石方开挖措施研究

石方开挖措施研究（共6篇）

石方开挖措施研究 篇1

引言

在水利水电工程施工中, 石方开挖是工程的主要组成部分。通常来说, 石方开挖的工程量都比较大, 所以说石方爆破开挖的施工进度对整个工程的施工进度产生着直接的影响, 石方爆破开挖的质量与整个工程施工质量具有直接的联系, 所以必须严格控制石方爆破开挖施工。

1 工程概况

某水库工程溢洪道为正槽溢洪道, 该溢洪道主要有五个部分组成, 包括进水渠、控制段、泄槽、消能防冲设施和出水渠五部。堰型为宽顶堰, 堰顶高程657.00m, 堰宽35m, 消能型式为挑流消能。0-25.3~0+000为进水渠段, 0+000~0+012为控制段, 0+012~0+224.91为泄槽段, 0+224.91~0+302为消能及尾水段。根据溢洪道沿线边坡高度设一级或二级马道, 溢洪道底板向上12m设下马道, 再往上14m设上马道, 马道宽2m, 边坡开挖坡比:弱风化安山玢岩1:0.5, 强风化安山玢岩1:0.75, 土和混合土乱石1:1。

2 石方爆破开挖施工方案

根据地质调查研究发现, 该溢洪道石方开挖采用爆破开挖的方式, 进口段及边坡部位石方爆破开挖采用一般爆破和预裂爆破技术。溢洪道石方爆破开挖计划从顶部开始向下层分层爆破开挖。根据溢洪道设计开挖断面图, 溢洪道底板宽为35m, 首先从溢洪道中心线位置采用一般石方爆破开挖技术开挖出一道约10m宽的槽, 再进行两边边坡预裂爆破。在对10m宽的工作面进行爆破时, 岩石表层经清理后作为钻机工作面, 上部采用浅孔梯段爆破施工方法, 底部预留2m左右的底板保护层, 采用平地爆破施工。

3 爆破设计

3.1 浅孔梯段爆破

适用于开挖深度h=2~4m。爆破设计如下:

钻孔孔径, D=90mm;抵抗线, W=30D=2.7m;炮孔间距, a=1.2W;炮孔排距, b=0.9a;药包量:Qi=0.65q×W×a×h。浅孔梯段爆破设计成果如表1。

炮孔装药结构示意图如图1。

3.2 平地爆破

适用于底板岩石局部出露, 超出设计基础线, 保护层爆除, 开挖深度≤2m。爆破设计如下:

炮孔直径, D=40mm;药卷直径;d=32mm, 最小抵抗线, W=25D=1.0m;炸药单耗量为q=0.6kg/m3;排距为b=0.8a=0.8m;单孔装药药量, Q=0.7×q×a×b×h=0.7×0.8×1×2×0.6=0.67kg;堵塞长度, L=1.0m。孔平地爆破设计成果如表2。

炮孔布局为密集炮孔, 小装药量, 呈梅花形。炮孔装药结构示意图如图2。

3.3 起爆网络设计

3.3.1 浅孔梯段爆破网络

由多排炮孔组成, 实行分排毫秒微差起爆, 起爆顺序由前排依次向后逐排进行, 每排间隔时间≥25~50ms。起爆方式:采用排间微差起爆法进行起爆。炮孔内在装药带中装入1~2同段非电毫秒雷管, 孔外联结采用导爆管族联结法, 雷管导爆索脚线与导爆索联结时, 尽量保持垂直, 避免导爆索爆炸飞散物击断导爆管。

3.3.2 平地爆破网络

平地爆破是以手风钻等小孔径炮孔为主, 采用保护层一次爆除的新技术进行施工, 装药施工时, 孔底加柔性垫层, (垫层材料为锯沫, 长度约10~15cm) 。以削减爆炸对基岩破坏作用, 同时限制最大一响起爆量, 小于300kg。采用排间毫秒微差爆破, 起爆顺序由中间两排向两边逐排进行, 每排间隔时间≥25~50ms, 雷管采用跳段法进行分配。起爆方式:可采用排间微差起爆法, 进行起爆。

4 溢洪道预裂爆破施工

根据溢洪道设计开挖图, 溢洪道边坡较陡立, 弱风化安山玢岩1:0.5, 强风化安山玢岩1:0.75, 土和混合土卵石1:1。根据现场地势及实际情况可采用简易潜孔钻钻孔。按边坡坡比布置一排预裂爆破孔, 预裂孔外根据地形及爆破厚度布置一排到二排主爆孔, 或布置一排缓冲孔, 辅助孔。

施工前, 必须准确测定出设计边坡线和预裂孔的位置;施工中要切实掌握好钻孔的方向、角度和深度, 各预裂孔应相互平行, 孔底应落在同一水平面上;预裂孔的角度应与设计边坡坡度一致。预裂孔及主、副炮孔的装药量应根据计算装药量先做试验, 以求得合理的线装药密度。预裂爆破设计如下:钻孔机械:90型简易潜孔钻;钻孔直径:100mm;孔距:采用潜孔钻时, 孔距为80cm;装药直径:32mm;装药结构:间隔、不偶合装药, 底部加强药量 (连续装药) , 顶部装药减弱;线装药密度:潜孔钻为400g/m。底部线装药密度增加系数:孔深<5m, 底部线装药密度增加系数1~2;孔深5~10m, 底部线装药密度增加系数2~3;孔深>10m, 底部线装药密度增加系数3~5。如图3为预裂爆孔示意图。

4.1 工作面整理

由于边坡较陡立, 在需进行架钻位置由人工清理出一小平台, 以利钻机架立。个别部位高差起伏较大时, 可先用手风钻或风镐进行修整。

4.2 测量放线

按照设计开挖坡弱风化安山玢岩1:0.5, 强风化安山玢岩1:0.75, 再根据孔距及开口线处的实际高程算出每个孔的孔深, 并将每个孔的孔深以通知单的形式通知作业队。

