APP下载

利用微差爆破法在软岩层中开挖导流洞的技术实践

2020-06-03邓如兴卢韦雨

黑龙江水利科技 2020年4期
关键词:水炮导流洞炮眼

邓如兴,卢韦雨,蒋 聪

(1.贵州两山景观园林有限责任公司,贵阳 550081;2.贵州两山景观园林有限责任公司,贵阳 550081;3.贵州水利投资(集团)有限责任公司,贵阳 550081)

1 工程概述

罗家沟水库的工程任务是向大湾镇工业园区供水,水库建成后,每年可向大湾镇工业园区供水344.6万m3,最高日供水量为10442m3。主要建筑物有:沥青心墙坝、左岸岸边无闸溢洪道、右岸取水兼放空兼导流隧洞、供水管线。水库工程规模为小(1)型,属Ⅳ等工程。

2 地质条件

导流洞位于右岸山体中,导流洞设计长度506.775m(其中,导流洞段长约481m),开挖标准断面尺寸3.6m×4.2m,工程地质和水文质地条件如下:

进口段(0+000.000-0+030.063):为浅埋洞段,导流洞埋深7-29m,形坡度20-30°,覆盖层厚约17.0-19.0m,围岩为二叠系上统峨眉山玄武岩(P2β),岩体裂隙强烈发育,呈碎裂结构,极不稳定,围岩类别为V类[1-2]。

洞身段(0+030.63-0+404.47):导流洞埋深30-68m,枯期无压,汛期有压。围岩为二叠系上统峨眉山玄武岩(P2β),呈厚层至块状,围岩类别为IV-III类。由于洞身位于地下水位以下,施工开挖时局部可能有裂隙水渗出。

出口段(0+404.47-0+481.00):为浅埋洞段,地形坡度15-30°,覆盖层厚约14.0-17.0m,基岩为P2β玄武岩,强风化层深约17.0-20.0m,导流洞埋深7-29m,岩体主要呈强风化—弱风化状态,裂隙强烈发育,极不稳定-不能自稳,围岩类别为V类。

3 施工工艺

施工方式采用人工打眼+微差爆破施工法。

3.1 掘进工艺流程

交接班及安全检查→施工炮眼→装药爆破→通风除尘→敲帮问顶→初喷→临时支护→顶部锚网→出矸→架棚+喷浆→清理。

3.2 钻爆工艺流程

钻眼前准备→钻眼→吹眼及装药前瓦斯气体检测→撤离非爆破作业相关人员并设警戒→装填炸药及连线→爆破前瓦斯气体检测→爆破→通风除尘、排烟→爆破后瓦斯气体检测及爆破效果检查→敲帮问顶,消除危石→初喷素混凝土,封闭围岩→临时支护。

3.3 钻眼爆破安全技术要求

安全技术要求有以下4点:

1)钻眼前及起爆前,班组长应检查工作面10m范围内顶板及支护情况,事故风险排除后方可进行下一步作业。

2)为保证爆破效果,钻眼前,测量人员应重新复核洞身中、腰线,施钻人员应严格按照炮眼布置图进行钻眼。

3)装药前,工作面附近20m范围内一切动力设备必须切断电源。

4)若出现瓦斯异常现象,必须立即停止作业,查明原因,采取措施后方可进行后续施工。

4 炸材选择及使用要求

4.1 炸材规格型号及起爆方式

1)炸药选用水胶炸药,型号Φ35×200mm,重250g/卷。

2)雷管选择8号蓝壳毫秒延期电雷管,段位为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、IV段,Ⅰ段延期<13ms,Ⅱ段延期25±10ms,Ⅲ段延期25±10ms,IV段延期25±10ms。连线采用串并联方式,反向起爆。

