引水隧洞钻爆设计.doc
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1、贵州北盘江善泥坡水电站 引水隧洞钻爆设计北盘江善泥坡水电站引水隧洞开挖钻爆设计一:工程概况1:工程简介1.1 隧道特性善泥坡水电站引水发电系统布置于北盘江右岸山体内,由进水口、引水隧洞及压力管道组成。引水隧洞全长2344.123m.分上平段、上弯及竖井段及下弯段。其上平段(含渐变段)起点桩号为YK0+000.00m,终点桩号为YK2+314.123m,洞挖轴线总长2314.123m,进口渐变段(桩号YK0+000.00mYK0+010.00m)断面由bh=8.6m9.6m的正方形渐变为半径4.5m的圆形。引水隧洞上平段开挖半径分4.4m、4.5m、4.6m、4.8m、四种断面形式。引水隧洞上弯
2、段、竖井段及下弯段的起止桩号为YK2+314.123mYK2+344.123m,下弯段开挖半径由4.5m渐变3.85m.隧道主要施工特性见表1,主要工程量见表2。表1 引水隧洞施工特性表序号项 目 名 称单位数 量备 注1长 度m2344.1232S2型开挖半径Rm4.4S3型开挖半径Rm4.5S4型开挖半径R4.6S5型开挖半径R4.8S6型开挖半径R4.5S7型开挖半径R3.853进口轴线高程m8494终点轴线高程m773.15隧洞纵坡%-1.47956围岩类别 以、类围岩为主1.2 工程地质引水隧洞主要出露地层为:石炭系上统马平群(C3m),二叠系石炭系过渡层(C3-P1), 二叠系:下
3、统梁山组(P1l) ,栖霞组第一段(P1q1),栖霞组第二段及茅口组(P1q2+ P1m)及第四系。引水发电隧洞区断裂构造较发育,从上游至下游沿线主要发育断层有: f1:从号冲沟口通过,产状为N1015W,NE80,逆断层,断层错距510m,破碎带宽0.51m,影响带宽2030m,影响带范围内岩体中见挤压褶曲,岩体破碎,岩溶较发育。f4:位于渡船寨南侧陡壁脚下冲沟中,产状为N3050W,SW6080,逆断层,垂直断距约20m。f3:位于坝址右岸,产状为N50W,SW80,性质与f2断层相同,ZK-9钻孔揭露破碎带宽12m,为灰岩角砾,垂直断距约20m。2:开挖工程量及爆破材料消耗2.1支洞开挖
4、工程量表(表1)2.2主要爆破材料消耗表(表2)表1 隧洞开挖主要工程量表序号项 目 名 称单位工程量备注1开挖石 方 洞 挖m3151840表(2)主要爆破材料消耗表序号名称单位数量备注1乳化炸药t1212导爆管发1000003毫秒电雷管发100004导爆索m160000二:设计依据1 善泥坡水电站引水发电系统土建工程第SNP/C3-2段施工图2 善泥坡水电站引水发电系统土建工程实施性施工组织设计3水工建筑物地下开挖工程施工技术规范 SL378-20074 水利水电工程爆破施工技术规范 DL/T5315-20015 爆破安全规程 GB6722-20036 水工建筑物地下开挖工程施工规范 SL
5、378-20077 与本工程有关的施工、设计及验收规范。8水工建筑物岩石基础开挖工程施工技术规范DL/T5389-20079水利水电工程施工地质规程DL/T5109-1999。三:设计原则1 坚持贯彻“安全第一,预防为主”的思想方针。2 保障水工建筑物地下开挖工程的施工安全,提高地下开挖工程的施工质量.3 符合安保、环保要求,减振降噪。4 隧道开挖采用光面爆破控制技术4.1根据围岩特点合理选择周边眼间距E及周边眼的最小抵抗线W,辅助炮眼交错均匀布置,周边炮眼与辅助炮眼眼底在同一垂直面上。4.2 严格控制周边眼的装药量,借助导爆索进行间隔装药,使药量沿炮眼全长均匀分布。以确保隧道周边成形良好,并