4.3 钻机架立与钻孔

在放出的每个孔位上架立简易潜孔钻, 使钻机支架于设计坡比保持一致。将钻头对准孔位开钻, 当钻头进入岩体约10cm时, 停钻, 校核调整钻机, 使钻杆在横向与设计坡比一致, 纵向保持竖直。然后继续开钻。在钻孔过程注意地质岩性变化, 以便在装药时对装药量进行调整。

4.4 装药

将药卷按设定的药量和导爆索一起绑扎在竹片上, 底部根据孔深度适当加强药量, 孔顶减少装药量。将绑好的竹片顺孔慢慢放入孔中, 注意应将竹片的背面靠孔壁放入。

4.5 堵塞

孔口封堵长度不小于70cm。为避免孔口处岩石因预裂爆破而过于破碎, 孔口宜用草团封堵, 且不宜堵塞过紧。

4.6 起爆网络

为避免爆破对边坡造成破坏, 每10~15个孔为一组由导爆索联络起爆。采用毫秒雷管联络起爆, 预裂孔原则上先于主爆区梯段孔单独起爆。预裂孔若与梯段孔在同一爆破网络内起爆, 预裂孔应先于相邻爆孔起爆时间不小于100ms。

4.7 点火起爆

爆破指挥人员要确认洞内的安全警戒工作完成, 并发布放炮信号后, 方可发出起爆命令;警戒人员应按规定警戒点进行警戒, 在未确认撤除警戒前不得擅离职守;要有专人核对装药起爆炮孔数。起爆后, 确认炮孔全部起爆, 经检查后方可发出解除警戒信号, 撤离警戒人员。如发现盲炮要及时处理。

4.8 预裂爆破效果检查

爆破后检查预裂效果, 首先是看裂缝, 一般要求表面形成0.5~1.0cm宽的整齐裂缝, 裂缝周围岩石表面不应有严重破坏, 如出现漏斗或严重破坏, 说明孔口部位堵塞过短或上部线装药密度过大。清碴后, 观测预裂面进行评定, 合格的预裂面应满足:不平整度不超过15cm, 半孔率80~90%, 预裂面岩石完整无明显爆破裂隙。如果达不到上述要求, 则需要对孔间距和线装药密度进行适当调整, 一般装药结构调整范围不大。

4.9 出渣运输

石渣运输根据现场情况及自身情况, 选择轮式电瓶车BD3型装运石渣, 每200m设置一个的避车道, 有序的组织调车。才能确保洞内运输忙而不乱, 有条不紊。采用P-30扒斗装岩机扒渣。

5 结语

综上所述, 在水利水电工程建设施工中, 石方的爆破开挖质量是非常重要的。必须采取合理的爆破方法, 对爆破参数进行合理的设计, 并且严格按照施工工艺进行爆破施工。为了保证爆破施工安全, 必须采取有效的安全防护措施, 保证石方爆破施工的顺利进行。

参考文献

[1]葛洲坝集团公司三峡工程施工指挥部.《水电水利工程爆破施工技术规范》 (DL/T5135-2001) [S].天津:天津大学出版社, 2002 (08) :90~91.

[2]范崇慧, 张群星, 王新.浅析水电站面板堆石坝坝料控制爆破设计[J].黑龙江科技信息, 2013 (23) :56~57.

[3]中国葛洲坝集团公司三峡工程指挥部.《爆破———水电水利工程爆破施工技术规范》 (DLT5135-2001) [S].天津:天津大学出版社, 2002:1~83.

[4]龙丽秋.爆破技术在万家口子水电站坝肩石方开挖中的应用[J].广西城镇建设, 2010 (09) :72~74.

石方开挖措施研究 篇2

大奔流沟料场位于锦屏电站坝址下游9 km, 雅砻江左岸。料场是锦屏电站主体工程混凝土粗骨料加工的料源开采地, 料场地形为一顺江方向的斜坡, 临江坡度50°~65°, 料场中部长约500 m, 宽约50~60 m, 料场顶高为▽2187 m, 底部高程约1700 m, 开采岩石主要为板状砂岩, 夹杂有少量的薄板岩和大理岩。砂板岩层面走向与开挖坡面方向基本一致, 顺层坡度在65°~72°间, 岩层厚薄不一, 以中厚层为主, 在回采毛料过程中, 薄板岩和大理岩作为弃料处理。

1.1 大奔流沟料场特点

开挖高度大, 边坡采用顺层开挖, 设计开挖边坡每15 m设一马道, 马道设计宽2 m或3 m, 1895 m以上设计坡比为1∶0.35, 1895 m以下设计坡比为1∶0.45。在施工过程中, 确保边坡的安全稳定成为施工中的重要课题。

地质条件复杂, 料场主要为层面结构的石英砂岩, 夹杂有厚层块状大理岩及板岩;切割岩层层面方向, 发育有大量断层与裂隙;沿山体外缘断层与裂隙尤为发育, 断层面与裂隙面有的以石英岩和泥土充填, 有的以空腔形式存在, 这无形中加大了爆破施工难度, 严重影响了爆破质量的控制。

施工面狭窄, 料场的平均厚度约40 m, 最薄不到10 m;施工机械因施工面窄而降低工效;料场最高月供料强度达45万吨, 为满足供料, 加快对料场的开挖降段与边坡支护, 需大量的投入机械设备。合理的布置施工现场, 严格控制爆爆破飞石, 减少重型设备的避炮迁移, 使施工有条不紊进行。

1.2 料场爆破施工要求

大奔流沟料场开挖根据设计边坡, 按每15 m作为一个爆破开采层, 爆破方式主要采用毫秒微差深孔梯段爆破, 其主爆孔采用115 mm孔径, 缓冲孔采用90 mm孔径, 预裂孔采用90 mm孔径, 爆破装药系数0.35~0.38 kg/m3, 预裂孔线装药密度0.2 5 k g/m。

