水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术研究

发表时间:2020/11/4   来源:《工程管理前沿》2020年第21期   作者:罗晓倩
[导读] 水利水电工程作为国家基础设施的重要组成部分,其对于
        罗晓倩
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        摘要:水利水电工程作为国家基础设施的重要组成部分,其对于周边地区发展和人们的日常生活具有重要影响。在水利水电工程中,钻孔爆破是重要的施工环节,对此,需要对爆破材料、工序等进行严格控制,保证安全。本文首先对钻孔爆破技术进行简要分析,其次总结了水利水电工程中隧洞钻孔爆破施工技术要点,然后就施工中的注意事项进行阐述。
        关键词:水利水电工程;隧洞施工;爆破钻孔技术
引言
        在水利水电工程中应用钻孔爆破施工,会受到外部环境中多种因素的影响,如地形地貌、地质条件等,在这一过程中,需注重钻孔爆破设计,对开挖断面爆破钻孔进行合理布设,保证最终的爆破效果,同时也需保证爆破施工安全与质量。
1工程概况
        本工程输水线路(隧洞)总长3603.801m,调压井1处,水闸坝轴线长395.6m,水闸启闭房1座、取水泵站2座及相应的配套工程。本标段主要包括隧洞开挖、支护、输水管道、输水管道构筑物、调压井、拦河闸、金属结构制作安装、挡水重力坝、拦河闸左右侧护岸、过鱼通道、泵站土建及安装、水土保持、环境保护等。
2洞身钻爆施工
        下述光面爆破的炮孔设计及其它参数是根据《水利水电工程施工手册》有关要求计算而得,施工中爆破作业由具有相应爆破资质的单位按照设计要求进行爆破设计、实施。
        土洞及Ⅴ类围岩开挖采用风镐松动开挖,上断面采用人工翻渣至下断面,扒渣机装渣,箕斗拉渣。
        Ⅳ类围岩采用风镐松动开挖,遇围岩较硬时,采用风钻钻眼弱爆破。光面爆破,塑料导爆管微差毫秒雷管起爆。上断面采用人工翻渣至下断面,扒渣机装渣,箕斗拉渣。
        Ⅲ类、Ⅱ类围岩采用门架式台车风钻钻眼爆破。光面爆破,塑料导爆管微差毫秒雷管起爆。扒渣机装渣,箕斗拉渣。
2.1爆破施工工艺
        爆破施工工艺流程图如下图所示。


2.2爆破施工
        (1)施工准备
        上一个循环施工结束后,立即对工作面进行清理。准备工作还包括底孔炮位人工清理以及风、水管及电牵引到位等。
        (2)施工测量
        为保证隧洞开挖满足设计测量精度,每循环钻孔前必须进行测量放样。施工采用拓普康GTS711激光全站仪进行全断面测量放样,测出断面周边轮廓线,用红油漆标在开挖面上。
        (3)爆破设计
        为能较好的保持隧洞围岩的稳定,保证岩面平整,周边围岩扰动少,减少超挖和避免欠挖,隧洞开挖采用光面爆破施工。周边孔为光爆孔,钻孔时在断面轮廓线上开孔,装药采用导爆索不耦合线装药结构,孔底部适当加强药量。
        主爆孔采用非电毫秒雷管,周边光爆孔采用导爆索线装药光面爆破,采用微差起爆网络。起爆顺序依次为掏槽孔,辅助孔,最后为光爆孔,毫秒非电雷管段差延时25~50ms。施工过程中,根据地质情况控制最大单响药量。
        为更好地达到光爆效果,周边眼采用间隔装药结构,药卷用φ25小直径药卷,其余炮眼采用φ32药卷连续装药如下图。
        

