渐进式螺旋掏槽法在水布垭地下厂房开挖中的应用

渐进式螺旋掏槽法在水布垭地下厂房开挖中的应用摘要:隧洞掘进的两个基本要素是：排炮循环时间和排炮进尺。提高排炮进尺，爆破效率显著，大大节约时间和并降低炸药单耗。排炮进尺的高低与掏槽方式息息相关，本文将介绍和分析渐进式螺旋掏槽的理论以及其在水布垭地下厂房中的施工实践。渐进式螺旋掏槽法的基本原理是：按传统的螺旋掏槽孔位布孔，各孔的深度顺螺旋方向从浅到深。该法具有钻孔少、装药少、爆破较果好的优点，在水布垭地下厂房工程的实际应用中，爆破效率显著，成本节约，值得推广应用。关键词:渐进式螺旋掏槽水布垭地下厂房施工实践1.工程概述水布垭水利枢纽位于湖北清江中游河段巴东县境内，是国家“十五”重点项目，是清江梯级开发的龙头枢纽，正常蓄水位EL400m，总库容45.8亿m3，系多年调节水库。工程开发的主要任务是发电、防洪兼顾其他。水布垭大坝为砼面板堆石坝，坝高233m，是目前世界在建最高的砼面板堆石坝。地下电站布置于坝址下游右岸山体内，电站装机4台，总装机容量184万kw，地下厂房以地质条件复杂而称著于世。地下电站厂房开挖尺寸为：168.5×23×67m，顶拱岩体由栖霞组第4段灰岩组成，厂房底部由马鞍组炭质页岩组成且夹不连续煤层。厂房顶层开挖采取“平面多工序”的原则组织施工，即与开挖同步滞后跟进厂房边顶张拉锚杆、150t级锚索及喷钢纤维砼的施工。水布垭地下厂房顶层工期较紧，采用瑞典Atlas353E三臂台车造孔，人工装药。如何选定掏槽方案，是控制进度、成本的关键，经分析、比较采用渐进式螺旋掏槽法布孔掏槽，效果显著。2.渐进式螺旋掏槽法随着国家基建项目的增多，地下隧洞工程较以往的年代呈指数上升。对隧洞的开挖进尺，人们期待也越来越高。地下隧洞施工技术也一天比一天成熟，掏槽方式一直是人们研究和关注的焦点。传统的掏槽布孔较多，装药量很大。主要是通过密集布孔、增大掏槽部位的装药量，将掏槽部位爆成粉状，以获得一定的掏槽进尺。渐进式螺旋掏槽法只是围绕中空孔，布置为数不多的几个孔，且孔的深度按远离中空孔的距离大小（起爆顺序）而从浅到深，呈螺旋渐进的形式。渐进式螺旋掏槽法布孔及装药起爆顺序如下图：螺旋掏槽主要用于中软岩层，它的特点是钻孔较少，其布孔和装药起爆顺序如上右图。螺旋掏槽采取的钻孔深度为：Ms1段孔深最小，约为中空孔深的1/4～1/5；Ms3段钻孔比Ms1段孔深40～70cm；Ms5段孔深比Ms3段孔深40～70cm；…….…；最后一段与中空孔深基本相同。恩传统的掏槽方咏法造孔数量较翁多，装药量较怜大，即便爆破看较果不错但也院有掏槽部位的臣炸药单耗过大杏等缺点。柔3赚.聪水布垭采用渐虫进式螺旋掏槽糠法施工实践益水布垭地下厂霸房顶层采取台锡车钻孔开挖，者渐进式螺旋掏悠槽法施工，其铸基本工艺及爆尾破设计如下。腊3纤.痛1警.茅制作布孔模板脖，现场放孔位霉钻孔前先根据姨爆破试验调整而后的布孔参数蓬，制作布孔模叫板。闯采取一块雹1m筹×饿1m讽的三层胶合板塑，严格按渐进府式螺旋掏槽的牛孔位间距在三趴层胶合板面上夏布孔，再按比劝钻头直径略大粪的孔径在三层疾胶合板上将孔伸位打通，形成跳掏槽布孔模板候。腹按模板的掏槽循孔位，用油笔闭（漆）将掏槽边孔投影到掌子坡面，精确放出寺孔位。3.2.钻孔译采用瑞典仓Atlas择353讽E奏三臂台车造孔战，先造中空孔鬼，由于孔位间突距较小，为防原止孔与孔之间汪打穿，必须精脚确控制打孔角列度，开钻前认滥真摆臂，调整是角度，力求钻通孔平、直。吹对发生意外造篇孔打穿的，应沫根据贯穿长度馆和部位，装药烫时先用砂袋在赠贯通处隔进行案必要的隔堵。凳3咏.4.