2 爆破控制

2.1 爆破飞石控制

由于料场爆破频繁, 平均1~2天一次爆破, 料场高强度的施工, 使现场投入了大量重型的施工机械和各种施工设备, 且坡面铺设有支护用的钢管脚手架, 各种设备频繁的撤离会花费大量的人力物力和时间 (一般爆破安全距离为300 m) , 无法保证施工的顺利进行, 严重影响施工工期, 因此, 在爆破施工过程中, 严格控制好爆破飞石, 尽量减少施工机械设备因避炮而到处迁移, 并确保各种施工设备的安全, 对料场的施工显得尤为重要。

严格控制爆破孔的抵抗线, 爆破孔抵抗线过大, 孔内炸药爆破冲击力无法推动岩层, 爆破气体会向较弱孔口部位冲击, 而的形成冲天炮, 产生孔口飞石;抵抗线过小, 主爆孔前沿岩层过薄, 会因爆破力过大而产生飞石;对抵抗线较小的爆破孔, 可采用间段装药, 减小爆破装药量。对不同级别岩石可采用试验获得, 大奔流沟料场一般主爆孔最大抵抗线小于4.5 m, 最小抵抗线大于3.0 m。

有效堵孔, 不仅可提高爆破效果, 还可控制孔口飞石;堵孔材料最好使用黄土, 也可使用炮灰进行堵孔, 尽量堵孔密实, 通过爆破试验, 预裂孔孔口堵长为1.5 m, 缓冲孔孔口堵长3.0 m, 爆破孔口孔堵长3.5~4.0 m较为适宜。严禁堵孔中夹杂石块, 并清理孔口周边石块, 防止爆破冲击波形成爆破飞石。

一般爆破孔孔口飞石方向无法控制, 采用砂袋或稻草皮对孔口进行覆盖, 可有效阻止孔口飞石。

2.2 爆破振动控制

料场开挖边坡高且陡, 裂隙发育, 边坡面有较多切割于边坡面的断层, 山体层面结构使其整体稳定性差, 边坡岩石也会因爆破振动过大而产生局部滑塌和溃体, 或对边坡产生扰动破坏, 直接影响到料场的边坡稳定及施工人员的安全, 因此爆破振动的控制对整个料场施工尤为重要, 设计要求, 爆破对于边坡的振速小于10 cm/s, 施工过程中, 必须严格对每次爆破进行控制。

影响爆破振动的因素很多, 爆破距离, 爆破规模大小, 单响药量, 爆破效果, 及岩石岩性等;在相同条件下, 爆破区离监测质点越远振动越小, 反之越近越大;总爆破药量及单响药量越大, 爆破振动也会越大;一般爆破效果越好, 爆破振动越小, 爆破效果差, 反而增加爆破振动。我们结合爆破振动监测, 通过多次的爆破实验, 根据不同的施工情况, 总结出可以良好控制爆破振动的施工方案与措施, 其具体如下。

(1) 料场边坡全部采用预裂爆破, 可有效减小爆破孔对边坡所产生的爆破振动;所谓预裂爆破, 就是首先起爆布置在设计轮廓线上的预裂爆破孔药包, 形成一条沿设计轮廓线贯穿的裂缝, 再在该人工裂缝的屏蔽下进行主体开挖部位的爆破, 保证保留岩体免遭破坏;由于料场采用15 m梯段的深孔爆破, 爆破孔单孔装药可达80~120 kg, 通过爆破试验, 对临近边坡质点所测的振速最大可达20 cm/s左右, 远远超过设计值, 提前进行的爆破预裂, 使边坡与爆破区形成一隔离面, 有效缓冲了爆破孔对边坡所产生的振动波。而预裂爆破孔线装药密度为0.3 kg/m左右, 单孔药量仅在6.0 kg左右, 其单孔产生的爆破振动远远小于设计值, 通过爆破试验, 单响药量小于50kg时, 其振速小于10 cm/s, 因此预裂爆破过程中, 预裂爆破孔可控制在6~8孔一响, 不影响爆破振动对边坡的扰动。不同料场的岩石介质, 其影响力可通过爆破试验获取。

(2) 创造良好的自由空面, 对爆破区临空面部分的爆破石渣必须清理完成, 严格对欠挖部分进行处理, 保证有效的爆破梯段高度。此工作非常重要, 若未严格进行处理, 前排爆破孔因抵抗线较大, 岩层无法推动, 并依次影响后排爆破孔爆破效果。炸药的爆炸原理是, 短时间内迅速燃烧产生大量气体, 气体膨胀发生爆炸, 当炸药爆破所产生压力无法堆动岩层时, 其能量会以振动波的形式进行传递, 从而大大增加了爆破振动。

(3) 爆破参数控制, 在料场的爆破施工中, 一般临近边坡的爆破振动对边坡的扰动最大, 因此侧重对临近边坡的爆破进行研究与控制;在考虑爆破质量, 成本, 进度等因素情况下, 如何较好的形成预裂面, 控制爆破规模, 减小单响药量是爆破试验研究的重点。

临近边坡的爆破设计中, 有预裂孔, 爆破孔, 缓冲孔;其爆破参数都影响着爆破质量及爆破振动, 主要参数如 (表1) 。

预裂孔的主要作用是在无自由面情况下, 沿设计轮廓线的位置提前形成一条贯穿的裂缝, 使设计轮廓面免受主体开挖部位爆破时的破坏;如果贯穿裂缝不能形成, 主爆区对开挖轮廓面产生的爆破振动会因没有缓冲面而成倍增加, 设计轮廓面也会因振动过大而受到破坏。评价预裂爆破的质量好坏主要有平整度和半孔率两个指标, 如何保证预裂爆破的质量呢?首先是布孔精度与布孔密度, 布孔精度是确保空位布置在设计轮廓面的位置, 当误差愈大, 平整度就越差, 或偏离设计面;布孔密度是指布孔间距, 布孔间距过大, 预裂孔间岩层无法拉开形成裂缝或拉开面弯曲, 不能很好的形成预裂面, 一般布孔间距越小预裂爆破质量愈好。但布孔密度过大会增加施工成本, 通过试验, 取0.8 m间距可满足质量要求。其次是预裂孔装药量, 满足爆破力能刚好拉开沿炮孔的设计开挖面为适宜, 药量过大, 半孔率降低, 孔壁会产生裂痕;过小, 也会因爆破力过小而无法形成预裂面, 都会影响爆破质量。最后是预裂孔起爆, 预裂孔同时起爆能更好的形成预裂面, 在施工过程中, 预裂爆破是无自由面情况下爆破形成的一贯穿裂缝, 同时预裂孔因密度大而孔数较多, 当同时起爆时, 预裂爆破产生的振动会很大, 为控制爆破振速小于10 cm/s, 一般取6~8孔起爆。

