渡口水电站

渡口水电站（精选3篇）

渡口水电站 篇1

1 工程简介

渡口坝水电站为混合式电站, 位于重庆市奉节县新政乡梅溪河上游河段, 是梅溪河梯级规划的第一级, 坝址区控制流域面积765km2, 多年平均流量18.2m3/s。是一座以发电为主、兼有旅游、防洪等综合效益的Ⅲ等中型水库工程。水库总库容9854万m3, 有效库容7011万m3, 属年调节水库。坝址位于奉节县新政乡上游7km处, 距奉节县城90km;厂址位于公平镇打烂沟处, 距奉节县城54km。梅溪河属中亚热带暖湿季风气候区, 由于受地形地貌的影响, 局部小气候特征明显。流域内降水丰沛, 但年内分配不均, 多年平均降水量为1437.2mm, 最大年降水量1815.5mm, 最小年降水量894.1mm, 倍比系数为2.03。暴雨多发生在5月~9月, 一次大暴雨过程多为1d~3d, 其中大部分雨量集中在24h以内, 受大巴山暴雨影响, 暴雨常在建楼、尖山、渡口坝一带出现。渡口坝水电站工程主要建筑物包括挡 (泄) 水建筑物、取水建筑物、引水建筑物和电站厂房, 电站共装机容量129MW (2×64.5MW) 。引水隧洞沿左岸布置, 长600m, 圆形, 洞径4.2m, 采用全断面混凝土衬砌。

2 渡口水电站钻爆工程施工特点

2.1 施工场地狭小, 临时设施布置困难, 坝址两岸山体陡峭, 石方开挖厚度大, 灌浆平洞、传力洞及交通平洞等沿不同高程布置较多, 本工程大坝两岸山体煤洞及采空区较多, 处理工程量较大且施工困难。

2.2 本工程大坝两岸山体位于煤矿产区, 隧洞部分开挖区穿越富含瓦斯区域, 处理工程复杂。

3 渡口水电站钻爆工程设计

3.1 仓储系统

炸药库设在坝址左岸上游, 在左岸1#公路开阔处修建, 并严格按SD286-88规程, 炸药与雷管分库存放, 建筑面积100m2, 其中雷管库20m2, 炸药库55m2, 值班室25m2, 占地200m2。库区用砖砌墙和铁丝网封闭, 以利安全和管理。

3.2 爆破试验。

3.2.1爆破方法选择及参数的确定。爆破方法选择:试验地点选在左右坝肩约497m高程以上的突出部位, 选取三处作为试验部位。利用突出山体具有较好临空面特点, 采用梯段台阶爆破, 潜孔钻机钻孔, 孔径为φ90。爆破试验所选参数见表1。3.2.2试验施工方法。由试验人员在现场按布孔设计图放样, 并在炮孔位置做上明显的标记。用YQ-100型钻机钻孔, 孔径为φ90mm。炸药选用卷装乳化炸药, 孔内用导爆索, 孔外联毫秒电雷管, 用起爆器起爆。3.2.3爆破振动观测。在做爆破试验时安排专业人员进行振动观测试验。每一次爆破之前, 在距离爆破中心15m、25m、35m等处放置振动数字观测仪。爆破之后读取结果值, 将单段起爆药量、距离与质点振动速度进行分析, 量化本工程地质与爆破有关的参数。并根据实测结果值与有关规范规定值进行比较, 观测和检查爆破对周围建筑物及工程本身的振动危害, 适当调整爆破参数。3.2.4试验结果及分析。每一次爆破完成之后, 对现场进行取样筛分, 取样按每一次爆破量的3%-5%中取2-3个点, 通过实际筛分统计值进行判断分析, 统计结果是否与预期结果相符。根据试验结果调整或确定爆破参数。实际施工中, 由于岩石本身性质的变化, 如节理发育, 破碎带增加、开挖设备不同, 因此, 试验结果与设计值相近或者是误差不太大时, 方可认为试验就是成功的。