3)发爆器型号为FD200型发爆器。

4)全断面一次起爆,连续装药结构,周边眼应保留空气柱。

4.2 装药方式

装药时,应严格按照炮眼装药量设计参数,进行装药。

药卷和水炮泥之间装填30-40mm的黏土封泥。结合实际条件,可适当调整爆破参数,以提高爆破效果[3-4]。

5 爆破参数设计

5.1 炮眼设计

1)掏槽眼:按楔形布置,孔径均为42mm,深度2m,横向距离0.4m,竖向距离0.6m,为提高掏槽效果,在楔形中部布置中空挤压孔,孔深应>掏槽眼深度。

2)辅助眼分为一圈辅助眼和二圈辅助眼,垂直作业面布置,孔深均为1.8m,孔径42cm,间距0.6m。

3)周边眼:孔深均为1.8m,孔径42cm,间距应≤0.6m,沿洞身轮廓线布置,并向轮廓线外侧保持一定张角,张角大小根据岩性硬度大小确定。岩性较硬时,张角应加大,防止欠挖,围岩较软时,张角应减小,防止超挖。

4)底眼:孔深均为1.8m,孔径42cm,间距≤0.6m,沿洞身底部轮廓线布置,并与底板形成约10°的扎角,防止底板欠挖。

5.2 炮眼布置

炮眼布置示意图,见图1。

图1 炮眼布置示意图

5.3 炮眼参数及装药量

炮眼主要参数及装药量,见表1。

表1 炮眼参数及装药量

5.4 装药结构

1)装药结构示意图,见图2。

2)装药顺序为先上部眼、后中部眼、再下部眼,依次进行,并保持雷管脚线末端扭结短路且悬空,避免与导电体相接触。

3)为确保洞身成型良好,减少爆破对围岩扰动,提高爆破效果,周边眼装药采用空气柱装药法,装药时首先将药卷送至眼底,然后用水炮泥隔离空气柱,具体为:先使用一根棉线绳拴住一卷充好水的水炮泥的一端,将水炮泥用炮棍送入炮眼内,棉线长度为500mm,装完1个水炮泥后,再用黏土炮泥将眼孔封实,保证封泥长度≥300mm。

4)为减少扬尘和防止因爆破火花引发瓦斯爆炸,水泡泥在爆破高温高压作用下瞬间雾化,能够起到降尘和灭焰作用,有助于安全生产。

图2 装药结构示意图

5.5 有害气体控制

爆破后先进行通风除尘排、烟气15min以上,经检测符合安全生产条件后方可进入工作面进行下一步作用。

6 爆破效果

6.1 延米进尺经济技术指标

在软岩中采用微差爆破法爆眼利用率能够高达97%,每月按正常生产25d计,每天2个循环,能够实现单头月进度87.5m,生产效率高。延米进尺经济技术指标,见表2。

表2 延米进尺经济技术指标

6.2 巷道成型效果及变形监测

1)微差爆破爆破后,据统计,洞身轮廓线上留下的均匀眼痕的周边眼数达到了其总数的80%,超挖现象显著得到控制,洞身成型好。

2)基于IV-V类围岩稳定性较差的特性,洞身开挖后要及时进行系统锚杆+钢筋网喷+钢拱架支护,防止在开挖卸载作用下爆破松动圈深度发育而发生冒顶事故。同时,要在洞身环向断面上设置变形监测点,监测内容包括顶底板近移量、两帮近移量、顶板下沉量、底鼓量及帮位移量。

7 结 语

在软岩中合理控制微差爆破技术参数,洞身变形小,成型效果好,循环进度高,具有安全稳定、经济合理的特点,尤其在工期短、投资紧张的工程项目建设中具有较好的实用价值。

猜你喜欢

水炮导流洞炮眼
隧道掘进水压爆破技术发展新阶段
乌斯通沟水库导流洞偏压洞段埋藏式锚筋桩的应用
水下机器人在长河坝电站导流洞闸门堵漏中的应用
“防雾霾炮”
中国水电五局公司承建的巴塘水电站导流洞开挖施工完成
基于可靠度理论研究导流洞涌水概率及敏感性
基于射流微分方程组的水炮命中问题求解*
MSC.365(93)关于修订SOLAS消防系统要求的研究
大型城市商业综合体高空水炮设计及应用
论公路隧道矿山法开挖施工基本作业