缓冲孔是采用间隔式分段装药结构, 且无超深, 孔距比正常生产炮孔孔距小, 并以2~3个孔为一组滞后于相邻前排孔50~100 ms起爆, 一般与预裂和光面爆破协同使用。通过试验表面, 该工艺能减少后冲破坏, 降低爆破近区的震动, 在施工中, 我们按2.0 m间距布孔, 采用2孔起爆, 单响药量不超过70 kg。

爆破孔的间排距及单孔装药量对爆破振动有一定影响, 在保证爆破效果情况下, 爆破孔适当的采用大间距小排距, 通过减小爆破孔抵抗线, 减小爆破振动, 其参数可通过爆破试验获得。对于大奔流沟料场的层面结构的砂质板岩, 爆破孔比较适合采用大间距小排距 (间排距为5.5×3.5 m) 。爆破孔一般采用连续偶合装药, 单孔装药量较大, 临近边坡都采用单孔单响。

爆破网络连接, 通过爆破分段, 爆破延时, 使爆破区产生不同爆破爆破效果, 达到降低爆破振动的目的。大奔流沟料场采用非电毫秒微差分段爆破。

大奔流沟料场根据不同区域爆破, 分为一般爆破与边坡爆破。

一般爆破指仅有爆破孔, 远离设计开挖边坡的爆破, 爆破孔都在孔内延时爆破, 爆破孔孔内药包起爆雷管为MS13段 (650 ms) 导爆管, 孔间连接雷管为MS3段导爆管, 相邻爆破孔间爆破时差为50 ms;排间连接雷管为MS5段导爆管, 相邻排间爆破孔爆破时差为110 ms;单响药量小于300 kg。

边坡爆破指紧邻计轮廓线, 含设计边坡预裂孔, 缓冲孔及爆破孔的爆破;其爆破震动控制要求较高, 其爆破网络连接为, 预裂孔先响, 超前临近缓冲孔200 ms以上, 一般7孔作为一段, 与相邻段位时差为50 ms;爆破孔孔内药包起爆雷管为MS13段 (650 ms) 导爆管, 孔间连接雷管为MS3段导爆管, 相邻爆破孔间爆破时差为50 ms;排间连接雷管为MS5段导爆管, 相邻排间爆破孔爆破时差为110 ms;爆破孔单孔作为一段, 单孔药量小于120 kg, 缓冲孔两孔作为一段, 单响药量小于70 kg。为保证爆破网络的可靠性, 爆破网络全采用双雷管连接, 爆破前认真检查网络。

通过试验表明, 爆破总装药量大, 爆破区爆破孔排数过大, 爆破网络复杂, 会加大爆破控制难度, 都不同程度导致爆破振速过大, 在施工中, 我们尽量采用小规模爆破, 控制每次爆破的总装药量不超过5.0 t。

3 合理选择爆破施工措施

大奔流沟料场山体陡峭, 开挖高差, 岩层地质条件复杂, 其主要为层面结构的砂质板岩, 夹杂有少量的薄板岩和大理岩, 山体内裂隙、断层、溶洞较发育, 料场的顺层开挖是岩层强度分布极不均匀, 砂质板岩抗压强度达到90~130 MPa, 大理岩抗压强度仅为50 MPa, 裂隙发育区强分化岩, 裂隙充填物夹泥层等强度更低。

3.1 确定合理的施工方法

在料场爆破开挖施工中, 爆破效果的好坏直接影响和制约着料场的施工进度及施工成本。在一般爆破中, 爆破效果的好坏, 主要从爆破粒径, 残孔率及爆破基面平整度三个方面考虑。具体对施工会带来那些负面影响未阐述。通过多次施工经验及爆破试验, 总结出一套应对此类岩石的爆破施工方案。

(1) 布孔方向及坡度与岩层面基本保证一致 (0.35~0.4) 。

(2) 爆破方向应尽量与岩层面走向一致。

(3) 对厚层岩层适合采用大间距小排距 (5.5 m×3.5 m) 。

通过对方案的实施, 极大改善了爆破粒径, 爆破面平整度等问题, 还降低了爆破单耗 (0.35~0.38 kg/m3) 。不仅加快了施工进度, 且大大节约了施工成本。

3.2 特殊的部位采取相应的施工措施

特殊部位主要指, 不同性质的岩石部位, 裂隙发育有夹泥层部位及有小型溶洞或空洞部位。

不同岩石包括大理岩, 厚层砂质板岩及薄层砂板岩和风化岩, 采取如何措施············未阐述。

对料场外缘, 岩层卸荷裂隙节理较发育, 常常因裂隙过大, 孔内炸药脱节未传爆或炸药沿较大缝隙流失, 爆破时, 因漏气、单孔装药过小、炸药流失而影响爆破效果并增加施工成本。对此情况, 采取如下施工措施。

(1) 需提前预知, 适当调整爆破参数, 减小布孔间排距, 通过增加单耗药量来弥补因漏气而产生的爆破能量损失。

(2) 采用孔内下PVC塑料套管 (115 mm孔径可) 下100 mm直径套管) , 炸药通过PVC塑料套管进入孔内, 以防止炸药因裂缝卡孔, 脱节, 流失, 确保炸药在孔内完全起爆。