3.3 隧洞工程钻爆设计。

本工程隧洞开挖采用全断面一次爆破开挖施工。钻孔设备选用YT-28凿岩机钻孔。爆破采用导爆管分段起爆, 光面孔用传爆线起爆, 自内向外依次分段毫秒微差起爆。爆破后通风排烟。然后作业面安全检查排险后开始出渣, 隧洞石方开挖出渣采用装载机装渣配10t自卸汽车运输。3.3.1钻爆设计。本标段隧洞开挖长度600m, 从地质资料上看, 对穿越瓦斯的洞挖区, 加强瓦斯的检测, 加强排烟和通风, 做好安全预防措施, 确保洞挖施工安全。由于地质变化, 当隧洞穿越软弱围岩或断层时, 及时调整爆破方法, 同时采用钢筋格构架 (φ2mm) 加强初期支护。爆破开挖采用垂直桶形掏槽, 掏槽孔孔深3.0m, 爆破孔孔深2.5m, 周边采用光面爆破, 孔深2.5m, 孔距0.5m。初拟爆破参数如下:a.掏槽孔。钻孔直径:Φ45mm;钻孔深度:3m;间距:0.8m;排距:0.8m;药卷直径:Φ32mm;单孔装药量:1.6Kg/孔。b.崩落孔。钻孔直径φ45mm, 间排距80cm, 钻孔深度2.5m, 药卷直径φ32mm, 单孔药量1.0kg/孔。c.周边光爆孔。钻孔直径:Φ45mm;钻孔深度:2.5m;间距:0.5m;药卷直径:Φ25mm;单孔装药量:0.75Kg/孔。3.3.2测量布孔。了取得良好的爆破效果, 炮孔的开孔误差对掏槽孔和周边孔不大于3cm, 其余孔不大于5cm, 所有炮孔的方向偏差不大于3cm/m。采用TAPS隧道激光极坐标断面测量仪, 精确测量中线水平。用TAPS激光断面仪自动布孔。3.3.3钻孔。隧洞开挖钻孔采用YT-28凿岩机钻孔设备钻孔, 掏槽孔孔深3.0m, 爆破孔孔深2.5m, 周边采用光面爆破, 孔深2.5m, 孔距0.5m。允许超钻20cm。3.3.4验收、装药。YT-28凿岩机钻孔完成后, 由专业质量人员逐一检查孔深、孔距、孔位等造孔质量, 检查合格后方能进行装药施工。爆破材料选用乳化炸药。装药完成后采用炮泥堵孔。3.3.5联网、起爆。爆破采用塑料非电雷管微差起爆网路起爆, 光面孔用传爆线起爆, 自内向外依次分段毫秒微差起爆。3.3.6通风、排烟。由于隧洞较长, 每次爆破完成后每循环通风排烟时间为0.5h。3.3.7出渣。隧洞石方开挖出渣采用装载机装渣配10吨自卸车汽车运输出渣。

4 结论

渡口水电站隧洞开挖区山体位于煤矿产区, 地质条件复杂, 周边有较多煤洞, 部分地层富含瓦斯, 因此该地区实施钻爆作业尤其需要注意。在渡口水电站钻爆工程设计时, 对钻爆试验和工程实践中的布孔和装药提出了更高的要求。同时本设计对钻爆过程中的送风和出渣做出了专项设计, 确保了爆破全过程中的安全可控, 取得了良好的效果。渡口水电站钻爆工程的成功实施, 可为今后复杂地质条件下富瓦斯地区的钻爆工程设计提供设计参考, 具有较高的工程实践价值。

摘要：渡口坝水电站位于重庆市奉节县新政乡梅溪河上游, 其隧洞所处山体位于煤矿产区, 隧洞部分开挖区穿越富含瓦斯区域, 钻爆作业难度较大, 本文就渡口坝水电站隧洞开挖钻爆工程进行专项分析设计。

关键词：渡口水电站,隧洞,钻爆工程,爆破试验

参考文献

[1]袁光裕, 胡志根.水利工程施工 (第四版) [M].北京:中国水利水电出版社, 2005.

[2]蒋键, 高必华.地下洞室开挖爆破综述[J].长江科学院院报, 2003, S1.

[3]张顺民, 张云彪, 葛鸿飞.高边坡多层次一次性爆破的探讨[J].山西水利科技, 2003, 4.

渡口水电站 篇2

梅溪河渡口坝水电站混凝土双曲拱坝为3级建筑物, 建基面高程▽470.00m, 坝顶高程▽578.50m, 最大坝高108.5m。

左右岸坝肩开挖从▽650m高程到▽470m高程, 开挖高度约为180m。开挖边坡每18m为一台阶, 台阶设1.5m宽马道, 边坡坡度为1∶0.3。左坝肩开挖工作面约为50m×25m (长×宽) , 右坝肩开挖工作面约为7 0m×30m (长×宽) 。大坝全部为石方开挖, 开挖总量约50万m3。