此爆破设计与装道药菠渐进式掏槽孔盖造好的同时，殖还需将其他爆她破孔、周边孔猫也钻孔完毕，有按爆破实验调使整乡的有关参数进浊行装药。在装熟药时，尽可能离采取跳段装药杯。舒水布垭地下厂盈房顶层开挖爆城破设计及装药隐参数如下姓图粮(段掏槽细部见上签图附)柜。宗水布垭地下厂茧房柳Ⅰ贤层中顶导洞装柳药爆破参数见简下表：收炮孔名称本钻孔参数悲装药参数鼠孔径师mm卖孔深跑m可孔距帖cm骡孔数丙(揭个图)速起爆顺序垦药径组mm届装药长度基单孔药量宫总药参量觉kg爬装药结构醒掏训槽孤孔枕1释#煎孔碧φ跃48贿0.7以15乔1盗M酿s1而φ登35乎40cm姥0.4kg毛0.4kg慎连续装药，孔伐口用沙泥堵塞啦2原#门孔题φ物48纯1.3慕25疼1据M堡s3潜φ表35数60cm街0.6kg外0.6kg吨3威#推孔栏φ亲48凯2.0故30枪1称M妙s5搏φ先35辆100cm诉1.0kg取1.0kg肚4鬼#匠孔购φ效48金2.5炒35尺1蚀M熊s6甘φ孟35他140cm愿1.4kg渔1.4kg歌5无#兴孔茶φ惧48皱3.0劲39迹1恰M雪s7告φ骄35郑200cm谜2.0kg蜓2.0kg雨6批#柄孔除φ钟48筋3.4票45秀1袋M故s8炎φ序35阻240cm巾2.4kg日2.4kg初空孔视φ岸100给3.5孤0协1熄崩落孔强φ飘48救3.3阔90鞠69饥M起s9-17共φ锁35士200cm际2.0kg尘138kg引底孔脱φ坏48贼3.3垂76馒11趋M牲s18比φ厚32肌250cm芦2.0kg才22kg狡周边孔县φ袖48阴3.3溉60窜14谈M取s18你φ姿25顺300cm辈0.6kg鸽8.4kg曾间隔亚合计烦φ乔48础101份1主6库段脾176.2k蔬g孟爆破设计效果膊，见下表。败爆破设计断面旗积狸（乌m弹2栽）哄布孔数愿（个）娱钻孔深度显（然m背）群排炮进尺完（钻m鹊）份爆破方量横（恒m哑3蹄）旅总装药傲量克kg酱炸药单赴耗傲(敌kg/m岭3鸟)朴63.2遍101骆3.3谢2.8能177挡176.9棕1.0挨3醉.橡5棵.惹隐渐进式螺旋掏站槽法爆破实践降在水布垭地下者厂房，采用渐冶进式螺旋掏槽锹法的布孔装药狭进行厂房顶层嫂导洞开挖，该眠方法比传统掏队槽布孔法具有幻掏槽孔少，装某药少，作业时燕间短的优点。胀在厂房中顶导裳洞施工中，采乳用渐进式螺旋炒掏槽法与传统国九眼直孔掏槽轻法爆破效果统姿计如下表：远掏槽方法夜排炮附次序乏布孔矿数腔装药量抵kg君爆破进壳尺昂/滥方量尾m/m仆3纠炸药单耗基kg/m芝3泽备注述渐进式螺旋掏歇槽法谱1沿98浇177密2.85/1捎80.12悄0.98虾2植102丧178誓2.6/16擦4.32双1.08问3血101逃176耽2.75/1霉73.8兆1.01怎4钳101沾178混2.96/1香87.1清0.95至5奉102揉181联3.0/18此9.6干0.95年6岁99慰175鬼2.85/1松80.12迫0.97验平均猴100.2除177.5碍2.835/昏179.2仇0.99擦传统九眼掏槽榴1拼123伤210跟2.95/1对86.44量1.13自2屋122疫208坐2.6/16蜻4.32遮1.26甚3读121雅206城2.75/1线73.8愁1.18松4上121述208维2.86/1焰80.7瓜1.15疏5朗118机205谎2.7/17饮0.64倚1.2主6兽119贩206羡3.05/1脉92.76初1.06糕平均阳120.6满207秤2.82/1轰78.2茶1.16稳从上表中，可酸以看出采用渐腐进式螺旋掏槽具法比传统九眼险掏槽法在炸药榨单耗上降澡低吊0.17kg惹/m喘3袋