(3) 起爆时, 可采用多孔起爆方式, 减小爆破因裂隙产生的能量损耗。一般裂隙发育带, 在料场外缘, 离料场边坡较远, 可适当加大单响药量, 裂隙本身也可起到缓冲爆破振动的作用。其效果可通过爆破试验获得。

4 结语

对于地形地质条件复杂, 开挖边坡高陡 (超过500 m) , 供料高强度 (月供强度达到45万吨) 的大奔流沟料场, 料场的安全稳定和施工进度一直成为施工重点, 经过一系列爆破试验及爆破方案的调整, 控制了爆破飞石, 解决了因爆破飞石对施工现场带来的不便;减小了爆破振动 (设计要求小于振速10 cm/s) 对边坡产生的扰动和破坏;改善了爆破效果和爆破粒径, 大大提高了工作效率, 节约了施工成本。有效的控制好爆破施工, 对料场起着举足轻重的作用。

摘要：大奔流沟料场属于高边坡料场, 如何安全、有效地对高边坡料场进行开挖, 本文阐述了通过调整爆破参数, 优化爆破设计方案, 从而达到减小爆破振动对边坡的破坏和扰动, 控制爆破粒径来提高石方开采效率, 减少爆破飞石, 降低施工干扰, 合理选择爆破方案等一系列措施, 对高边坡料场的顺利开挖起着至关重要的作用。为类似工程提供一定的借鉴作用。

谈隧洞石方开挖施工技术 篇3

亭口水库反调节蓄水工程, 位于长武县亭口镇以南约1. 0 km的中塬沟口、亭口水库右岸, 与亭口水库邻谷。坝址距长武县城18 km, 泄洪建筑物由泄洪洞、放水塔及工作桥组成, 均布置在大坝的右岸, 泄洪洞进口高程为883. 0 m。本文论述了亭口水库反调节蓄水工程隧洞石方开挖施工技术。

2 施工方案

施工时两区同时施工, 一区首先进行工作桥基础边坡的开挖施工, 完成后开始进口段引水明渠及放水塔基础的开挖, 基础开挖至泄洪洞进口底板高程883. 0 m后不再继续向下开挖, 立即进入进口段洞身施工, 为减少塔和洞身结合部施工时穿插作业和爆破造成的干扰, 进口段进尺达50 m后, 进口段洞身开挖工作停止, 转入放水塔施工, 剩余洞身施工项目由二区独立从出口向进口方向段依次施工。

2. 1 施工测量

1) 基本导线。在洞口加密光电测距导线作为测量的基本控制, 高程贯通误差为±2. 5 cm, 横向贯通误差为±5 cm, 贯通中误差为±10 cm。

2) 施工导线。施工导线每50 m布一个点, 与基本导线统一考虑, 弯道段可适当加密。

洞内水准标石与基本导线点标石合一, 采用四等水准。

隧洞进出口石方明挖采用钻爆法分阶进行爆破。弃渣直接人工翻渣顺坡溜下, 坡脚装载机装, 10 t自卸车运至弃料场。

2. 2 施工流程

修筑施工便道→风水电安装→测量放样→工作面清理→预裂爆破→台阶爆破→石料挖运→收尾整理。

2. 3 施工方法

隧洞石方开挖施工方法示意图见图1。

石方洞挖工艺流程图见图2。

1) 上半洞开挖方法。钻孔爆破有关参数。此次按照经验公式对相关爆破参数予以估算, 施工进入工地后进行地质勘察, 进一步确认地质情况, 对泥质板岩段和钙质板岩段分别结合爆破试验情况进行计算调整。

相关参数表见表1。

洞身钻孔布置图见图3。

2) 钻孔。梯段爆破以手风钻造孔为主, 钻孔孔径35 ~ 40, 装药直径不大于30 mm。

钻孔前准确画出开挖线, 点出掏槽眼和周边眼的位置, 钻孔采用YT-27型风动凿岩机, 钻孔深度2. 5 m, 每个工作面配5台 ~6台风钻同时作业。

3) 装药爆破。装药前先用高压风清孔, 检查孔是否堵塞或者塌孔, 造孔合格后, 人工装药, 单耗药量为1. 5 kg/m3左右。掏槽孔采用32 mm硝铵药卷, 单孔装药量为1. 5 kg ~ 2. 0 kg; 辅助孔也采用32 mm硝铵药卷, 单孔装药量为1. 5 kg ~ 2. 0 kg; 光爆孔采用25 mm光爆药卷, 线装药密度Δ = 250 g/m。

4) 通风除尘。在洞口架设一台5. 5 k W轴流通风机, 接直径200的风管。爆破前向工作面送风, 爆破后立即向外吸风, 风管管口保持与掌子面相距30 m左右, 爆破时对其进行覆盖保护。为阻止烟尘在洞内扩散, 在距爆破面30 m处设置两道钻有2 mm小孔 ( 孔距3 cm) 的2寸镀锌管二道水幕隔尘带, 水幕间距0. 5 m, 利用喷出的水雾拦尘。

5) 危石排除。当空气满足要求后用钢钎进行洞内危石排除工作, 安全员检查安全后, 进行爆破石渣装运。

6) 装渣出渣。爆破后的岩石及时运出隧洞, 卸至堆渣场, 防止隧道阻塞, 保证下一掘进隧道的顺利进行, 出渣包括装渣和运渣两个工序, 装运渣约占循环总时间的30% ~ 50% , 占劳动消耗的40% , 因此装渣出渣成为控制隧洞开挖进度的关键。

a. 装渣: 根据工程实际选用ZL40装载机配合5 t自卸汽车进行装渣。b. 运渣: 5 t自卸翻斗车直接拉运到弃渣场。c. 运渣注意事项: 拉运过程洞内做好排烟工作。装、运渣要有专人跟班作业, 随时检查调换车辆, 并做好装渣, 卸渣安全工作。