2 工程地形、地质

坝址区河谷狭窄, 两岸坡地形陡峻, 650m高程以下地形坡角一般50°~60°。为横向谷, 河谷剖面形态为对称“V”型。枯水期水面高程483m~484m, 河床底宽15m~20m, 河谷宽高比为2.12。拱坝左右坝肩坝肩无大断层, 岩层倾向下游, 倾角40°~50°, 坝基岩石为弱风化长石石英砂岩, 岩石抗压强度50MPa~55MPa。

3 爆破区现场环境条件及爆破方法的选择

爆区处偏远山区, 距爆破区200m范围内的村民民房已迁移, 无其他建筑物, 爆区上下游约200m位置上空各有一趟10kV的高压施工电线, 距爆区200m~500m有零星民房 (土坯房) 。

根据施工进度要求、设计开挖要求及爆区现场环境, 决定采用深孔台阶爆破 (9m) 和预裂爆破相结合爆破方案;采用非电起爆网络起爆;炸药选用2#岩石乳化炸药 (Ф32和Ф70和散装) ;采用CM351液压钻钻主爆孔、缓冲孔, 100B潜孔钻钻预裂孔, 钻孔直径均为Ф90mm。为减少-每台阶甩渣时间, 每台阶外侧15m采用弱抛掷爆破;为保护坝基, 在进行拱肩槽开挖时采用三向预裂爆破。

4 爆破参数的拟定

4.1 三向预裂爆破

4.1.1 预裂孔

根据设计开挖台阶高度及现场施工设备条件, 每台阶预裂孔一次成型。

台阶高度:H=18m, 孔斜度:α=73.3°, 孔深:L=18/sin73.3=18.8m;孔间距:a= (8~12) D=0.64m~1.08m (1) , 取a=0.8m;装药线密度:△=0.36σc0.80a0.67=0.16kg/m (1) (σc=52.5MPa) 结合经验, 取△=0.2kg/m;堵塞长度:l=1m, 孔底1.5m范围内加强装药, 取△=0.6kg/m;孔口1.0m范围内减弱装药, 取△=0.12kg/m;单孔总装药量:Q=1×0.12+ (18.8-3.5) ×0.2+1.5×0.6=4.0 8 k g。

4.1.2 主爆孔

底盘抵抗线:W底=nD= (20~45) ×0.09=1.8m~4m (1) , 取W底=2.5m;炮孔密集系数:采用一般条件爆破, m=0.7~1.4, 取m=1.4 (1) ;孔距a:a=mW底=1.4×2.5=3.5m;排距b:b= (0.9~1.0) a=0.9×3.5=3.15, 取b=3m;超深h:h= (0.15~0.3 5) W底=0.2×2.5=0.5 m (1) ;孔斜度:α=73.3°;总孔深:L=9/sin73.3+0.5=9.9 m;堵塞长度l:l= (0.5~0.7 5) W底=0.6×2.5=1.5 m (1) ;单耗q:根据普氏岩石分类, 岩石坚固系数f=5.5, 取q=0.4kg/m3 (1) ;第一排孔单孔装药量:Q1=q W底Ha=0.4×2.5×9×3.5=31.5kg (1) ;后排孔单孔装药量:Q2=1.2qbHa=1.2×0.4×3×9×3.5=45.35kg (1) ;每孔允许最大装药量:Q3= (9.9-1.5) ×π× (0.09/2) 2×10 00=5 3.44 kg, Q3>Q2>Q1, 钻孔满足装药要求。

4.1.3 缓冲孔

为限制爆破的后冲, 减少预部龟裂和地震效应, 尽可能保护开挖面, 对靠近预裂孔的第一排主爆孔进行加密, 同时减少其单孔装药量, 使其成为缓冲孔 (2) , 结合施工, 拟缓冲孔设计参数为:孔距:a’=a/2=3.5/2=1.7 5 m, 超深h:h=0.5 m, 孔斜度:α=73.3°;总孔深:L=9/sin73.3+0.5=9.9m;堵塞长度:l=1.5m;单孔装药量:Q4=Q2/2=22.68kg。

4.2 弱抛掷爆破

弱抛掷爆破区远离开挖面, 爆破孔只设主爆孔, 其设计原则为:加大炸药单耗, 炸药在挤压破岩石后, 还有部分能量将石渣向临空面抛出。主爆孔具体参数设计如下:单耗q:结合类似工程经验, 取q=1.0kg/m3底盘抵抗线:W底=nD=25×0.09=2.25m, 取W底=2.5 m;超深h:h=0.5 m;孔斜度:α=7 3.3°;堵塞长度l:l=1.5 m;总孔深:L=9/s i n 7 3.3+0.5=9.9 m。