6、减少对围岩的扰动;4.3 根据爆破效果,调整掏槽眼形式,并适当加深掏槽眼深度(比其它眼深约20cm),以保证掏槽效果;4.4 合理分布掘进眼,以达到炮眼数量最少、材料最省;同时碴块又不致过大,便于装卸; 4.5 合理选择循环进尺:根据工期要求及机械能力等因素来综合考虑;4.6合理选择爆破材料:采用安全性能好的塑料导爆管,2#岩石炸药、防水乳胶炸药、非电微差爆破。四:钻爆参数的选择根据隧道岩质情况,拟选择光面爆破参数见表1表光面爆破参数表,施工过程中通过爆破效果检查,结合地质变化情况,适当调整。以求达到安全、经济和最佳爆破效果。1:炮眼直径炮眼直径对凿岩生产率、炮眼数目、单位耗药量和洞壁的平整程
7、度均有影响。加大炮眼直径以及相应装药量可使炸药能量相对集中,爆炸效果得以改善。但炮眼直径过大将导致凿岩速度显著下降,并影响岩石破碎质量、洞壁平整程度和围岩稳定性。因此,必须根据岩性、凿岩设备和工具、炸药性能等综合分析,合理选用孔径。根据本项目围岩相对较好的实际情况,结合我单位投入的机械设备情况,拟选用炮眼直径为40。 光面爆破参数表 表1岩石级别周边眼间距E(cm)周边眼最小抵抗W(cm)相对距E/W周边眼装药参数(kg/m)级围岩404560700.50.750.150.2级围岩455060700.60.850.20.25级围岩506070800.650.90.250.3级围岩5060708
8、00.650.90.250.32: 炮眼数量炮眼数量主要与开挖断面、炮眼直径、岩石性质和炸药性能有关,炮眼的多少直接影响凿岩工作量。炮眼数量应能装入设计的炸药量,采用各炮眼平均分配炸药量的原则按照以下公式来计算。式中:N炮眼数量,不包括未装药的空眼; q单位炸药消耗量一般取q1.22.4kg/m3; S开挖断面积; 装药系数,即装药长度与炮眼长度的比值,参见下表; 每米药卷的炸药质量,装药系数值 围岩级别炮眼名称掏槽眼0.40.50.550.6辅助眼0.40.40.450.5周边眼0.40.40.450.553:炮眼深度3.1 炮眼深度根据下列因素确定:3.3.1 围岩的稳定性,以避免过大的超
9、欠挖;3.1.2 凿岩机的允许钻眼长度、操作技术条件和钻眼技术水平;3.1.3 掘进循环安排,保证充分利用作业时间。一般最大炮眼深度取断面宽度(或高度)的0.50.7倍。本项目隧道围岩情况包含、级围岩,各种围岩性质各不相同,因此设计炮眼深度见下表:围岩级别炮眼深度(m)33.53.543.2 装药量的计算及分配炮眼装药量的多少是影响爆破效果的重要因素。合理的药量应根据所使用的炸药的性能和质量、地质条件、开挖断面尺寸、临空面数目、炮眼直径和深度及爆破的质量要求来确定。计算总用药量Q的公式如下:式中:Q1个爆破循环的总用药量,kg; q爆破1m3岩石炸药的消耗量,kg/m3, V1个循环进尺所爆落
10、的岩石总体积,m3。总的炸药量应分配到各个炮孔中去。由于各炮眼的作用及受到岩石夹制情况不同,装药数量亦不同,通常按装药系数进行分配。4:槽眼布置4.1 掏槽眼掏槽方式本项目掏槽方式根据开挖断面的大小采用直眼掏槽方式或楔形掏槽方式,如图所示。为保证掏槽炮能有效地将石渣抛出槽口,常将掏槽眼比设计掘进进尺加深1020cm,并采用反向连续装药和用双雷管起爆。槽口尺寸常在1.02.5m2之间,要与循环进尺、断面大小和掏槽方式相协调。要求掏槽眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm。掏槽方式示意图4.2周边眼周边眼的作用是一种辅助炮眼,目的是成型作用。周边眼爆破后使坑道断面达到设计的形状和尺寸。周边眼的位
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