體穩(wěn)定問(wèn)題。 主廠房、主變洞塊體穩(wěn)定性分析表明：盡管塊體組合型式較多，但絕大部分組合塊體具有較好的穩(wěn)定性。 各洞室不穩(wěn)定塊體主要分布于洞頂。廠區(qū)地下水豐富，部分結(jié)構(gòu)面、尤其是NE向的斷層為強(qiáng)透水帶，主廠房、主變室等主要洞室施工開(kāi)挖前，提前作好廠區(qū)的排水是提高圍巖穩(wěn)定性最有效的措施之一。預(yù)測(cè)施工開(kāi)挖期廠區(qū)排水廊道排水總量與地下洞室開(kāi)挖時(shí)涌水量之和約為4000～5000m3/d左右。通過(guò)對(duì)廠區(qū)主要洞室相應(yīng)長(zhǎng)度范圍內(nèi)的勘探平洞圍巖類別進(jìn)行統(tǒng)計(jì)， 統(tǒng)計(jì)結(jié)果為：Ⅲ1類占17%；Ⅲ2類占33%；Ⅳ1類占34%；Ⅳ2類占11%；Ⅴ類占5%。根據(jù)平洞圍巖分類比例，結(jié)合鉆孔資料，主廠房圍巖分類比例：主廠房：Ⅲ1類約10%、Ⅲ2類約30%、Ⅳ1類約35%、Ⅳ2類約20%、Ⅴ類約5%。3、主廠房分層及頂拱開(kāi)挖分區(qū)3.1主廠房分層主廠房頂拱至尾水管底板的開(kāi)挖高度為55.30m，根據(jù)施工支洞的布置情況，廠房開(kāi)挖共分8層進(jìn)行施工。I層為廠房頂拱層，開(kāi)挖高度9.25m，高程段為-16.05～-25.30m；II層開(kāi)挖高度4.70m，開(kāi)挖高程-25.30～-30.00m；III層為巖壁吊車梁層開(kāi)挖，開(kāi)挖高度5.0m，高程段為-30.00～-35.00m；IV層為巖壁吊車梁下層開(kāi)挖，層高7.5m，開(kāi)挖高程段為-35.00～-42.50m；V層開(kāi)挖高度7.0m，開(kāi)挖高程段為-42.50～-49.50m；VI層層高7.5m，開(kāi)挖高程為-49.50～-57.00m；VII層層高6.5m，高程段為-57.00～-63.50m；VIII層為-63.50m高程以下的開(kāi)挖，層高為7.35～7.85m。分層情況見(jiàn)表3-1及附圖1-地下廠房系統(tǒng)開(kāi)挖分層圖 。3.2頂拱開(kāi)挖分區(qū)主廠房頂拱開(kāi)挖支護(hù)采用兩側(cè)導(dǎo)洞領(lǐng)先，中墩擴(kuò)挖跟進(jìn)的施工方法?？紤]多臂鉆、濕噴臺(tái)車等大型支護(hù)設(shè)備操作空間、錨桿長(zhǎng)度等因素， 擬定的主廠房頂拱開(kāi)挖分區(qū)見(jiàn)下 圖3-1。兩側(cè)導(dǎo)洞開(kāi)挖寬度 8.34m，高度 8.405m，開(kāi)挖面積 57m2；中墩開(kāi)挖寬度8.32m，高度9.25m，開(kāi)挖面積77.75m2。為減少中墩應(yīng)力集中，中墩上部采用半徑2.5m圓弧過(guò)渡。