2. 4 下半洞开挖方法

在上半洞贯通后, 再进行下半洞开挖, 进出口分别安排施工队分两班作业, 每班12 h, 完成一个循环施工, 开挖进尺2 m ~2. 5 m。

1) 钻孔爆破有关参数。此次按照经验公式对相关爆破参数予以估算, 施工进入工地后进行地质勘察, 进一步确认地质情况, 对泥质板岩段和钙质板岩段分别结合爆破试验情况进行计算调整。相关参数及钻孔布置如图4所示。

相关参数表见表2。

其中钻孔、爆破等方法与上半洞相同, 钻孔数量较上半洞多, 适当增加钻孔人员。由于下半洞较上半洞断面大, 出渣量大, 适当增加运渣车辆。拉运过程洞内做好排烟工作, 并做好装渣, 卸渣安全工作。

2) 爆破循环作业表如表3所示。

3 施工质量安全及控制要点

1) 钻孔。钻孔直接控制成形规格和爆破效率。

a.钻孔孔位由测量定出的中线腰线及孔位轮廓线确定;

b. 周边孔在断面轮廓线上开孔, 应控制在规范之内, 偏差不大于5 cm, 其他炮孔偏差不得大于10 cm;

c. 施工过程中, 由专业人员对钻孔的质量及孔网参数进行核查, 如果发现不合格, 立即返工, 直至达到钻孔设计要求为止。

2) 爆破。

a. 起爆箱设在避人或避车洞内, 平常要上锁, 由电工保管。当开挖面联系完毕及全部人员撤出后, 由电工根据爆破总指挥命令合闸, 起爆后断路闸刀进行断路。

b. 爆破母线用单芯截面面积大于1. 0 mm2的橡胶绝缘双芯小电缆。母线设在施工电力照明线异侧母线敷设要牢固整齐, 并离开管路30 cm ~ 50 cm。母线分成两节, 里面一节有一断开处放于隐蔽处, 并保持断路状态, 只有当全部人员撤离后, 再由炮工自里向外连此断开接头。

c. 自打眼各自装药联线由钻工分区负责, 钻工联线时手洗干净, 并切断所有电源而改用探照灯或蓄电池矿灯。

d. 爆破材料的运输、储存、加工、现场装药、起爆及瞎炮处理遵守有关规定。每批爆破材料使用前, 必须进行有关的性能检验。

3) 超欠挖控制。水工隧洞掘进不允许超欠挖, 且设计要求径向超挖值和开挖岩面起伏值均小于200 mm, 平均100 mm。施工中常采用下列措施控制超欠挖:

a. 建立严格的施工管理: 从进洞前, 制定严格的奖罚制度, 在解决技术问题前提下, 建立一套严格的施工管理制度, 造成人人关心超欠挖, 人人为控制超挖去努力。用经济杠调动施工人员的主动性。

b. 根据不同地质情况, 选择合理钻爆参数, 制定严格技术标准, 选配各种爆破器材, 完善爆破工艺, 不断提高爆破质量。

c. 提高画线、钻眼精度, 认真测画中线高程, 准确画出开挖轮廓线, 尤其是周边眼的精度, 是直接影响超欠挖的主要因素。

d. 提高装药质量, 防止雷管混装。

e. 断面检查及信息反馈: 为及时了解开挖后断面各点的超欠挖情况, 分析超欠挖原因, 配专职测量工检查开挖断面, 及时修正爆破设计, 减少误差。

4 结语

在水利工程建设中, 常常需要进行石方开挖, 石方开挖常采用的方法为爆破开挖。在实际施工中经常根据开挖断面大小, 采取不同的开挖形式。本文根据冯家山水库除险加固工程非常溢洪道改建隧洞石方开挖, 浅谈了隧洞石方开挖施工技术, 仅以此文与大家探讨此类工程石方开挖的施工技术。

摘要：结合亭口水库反调节蓄水工程隧洞石方开挖的工程实例, 对隧洞石方开挖的施工技术进行了研究, 阐述了钻孔爆破参数的选取、钻孔、装药爆破等技术措施, 并提出了相应的质量控制要点, 旨在能为同类工程提供参考借鉴。

关键词：隧洞,石方开挖,钻孔,爆破

参考文献

[1]DL/T 5135—2013, 水电水利工程爆破施工技术规范[S].

[2]GB 6722—2003, 爆破安全规程[S].

路堑土石方开挖施工技术 篇4

本合同段起讫桩号为RK15+200∽RK18+400 (以右线为准) , 全长3.20 km, 挖方总量约为53 516 m3, 填方总量约为1 606 m3。

特点:本段工作场地狭窄, 操作面小, 挖方弃土量大, 需投入一定数量的工程施工机械及人力物力来保证节点工期目标的实现。

2 施工准备

1) 施工前认真复核图纸、仔细校对标高, 对右线RK15+200~RK15+315.5, 115.5 m挖方路段进行精确放线, 横断面测量时, 在挖方断面的坡顶点位置上, 钉上挖断面的边桩, 边桩上注明里程、挖身深 (米) , 并在距边桩一定距离的外方设护桩。

2) 施工前通过取样实验确定土石性质和使用范围, 为复耕用土提供科学依据。

3) 认真做好工程机械、材料、人员的动员调度。

3 土质路堑开挖施工

1) 施工原则:开挖路堑前作好截水沟, 并视土质情况做好防渗工作, 土方施工期间修建临时排水设施。临时排水设施与永久性排水设施相结合, 流水不得排入农田、耕地, 污染自然水源, 不得引起淤积和冲刷。

