光面爆破技术在红叶二级引水隧洞中的应用.doc

光面爆破技术在红叶二级引水隧洞中的应用 　 ??? 摘　要：在红叶二级水电站CⅣ标段引水隧洞施工中，采用光面爆破技术，特别是对Ⅲ类围岩进行了全断面光面爆破，有效地控制了超、欠挖，取得了比较理想的效果。　　关键词：隧洞；光面爆破；隧洞施工；红叶二级水电站 1　前　言　　通常的爆破方法，经常使开挖轮廓线以外的围岩和岩体的完整性受到破坏，爆破后的轮廓线不很平整，超、欠挖得不到控制，甚至出现许多裂缝和裂隙，加大了围岩的不稳定性和支护工作量，特别是在工期短、安全支护同开挖相互干扰情况下，需要特殊的控制爆破。光面爆破可有效地解决此类问题，它主要是通过合理地布置周边孔眼，控制炸药的用量、起爆爆炸力和起爆顺序，得到设计要求的开挖轮廓线，从而减少超、欠挖，减轻对围岩的破坏。这种方法对加快工程进度，保证施工质量、洞内作业的安全，特别是对以低价中标而以总价承包的承包方来说，降低工程造价，获取利润，有着十分重要的意义。 2　工程概况　　红叶二级水电站引水隧洞沿杂谷脑河左岩布置，沿线山体雄厚，谷坡陡峻。隧洞围岩类别以Ⅱ、Ⅲ类为主，Ⅳ类次之，局部洞段为Ⅴ类。地质岩层多数为石灰岩，部分为砂岩，抗压强度为90～25MPa，岩石坚固系数f为2～5，开挖断面为马蹄形，高7．3m，底宽6．0m，圆拱部分半径为3．65m，断面面积为45．423m2。　　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Ⅱ、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，保证永久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要求，减少超、欠挖，减小对围岩的扰动，从而减少支护工作量。 3　施工方案选择　　在考虑和选择隧洞施工方案时，主要从作业人员的实际操作技术水平、机械设备、隧洞内的环境条件、施工安全等方面进行合理选择，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包和分风包，架有照明灯具。由东风143车改装而成，机动性能好，可缩短工序时间。 4　全断面光面爆破设计4．1　钻爆器材　　钻孔时，使用13台手持带气腿的YT－28（7655）凿岩机，钻头直径为38mm，是一字型合金钻头，钻杆长3m。除掏槽眼外，其它眼深2．8 m。　　施工中用风，在支洞口设置2台20m3／min的电动空压机，再用4寸钢管将风送到工作面。炸药用的是四川省雅安化工厂生产的2号岩石乳化炸药32药卷和25药卷，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非电毫秒雷管，共有15段。4．2　爆破参数确定4．2．1　光面爆破参数的计算4．2．1．1　光面爆破不偶合系数式中　［δc］的取值为70 MPa；dk为炮眼直径，38mm＋2mm＝40mm　　经过计算，D＝2．1，因此取di＝20mm。4．2．1．2　光面爆破周边眼间距　　E＝54．297 6kp·di（2）式中kp按表1选取，即取kp＝0．56。 ??? 算出E=61cm。4．2．1．3　最小抵抗线的计算??? W＝1．25 E（3）　　　　算出W＝76cm。4．2．1．4　光面爆破装填系数的计算式中L为炮眼深度；［τ］取4．6 MPa；［δe］取3．3 MPa。　　算出β＝0．576。4．2．1．5　光面爆破单孔装药的计算式中　ρ0为炸药密度，取1g／cm3。4．2．2　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58个。 4．2．3　其它爆破参数　　全断面开挖面积45．423m2，炮眼总数为87个（包括周边眼），炮眼布置见图2。采用三级复式楔形掏槽，布置形式如图3所示，各爆破参数见表2。 5　开挖作业中的技术措施　　根据设计要求，为确保开挖爆破质量和施工的顺利进行，采取了如下技术措施：　　（1）对爆破作业人员进行技术培训，并制定爆破施工的质量管理办法和奖惩制度。　　（2）提高布眼精度。钻孔前，用水平仪、经纬仪定出开挖的洞轴线、边墙两底板点、起拱点、拱顶点，74并画出断面轮廓线，再用坐标法准确标定出炮眼位置。　　（3）钻孔眼准确。钻周边眼时，保证孔眼在开挖轮廓线上，控制好孔眼的位置、深度、方向和角度。　　（4）严格控制周边眼药量，采用小直径的光爆药卷（25），按照空气间隔装药，以增加不偶合系数和爆炸力对开挖轮廓处围岩的缓冲作用。