4、爆破設(shè)計(jì)4.1邊導(dǎo)洞爆破設(shè)計(jì)邊導(dǎo)洞開(kāi)挖尺寸為 8.6×8.4m（寬×高），采用“中部楔形抽槽，周邊光面爆破”的方法施工，首先在洞室中下部設(shè)置楔形掏槽孔，掏槽孔間距 0.5m，排距圖3-1⑧施工支洞（廠右）-16.0502500R25000R85,2049004568-23.800-25.30-27.5083408320834025000②施工支洞（廠左）0.8m，對(duì)稱形布置，向內(nèi)傾斜 60°造孔，孔深1.4m~3.0m(視不同圍巖類別)，采用連續(xù)裝ф32藥卷1.0kg~2.6kg,炸藥與非電毫秒延時(shí)雷管一同放入孔內(nèi)；其次按間距0.8m~1.0m設(shè)置多排主爆孔，主爆孔孔深 1.2m~2.5m,采用ф32藥卷連續(xù)裝藥，單孔裝藥量 0.6kg~2.0kg，與非電毫秒延時(shí)雷管一同放入孔內(nèi)；同時(shí)為保證光面爆破效果，擬在周邊設(shè)計(jì)輪廓線與主爆孔之間設(shè)置一排緩沖孔， 緩沖孔間距0.8m,其與設(shè)計(jì)輪廓線距離為0.6m~0.8m,孔深1.2m~2.4m,采用ф25藥卷連續(xù)裝藥，單孔裝藥量0.4kg~1.4kg；最后沿設(shè)計(jì)輪廓線按0.5m間距由測(cè)量逐一放出周邊光爆孔，光爆孔采用線裝藥密度 100g/m~120/m的ф25藥卷與竹片導(dǎo)爆索綁扎后放入孔內(nèi)。爆破設(shè)計(jì)見(jiàn)附圖2-《主廠房頂拱層爆破設(shè)計(jì)圖一》。4.2中墩爆破設(shè)計(jì)由于主廠房頂拱層采用“先導(dǎo)洞、后中墩”的開(kāi)挖方法，中墩開(kāi)挖施工是兩側(cè)已形成較好的臨空面，因此，中墩爆破開(kāi)挖僅設(shè)置主爆孔、緩沖孔及光爆孔。首先，沿中墩兩側(cè)向內(nèi)按 1.16m~1.2m排距設(shè)置6排主爆孔，主爆孔間距1.2m,孔深3.0m，采用ф32藥卷連續(xù)裝藥，單孔裝藥量 2.0kg。同樣，為保證光面爆破效果在距離頂拱設(shè)計(jì)輪廓線 0.6m~0.8m位置設(shè)置一排緩沖孔，緩沖孔間距 0.8m，采用ф25藥卷連續(xù)裝藥，單孔裝藥量 1.2kg。最后，最后沿設(shè)計(jì)輪廓線按0.5m間距由測(cè)量逐一放出周邊光爆孔，光爆孔采用線裝藥密度120g/m的ф25藥卷與竹片導(dǎo)爆索綁扎后放入孔內(nèi)。爆破設(shè)計(jì)見(jiàn)附圖3-《主廠房頂拱層爆破設(shè)計(jì)圖二》。5、施工方法5.1施工程序地下廠房 I層開(kāi)挖尺寸為 221.9×25.5×9.25m（長(zhǎng)×寬×高），總開(kāi)挖量約42157m3。廠房頂拱開(kāi)挖采用兩側(cè)導(dǎo)洞領(lǐng)先、中墩跟進(jìn)的施工方法。頂拱層施工利用主廠房的左、右端墻先期布置的⑧施工支洞和②施工支洞作為施工通道， 故該層的開(kāi)挖采用雙工作面同時(shí)進(jìn)行的方式。5.2測(cè)量放樣（1）測(cè)量作業(yè)由專業(yè)人員實(shí)施，采用全站儀進(jìn)行。每個(gè)循環(huán)鉆孔前進(jìn)行設(shè)計(jì)規(guī)格線測(cè)量放樣，并檢查上一循環(huán)超欠挖情況， 檢測(cè)結(jié)果及時(shí)向現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員進(jìn)行交底；斷面測(cè)量滯后開(kāi)挖面 10～15m，按5m間距進(jìn)行，每個(gè)月進(jìn)行一次洞軸線及坡度的全面檢查、復(fù)測(cè)，確保測(cè)量控制工序質(zhì)量。