2) 测量放线:按照设计图给定的测量数据, 用拓普康332N型全站仪测放出开挖边线, 并用石灰醒目标示出边线位置, 以利于施工过程中辨识提高工作效率。

3) 清表:清除的耕种土作为挖方碎落台、边坡绿化所需种植土。

4) 开挖:根据现场不同情况, 采取横挖法、纵挖法及横纵相结合的方式进行开挖, 作为路基填料的土方, 分类开挖及使用, 非适用性材料按弃方置于弃土场。土方开挖自上而下顺序逐级开挖, 挖方边坡高度<10 m的一坡到顶, 在边坡高度>10 m采用阶梯形边坡, 第一级台阶高8 m, 以上每隔10 m高边坡平台, 边坡平台宽1~2 m。边坡采取开挖一级防护一级的方式进行, 待上级边坡锚固工程全部实施并产生加固作用后方可进行下级边坡的开挖作业, 以确保坡体稳定和结构安全。

4 石质路堑开挖施工

1) 根据岩石的类别、风化程度、岩层产状、岩体断裂构造施工环境等因素综合考虑确定最佳开挖方案。对于软石和强风化岩石能用机械开挖的采用机械开挖, 不能用机械直接开挖的石方, 采用爆破法开挖。石方开挖中, 先利用推土机从上而下清除覆盖层土, 采用松动爆破、小爆破和光面爆破方法施工。逐级开挖, 逐级按设计要求进行防护。

2) 爆破方案:路堑石方爆破前, 应针对不同岩体进行爆破设计、试爆, 选择合理的爆破参数。在施工过程中, 还要根据地质变化情况及时调整和修改爆破设计。

对于开挖深度>6 m, 且石方量较大的工点, 每5~7 m为一层深孔爆破, 采用潜孔钻机钻孔。开挖深度<6 m, 且石方量较小的工点, 每3 m左右为一层浅孔爆破, 采用风枪钻孔。

边坡预裂或光面爆破, 炮孔按挖方角度布置成斜孔, 严格控制装药量及孔距, 防止超挖或欠挖。中央路槽爆破开挖炮孔按梅花形布置。

路基石方爆破, 采用硝铵炸药和乳胶炸药, 以塑料导爆管引爆。非电毫秒雷管实施逐排微差爆破。爆破后, 采用推土机配合挖掘机或装载机清碴装车, 自卸车运输。石质部分采用深孔多排微差爆破法开挖。路堑既长又深时, 采用纵向分层分段开挖, 每一层先挖出一通道, 然后开挖两侧, 使每一层有独立的出土道路和临时排水系统;对风化破碎岩体, 为保证施工中边坡的稳定和边坡防护的施作, 采用阶梯式进行开挖, 按设计要求的高度设置平台, 形成阶梯边坡。

3) 边坡整修:从开挖面往下分段整修, 每下挖2~3 m, 对新开挖边坡进行刷坡, 同时清除松动石块, 边坡不得超挖, 边坡上无松石、危石。路床欠挖部分必须凿除, 超挖部分用稳定碎石或极配碎石填平碾压密实, 严禁用细粒土找平。

4) 弃方处理:弃土不得侵占耕地, 不得影响排洪, 不得加剧河流冲刷;弃土集中堆放至弃土场并与周围环境相协调, 不得随意处理。

5 边坡稳定的监测

根据规范要求, 路堑高边坡和不良地质地段的路堑边坡必须贯彻施工监测 (监测项目见表1) 、信息化动态设计的思想, 高边坡施工过程中加强坡顶巡查, 发现不安全因素及时报告处理。对于雨季施工阶段, 加强边坡稳定观测的频次, 预防地质灾害的突发引起不必要的损失。

6 结语

路堑开挖工程的施工技术, 不仅需要对所要开挖的土质进行测量并做好准备工作, 还要加强边坡稳定性的检测, 才能保证土石方路堑开挖的施工质量。

摘要：依据工作经验, 对路堑土石方开挖施工过程中所应用的施工技术进行了详细的阐述。

石方开挖措施研究 篇5

一、爆破

1. 控制爆破参数设计。

(1) 药包间距。可按下式计算:

式中, W1、W2为相邻两药包的最小抵抗线。

(2) 药包排距。药包排距一般受到开挖断面尺寸和挖深的限制, 可按下式计算:

(3) 装药量。可按下式计算:

式中, f (n) 为爆破作用指数函数, f (n) =0.4+0.6n3, 松动爆破时取n=0.6;k为标准抛掷爆破时单位岩石药量, 对于本次爆破工程中, 风化较严重的灰岩, 开始爆破时可取k=1.1～1.2, 并根据导洞开挖和试验的实际情况再做适当调整;e为炸药换算系数, 2号岩石硝铵炸药为1.0, 铵油炸药为1.15;w为最小抵抗线。

2. 爆破漏斗作用半径。

(1) 下破裂半径。可按下式计算:

(2) 上破裂半径。可按下式计算:

式中, β为坡度修正系数, β=1+0.016 (a/10) 3, a为地面坡角的自然坡度。

3. 边坡保护层。可按下式计算:

式中, R1为药包的压缩圈半径, B为边坡侧药室宽度的一半。为了确保边坡侧岩石不受破坏, 按以上公式计算出ρ值后, 在本次爆破中实际的边坡保护层厚度应再加大1～2m。

4.装药和堵塞。选用混合装药结构, 采用90%～95%的铵油炸药和5%～10%的岩石铵梯炸药, 并将高威力炸药装在中间, 且必须用黄土 (或部分粉渣) 进行全部回填。

5.起爆网路。采用塑料导爆管复式起爆网路, 药包内选用高段别毫秒雷管, 洞外网路用联通管和较低段别的毫秒雷管联结成微差起爆网路。中间药包先响, 靠近边坡的药包后响。

二、钻爆施工

1.施工前做好测量放样工作。根据炮孔编号标明钻孔开口位置, 保证边坡孔位置正确。在整个断面布置5个炮孔, 中间布置1个, 四角各布置1个, 孔深为1.0～1.5m。中间孔先响, 四角孔后响。药室为长方体, 体积按V=KvQ/Δ计算。其中, Kv为药室扩大系数, Q为爆破药包量, △为炸药密实度, 取1.3～1.4。钻孔时要使所有钻孔均在设计的坡面上, 且前后左右都要满足设计要求。