由于每孔允许最大装药量:Q3=53.44kg, 根据Q=k.q.a.b.H (1) , 所设间排距的乘积a.b≤Q/ (k.q.h) =5 3.4 4/ (1.2×1×9) =4.9 5, 所以:孔距a:a=2.5 m;排距b:b=2 m;主爆孔单孔装药量:Q=k.q.a.b.H=54kg。

5 装药结构和起爆网络

预裂孔采用间隔装药, 将药卷绑扎在竹条上, 用导爆索串联后缓缓放入孔中;缓冲孔采用连续不耦合装药;主爆孔采用连续装药结构, 孔下部1/3范围内加强装药, 孔上部1/3范围内减弱装药。

采用孔内外间隔微差、孔外波浪顺序起爆的起爆网络, 以控制起爆单响药量和爆渣均匀度。

6 爆破安全控制计算

6.1 允许单响药量

爆区附近无需保护的建筑物及对象, 为保护已开挖的拱肩槽建基面不受损伤, 要求爆破质点震动速度v≤10cm/s, 由v=k{Q1/3/R}a (3) , 可得出不同距离内最大允许单响药量Q:如表1所示。

6.2 飞石距离

由R Fm a x=KфD (3) , RFm a x-飞石距离, m;Kф-系数, 取1 5.5;D-孔径, c m。

求得RFm ax=139.5m。根据《爆破安全规程》, 取RFma x=200m。

7 爆破参数的检验及修正

上述设计参数经现场爆破试验检验及采用振动数字观测仪检测, 结果如下: (1) 按爆破允许单响药量进行起爆, 满足质点振动允许要求; (2) 弱抛掷按设计参数进行爆破后, 抛出率达到70%左右, 达到预期要求; (3) 预裂孔按设计参数试验后, 经现场查看, 半孔率达85%, 满足要求; (4) 非弱抛掷主爆孔参数经现场试验后, 大块率稍多, 残留根底稍多, 主要原因为岩石裂隙多, 局部存在软弱夹层, 为此, 在后续施工中将主爆孔排距调整为2.5m, 间距仍为3.5m, 调整后基本达到预期要求。

注:系数k=200, a=1.6 (3)

参考文献

[1]张继春.工程爆破控制技术[M].西南交通大学出版社.

[2]郭进平, 聂兴信.新编爆破工程实用技术大全[M].光明日报出版社.

渡口水电站 篇3

关键词：渡口坝水电站,采空区处理,物探检测,地质隐患

1 概述

渡口坝水电站位于奉节县境内梅溪河中上游, 是梅溪河第一级开发的水电工程, 坝址控制流域面积764.9km2, 多年平均流量18.2m3/s, 年径流量7.74亿立方米。工程总体由大坝枢纽、引水建筑物和厂区建筑物三部分组成。大坝枢纽为混凝土双曲拱坝, 最大坝高108.5m。电站正常蓄水位575.00m, 校核洪水位577.25m, 相应库容分别为9254万立方米和9854万立方米。电站装机两台, 总容量129.0MW。

坝址区主要地层岩性为:三叠系中统巴东组第三段 (T2b3) 、第四段 (T2b4) , 三叠系上统须家河组 (T3xj) 及第四系崩坡积与人工堆积、河流冲积层。大坝建于微风化上部须家河组坚硬砂岩, 建基面高程470.00m。须家河组砂岩属含煤地层, 坝区煤层主要为呈透镜状、鸡窝状分布的薄煤层与煤线, 一般厚0.01m~0.05m, 局部可达0.20m~0.60m。因小煤窑开采, 左右岸主要分布有开挖煤洞及MD2采空区。

2 设计处理方法

设计要求, MD2煤层采空区采用混凝土回填, 通过回填灌浆和固结灌浆相结合的处理方法, 防渗区域再进行帷幕灌浆封闭。具体处理措施为:先顺煤层层面按不同高程开挖灌浆平洞, 其净空断面为2.0m×2.5m, 然后在不同高程灌浆平洞中依次从低到高分别对采空区采用C20混凝土回填, 然后沿顺层进行回填灌浆和固结灌浆, 若为未采煤层, 直接沿煤层进行固结灌浆。