（2）放樣內(nèi)容包括：隧洞中心線和頂拱中心線、底板高程、掌子面樁號(hào)（每隔5m在隧洞內(nèi)側(cè)打一條樁號(hào)線）、設(shè)計(jì)輪廓線、兩側(cè)腰線或腰線平行線、并按鉆爆圖破設(shè)計(jì)要求在掌子面放出炮孔孔位。5.3鉆孔（1）由熟練風(fēng)鉆手嚴(yán)格按照掌子面標(biāo)定的孔位進(jìn)行鉆孔作業(yè)。造孔前先根據(jù)拱頂中心線和兩側(cè)腰線調(diào)整鉆桿方向和角度，經(jīng)檢查確認(rèn)無(wú)誤后方可開(kāi)孔。（2）各鉆手分區(qū)分部位定人定位施鉆，熟練的操作手負(fù)責(zé)掏槽孔和周邊孔。鉆孔過(guò)程中要保證各炮孔相互平行，掏槽孔和周邊孔嚴(yán)格按照掌子面上所標(biāo)孔位開(kāi)孔施鉆，崩落孔孔位偏差不大于5cm，崩落孔和周邊孔孔底落在同一平面上。（3）為了能控制好孔深，在氣腿鉆鉆桿上用紅油漆作記號(hào)。（4）光爆孔鉆孔前先由測(cè)量人員按照設(shè)計(jì)圖紙周邊輪廓線，用油漆標(biāo)識(shí)出孔位和地面高程，然后在孔位上鉆淺孔插入短鋼筋，對(duì)孔位進(jìn)行保護(hù)。鉆機(jī)就位時(shí)，采用樣架尺對(duì)鉆機(jī)垂度和鉆孔角度進(jìn)行校對(duì)。開(kāi)孔后進(jìn)行中間過(guò)程的深度和角度校對(duì)，以便及時(shí)糾正偏差，確保鉆孔在同一個(gè)平面上。（5）炮孔造完以后，由值班工程師按“平、直、齊”的要求進(jìn)行檢查，對(duì)不符合要求的鉆孔重新造孔。5.4裝藥爆破（1）裝藥采用人工裝藥。（2）在鉆孔工序開(kāi)始時(shí)，按照爆破設(shè)計(jì)要求提前進(jìn)行光爆藥卷的加工、炮孔堵塞物加工成型（把沙灌入塑料袋并綁扎好）、各種規(guī)格藥卷以及各種段別雷管的準(zhǔn)備。（3）炮孔經(jīng)檢查合格后，方可進(jìn)行裝藥爆破；炮孔的裝藥、堵塞、和引爆線路的聯(lián)接，由經(jīng)考核合格的炮工，嚴(yán)格按監(jiān)理工程師批準(zhǔn)的鉆爆設(shè)計(jì)成果進(jìn)行施作。（4）裝藥嚴(yán)格遵守安全爆破操作規(guī)程，裝藥前用風(fēng)水沖洗鉆孔，掏槽孔由熟練的炮工負(fù)責(zé)裝藥，爆破孔采取柱狀連續(xù)裝藥，周邊孔采取空氣間隔裝藥，將小藥卷綁扎于竹片上，導(dǎo)爆索串接。（5）裝藥嚴(yán)格按照爆破設(shè)計(jì)圖（爆破參數(shù)在實(shí)施過(guò)程中不斷調(diào)整優(yōu)化）進(jìn)行，掏槽孔、擴(kuò)槽孔和其它爆破孔裝藥要密實(shí)，堵塞良好，洞內(nèi)采用非電起爆網(wǎng)絡(luò)。（6）藥裝完后，由炮工和值班技術(shù)員復(fù)核檢查，確認(rèn)無(wú)誤后，撤離人員和設(shè)備并放好警戒，炮工負(fù)責(zé)