2.导洞开挖或钻孔前要进行标高测量。要根据实际开挖深度布置炮孔, 并在图上标明每个炮孔的深度。由技术人员在现场定位, 严格控制钻孔精度。钻孔结束后要对炮孔进行检查, 封好孔口, 做好记录。

3.装药前要对导洞和炮孔进行严格的检查和验收。发现与实际不符时, 应及时纠正。有水时, 要及时排出, 或改用防水炸药。

4.导洞开挖和装药过程中要严格按照国家《爆破安全规程》中的有关规定进行操作。装药前将孔内残渣清理干净, 有水的炮孔要把水排干, 排不干的要做好防水措施, 主要采取防水套包装密封。药包药串要按照设计要求进行加工, 并做好与炮孔相符合的编号。为保护孔壁, 光面爆破采用竹片。装药时要使药串位于炮孔中心, 竹片紧贴孔壁。装药要仔细, 以保证药卷在炮孔中心。装药结束后对炮孔进行堵塞, 先用纸团将堵塞段下部塞紧, 再用黄黏土堵实。堵塞作业中只许用木质炮棍, 同时保护好孔内引出的爆破引线。

5.堵塞过程中要注意保护好网路。洞室爆破时, 导爆管要用硬塑料套管进行防护。

6.施工作业中的药量调整。装药过程中必须严格按照设计药量进行。在钻孔过程中如发现沿炮孔不同深度岩石结构有明显变化时, 为取得满意的的爆破效果, 应对设计药量根据相应的岩石地段进行药减。调整药量后, 必须进行装药记录。

三、施工安全注意事项

1. 确定爆破的危险区。要积极采取各种有效措施, 防止人、畜、建筑物和其他公共设施受到危害和损失。

(1) 在危险区的边界, 应设置明显的标志, 并建立警戒线, 显示爆破时间的警戒信号。

(2) 在危险区的入口或附近道路, 也应设置标志并派人看守, 以防有人在爆破时进入危险区。

2. 确定不同深度的爆破方法。

(1) 对于挖深在6m以下的地段采用深孔爆破。

(2) 对于挖深在6～10m之间的地段, 采用小药室松动爆破。爆破时, 要一次松动到设计标高, 从一端分批爆破, 一头清渣, 边清渣边自上而下光面爆破刷坡。

(3) 对于挖深大于10m的地段, 采用分层开挖。爆破时上层用小洞室松动控制爆破, 下层用潜孔钻打孔, 小台阶深孔爆破落地。

四、结论

某水利枢纽趾板石方爆破开挖方案 篇6

某水利枢纽左岸趾板开挖主要为1550m高程以下趾板基础的石方开挖, 岩性主要为英安质凝灰岩、凝灰质粉砂岩及变质砂岩交替分布, 石方开挖量总计4692m3。

2 爆破方法及起爆网络设计

2.1 爆破方法

根据趾板开挖的质量要求, 结合现场实际地形地质情况, 计划采用YT-28型手风钻钻孔, 非电毫秒导爆管雷管孔内延时孔外接力微差起爆网络, 电雷管激发起爆, 预裂孔装乳化炸药, 爆破孔装2#岩石膨化炸药。

2.2 起爆网络设计

起爆网络为非电毫秒导爆管雷管孔内延时孔外接力式微差起爆网络, 孔内设计为15段非电耗秒导爆管 (延时880毫秒) , 孔间设计为2段非电耗秒导爆管 (延时25毫秒) , 排间设计为5段非电耗秒导爆管 (延时110毫秒) ;起爆网络安全延时为880毫秒, 故一次最大可起爆8排炮孔, 网络是安全的。预裂孔用导爆索串联, 连接雷管为15段和3段比第一排爆破孔早爆50毫秒。

3 爆破参数的确定

趾板石方开挖前, 应根据地形资料和岩石性质确定合理的爆破参数。

3.1 单耗的确定

趾板石方岩石为英安质凝灰岩、凝灰质粉砂岩及变质砂岩交替分布, 根据规范知凝灰岩的标准单耗K=1.2~1.5;砂岩的标准单耗K=1.3~1.6;而本开挖为松动爆破其单耗为0.33K, 故综合上述因素拟取K=0.5。

3.2 爆破参数见表1, 表2, 表3

4 爆破施工过程

爆破技术员根据地形资料和设计图纸做出《爆破设计》, 经项目总工程师审批后上报监理部, 得到明确批示后再组织实施。

4.1 工作面清理

首先用反铲配人工清除工作面松散石块, 然后进行钻孔作业。

4.2 布孔

机械配人工将工作面清理至满足造孔作业要求, 根据爆破设计确定的孔排距进行测量放孔。

4.3 钻孔

钻工根据爆破技术员提供的孔深造孔作业, 现场施工员严格控制钻孔方位及孔深。并对造好的炮孔根据设计值进行检查, 以保证符合设计要求。Á

4.4 装药爆破

由专职押运员办理火工材料领用手续后, 专人专车运至施工现场, 再由爆破技术员带领爆破熟练工依据爆破设计组织施工。装药完成后由爆破技术员检查无误方可起爆, 起爆前应由专职安全员做好警戒布置工作, 再依据警报信号进行爆破作业。

4.5 爆后检查

爆后5分钟, 爆破技术员进入现场检查爆破情况并形成记录, 若有哑炮应立即上报并布置警戒做出处理。

4.6 出渣

爆破石渣由CAT330反铲挖装, 20t自卸汽车运输。出渣完成后进入下个工作循环。

5 结束语

经过爆破后检查, 将爆破单耗降至0.4后爆破效果较好, 达到了预期质量和安全效果, 值得类似工程借鉴。

摘要：在开挖深度不大的情况下, 采用手风钻小梯段预留保护层开挖爆破, 周边采用预裂爆破, 底部采用保护层一次性爆破技术, 达到了预期效果, 值得类似工程借鉴。

关键词：钻孔,保护层,爆破

参考文献

[1]GB6722-2003.爆破安全规范[S].