3 检测方法与技术

3.1 检测原理、方法与技术

3.1.1 单孔声波测试

岩体声波纵波速度与岩体弹性模量有较好的相关性, 因此钻孔声波测试是最能直接反映孔壁介质物理力学性能的一种检测方法。通过岩体纵波速度的变化评价孔壁岩体强度的好坏, 尤其是对地质构造的反映特别明显。测试时要求孔内有水耦合, 自下而上按点距0.2m连续测试, 遇到节理、裂隙发育孔段可适当加密点距。

3.1.2 钻孔电视录像

将检查孔冲洗干净, 待井液清澈后, 进行全孔壁电视录像, 观察孔壁情况。结合施工资料, 分析煤层采空区回填及灌浆处理的效果。现场电视录像时, 井下探头自上而下匀速连续观察, 安装在孔口电缆滑轮上的光电计数器自动进行深度记录, 井下探头获取的图像通过电缆传输至控制主机后, 回放至电脑内进行编辑和合成。

3.1.3 弹性波CT成像

通过两孔之间的弹性波射线成像, 来发现两个钻孔之间的施工地质缺陷。实际工作时, 则依据待查体的大小和仪器精度将探测剖面进行有限元网格化, 视每一个小网格内物性是单体均匀的, 根据观测系统和测试数据对射线进行追踪, 列出全部射线与所通过网格的距离和物性有关的大型多元线性方程组, 采用数值迭代方法解析出每一网格单元的弹性波波速值, 得到两孔间弹性波波速值的二维分布图。再根据该值与岩土体的物质特性对应关系, 作出各种地质解释。现场采用等间隔布置激发点和接收点, 根据孔距及介质对弹性波能量的吸收情况调整电火花的激发功率, 最大发射电压可以增到1万伏。

3.2 检测孔位布置

检查孔布置原则:由于主要检查拱坝两岸坝肩MD2煤层及采空区处理的施工质量, 因此, 检查孔分布在两岸坝肩位置 (左岸1#~3#坝段, 右岸15#~17#坝段) 的建基面范围及坝后坡 (结构受力区) , 左右岸各布置9个孔。钻孔深度要求穿过MD2煤层采空区, 按照两岸煤层出露高程以及弹性波CT成像的基本要求, 左、右岸钻孔的孔底高程分别按498.00m和493.00m控制。物探检测按照先孔内电视录像, 后单孔声波测试, 最后孔间弹性波CT成像的作业顺序进行。

4 检测成果及分析

4.1 单孔声波测试

两岸坝肩MD2煤层及采空区处理效果检查布置钻孔18个, 均进行了单孔声波测试。根据单孔的声波纵波波速分析, 波速最小值范围为2299m/s~3448m/s, 平均值为2789m/s;波速最大值范围为5000m/s~5140m/s, 平均值为5111m/s;波速平均值范围为4373m/s~4622m/s, 平均值为4473m/s。通过声波波速统计分析, 波速大于4000m/s的测点占86.57%, 小于3000m/s的测点仅占0.56%, 测区岩体质量较好。根据单孔声波曲线形状、波速平均值, 以及测试孔内能灌满水等情况综合分析, 测试区间内未发现明显的空洞, 孔壁岩体较完整或完整, 煤洞采空区已经回填密实。低速点主要出现在节理、裂隙发育以及薄层煤线出露的位置。

4.2 孔内电视录像

孔内电视录像全部覆盖拱坝两岸坝肩MD2煤层及采空区18个检查孔, 共计检测1263.9m。从钻孔电视录像揭露情况来看, 测试区间内未发现明显的空洞, 孔壁岩体较完整或完整, 煤洞采空区已经回填密实。其中, 有12个孔可见采空区内的回填混凝土, 填充的混凝土厚度约0.4m~2.9m, 胶结较密实, 局部可见少量气孔。有6个孔煤层未开采, 可见薄层的煤线, 厚度一般约0.3m~0.6m, 主要分布在下游坝后坡。

4.3 弹性波CT成像

对两岸18个检查孔进行孔间穿透弹性波CT成像, 每对剖面覆盖的射线不少于700条, 共22400条射线, 左右岸各完成CT剖面16对, 共32对。通过对两个钻孔之间的岩体进行高精度成像, 圈定规模较大的空洞、煤层低速体等地质隐患。经过CT剖面的成像资料分析, 波速大于4000m/s的比例占到了85%以上, 说明穿透成像的剖面之间岩体相对较完整。低速异常普遍规模较小, 分布零散, 主要为节理裂隙、采空区回填混凝土相对较薄弱的上下接触界面 (尤其是上界面) 以及煤层的反映, 成像的32对剖面之间未发现较大规模空洞等地质隐患。

5 结束语