      
        爆破工程师根据岩石揭露情况及测量交底,依据监理批准的爆破试验成果、爆破监测成果,调整爆破参数表,交底至现场施工员、钻爆队。
        (4)布孔
        施工人员根据测量定出的腰线、中线、断面轮廓线以及爆破参数表进行布孔,炮孔孔位用红油漆在掌子面上标出,并对钻爆队现场交底。
        a.掏槽方式:根据隧洞的围岩特性,选择九孔中空对称形方式,中间空孔径为100mm,此方式可适用于各类岩石,炮孔利用系数高,但须控制好孔位和平行度,掏槽眼孔深比辅助眼孔深0.3m。
        b.掏槽眼钻爆设计
        单孔装药按下列公式计算:
        Q1=η×L×r=0.8×2.5×0.75=1.5kg
        其中:η—炮眼装药系数与岩石坚硬程序有关,根据本工程各段不同的岩进行现场选择,现设计初选0.8
        L—炮眼深度=2.5m;
        r—炮药每米长度的重量,0.75kg/m。
        c.辅助眼及崩落眼钻爆设计
        单孔装药按下列公式计算:
        Q2=η×L×r=0.7×2.2×0.75=1.15kg
        η—辅助眼钻爆系数设计初选0.7
        L—炮眼深度=2.2m;
        r—炮药每米长度的重量,0.75kg/m。
        d.周边眼设计
        隧洞周边按照光面爆破法施工,周边眼孔径45mm,孔深1m,孔距:底板为50~55cm,边顶拱为45~50cm,采用不耦合间隔装药,孔口用炮泥堵塞。
        (5)钻孔
        钻孔机械采用YT—28型凿岩机,钻爆队根据爆破参数表以及施工人员现场交底进行钻孔作业。钻孔前,作业人员根据交底卡对孔位进行复核,确认无误后才能开钻。钻孔过程中,施工人员要逐一检查钻孔角度、深度及间、排距等控制性技术指标,发现有误及时纠正。
        (6)验孔
        钻孔质量是爆破施工的重要环节。质检人员检查炮孔孔深、孔距、排距、角度、抵抗线等爆破参数是否与设计爆破参数表相符,填写炮孔检查记录,并上报爆破工程师。经检查不符合质量要求的钻孔,需要进行处理或重新造孔,以保证有良好的爆破效果。
        (7)装药
        炮孔验收合格后,由持有“爆破证”的专业炮工按操作规程进行装药。装药过程中,按照爆破设计要求严格控制炮孔装药量。
        (8)堵塞
        装药结束后,爆破员按照设计要求用黄泥等柔性材料对炮孔进行堵塞,并用炮棍轻轻捣实。
        (9)联网
        爆破员根据爆破设计要求联结起爆网络。爆破网络处于松驰状态,不能拉得太紧,使其有一定的拉伸余地。联网结束后,爆破工程师对整个网络进行复核,逐孔检查,避免漏装漏联。
        (10)警戒
        洞挖爆破飞石安全距离不小于200m。爆破过程中,爆轰波由掌子面向洞口迅速传播,未被及时发现的危石碎块很可能受振动而垮落。因此,起爆前所有施工人员要远离洞口,施工机械、设备作好安全防护,并预警三次。
        (11)起爆
        当第三次预警结束,爆破队长在确认各项准备工作完毕、人员远离警戒区、施工设备做好安全防护后,发出起爆命令起爆。
        (12)爆后安全检查
        在烟尘消散后,爆破队长进入掌子面进行爆后检查,发现拒爆现象及时处理。待确认工作面安全后,解除警戒,开始下道工序施工。
3结束语
        综上所述,在水利水电工程隧洞施工中,钻孔爆破是最为常见的爆破施工工艺,而该工艺的应用研究有利于实际工程爆破效果的控制。在工程建设中,需谨慎选择爆破材料和支护形式,并对炸药用量、掘进爆破和出渣运输等进行合理设置,保证爆破质量,为水利水电工程隧洞施工任务的顺利进行奠定基础。
参考文献
[1]曾平南.浅析水利水电工程施工中的隧洞钻孔爆破技术[J].城市建筑(8):110-110.
[2]王立东.水利水电工程施工中隧洞钻孔爆破技术分析[J].低碳世界,2017(22).
[3]朱常辉.隧洞钻孔爆破技术的发展及其在工程施工中的应用探讨[J].建材与装饰,2015,No.398(46):257-258.
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