金河電站廠房二期工程開挖施工技術(shù)

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　　1、工程概況

　　金河水電站位于西藏昌都地區(qū)，樞紐工程主要由主廠房、安裝間和副廠房組成。其基礎(chǔ)石方開挖是在一期覆蓋層開挖清除完成后進(jìn)行的二期石方爆破施工。石方爆破施工充分考慮了其對右側(cè)砂礫石高邊坡穩(wěn)定和圍堰帷幕灌漿防滲體的不利影響。根據(jù)設(shè)計和監(jiān)理方的要求，必須選在圍堰帷幕灌漿完成后15d和右側(cè)高邊坡第三排錨索施工完成后才能實(shí)施爆破。

　　根據(jù)設(shè)計圖紙，二期土方開挖工程量為19500m3（于2002年8月17日完成），石方明挖工程量為14750m3。按工期安排，二期石方開挖應(yīng)在2002年8月20日至10月（汛末）完成，11月中旬開始基坑混凝土澆筑，次年5月（汛前）廠房部位混凝土澆筑至安裝間高程。根據(jù)以上工期安排，圍堰帷幕灌漿及右側(cè)高邊坡錨索施工嚴(yán)重制約著廠房的直線工期。為此，我部采取了科學(xué)合理地安排，精心組織施工，在2002年9月1日之前圍堰帷幕灌漿完成，15日之前右側(cè)高邊坡第三排錨索施工完成，同時進(jìn)行石方爆破開挖的準(zhǔn)備工作，15日之后實(shí)施開挖爆破，同時進(jìn)行高邊坡錨索施工。從而有效地解決了施工開挖與后邊坡錨索施工及圍堰帷幕灌漿施工干擾的矛盾，減少了直線工期，具體的實(shí)施方法敘述如下。

　　2、施工方法

　　根據(jù)廠房建基面上覆巖層厚度、廠房建基面高程和坡度的不同，將主體部分的巖石開挖施工分為3層進(jìn)行，均為淺孔爆破，分別為主體石方開挖和保護(hù)層的開挖。第一層為▽3103.5m（一部分副廠房鉆孔底為▽3104.3m）至基巖分界面，層高為4.0～2.5m；第二層為▽3103.5～3100.5m（為副廠房基礎(chǔ)保護(hù)層以上巖石的爆破），層高為3.0m；第三層主要為主廠房建基面上覆巖石的開挖。最后進(jìn)行蓋板混凝土基礎(chǔ)以上的石方開挖，3097.4～3095.7m，層高為1.7m。

　　2.1石方爆破方法

　　為保證巖石爆破達(dá)到均勻破碎和減震的效果，采用非電毫秒雷管微差爆破、逐排起爆的方式進(jìn)行爆破作業(yè)，我部已有類似工程施工的成功經(jīng)驗(yàn)。此方法可提高一次裝藥量，但同時起爆的藥量較少，石塊破碎和減震效果較好。鉆孔以潛孔鉆為主。保護(hù)層開挖使用手風(fēng)鉆，用潛孔鉆打預(yù)裂孔。

　　爆破孔主要分拉槽孔、主爆孔和預(yù)裂孔。在基坑中心位置設(shè)拉槽爆破區(qū)，形成平行于機(jī)組縱軸線方向的兩個臨空面，建基面保護(hù)層厚度為1.5～2.0m。

　　2.2石方開挖施工

　　爆破作業(yè)和啞炮處理完成后，立即用反鏟和裝載機(jī)修整基坑下坡路，由基坑下游向上游方向出渣，反鏟和裝載機(jī)配合奔馳車至渣場棄渣；在開挖的同時及時清理出基巖面，為鉆孔作業(yè)提供工作面。

　　2.3施工程序

　　（1）石方分層開挖順序：第一層石方爆破開挖→第二層石方爆破開挖→保護(hù)層開挖→帷幕灌漿上覆混凝土蓋板的基礎(chǔ)開挖；

　?。?）石方開挖施工順序：測量放線→爆破作業(yè)→道路修整→石渣外運(yùn)→巖面清理；

　　（3）石方爆破順序：測量放線→布孔→炮孔清理和鉆孔→安放雷管和炸藥→布放導(dǎo)爆管、導(dǎo)爆索和導(dǎo)火索→質(zhì)量檢查→起爆→處理啞炮。

　　2.4爆破參數(shù)設(shè)計?

　　2.4.1第一層爆破參數(shù)設(shè)計

　　第一層爆破施工時，沿基坑中心線平行于機(jī)組縱軸線方向設(shè)置了一條寬7.5m、兩側(cè)各距開挖邊線3.0m的拉槽爆破區(qū)，先爆破出臨空面。第一層爆破共需6個段位的雷管。

　　周邊孔預(yù)裂爆破：

　?。?）采用潛孔鉆鉆孔，孔徑D取90mm；

　　（2）藥卷直徑d=32mm，為乳化炸藥；

　?。?）鉆孔傾角：預(yù)裂光爆孔和開挖邊坡相同；

　?。?）鉆孔深度L：指從開挖基巖面至基巖保護(hù)層，保護(hù)層厚度為1.5m，孔深為3.0～4.0m；

　?。?）不耦合系數(shù)β=90/32=2.8；

　　（6）孔間距a=（7.0～12.0）D?=630～1080mm，取0.75m；

　?。?）線裝藥密度q=0.375kg/m；

　?。?）根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，堵塞長度L0取0.7～1.4m（約為孔深度的1/3）；

　　（9）裝藥長度L1=1.3～2.6m（約為孔深度的2/3）；

　?。?0）底部加強(qiáng)裝藥強(qiáng)度段孔長L2=1.5m。

　　基坑開挖爆破：

　?。?）采用潛孔鉆鉆孔，孔徑D取90mm；

　?。?）藥卷直徑d=32mm，為乳化炸藥；

　?。?）鉆孔傾角：拉槽孔傾角為60°，其它孔和拉槽孔傾角相同，逐漸過渡至邊坡坡度；

　?。?）鉆孔深度L：指從開挖基巖面至基巖保護(hù)層。保護(hù)層厚度為1.5m，孔深為3.0～4.0m；

　?。?）不偶合系數(shù)β=90/32=2.8；

　?。?）底板抵抗線W1=（0.6～0.8）L=（0.6～0.8）×（3.0～4.0）=1.8～3.2（m）；

　　（7）孔間距a取1.5～2.0m，梅花型布孔；距光爆孔距離1.5～2.0m；排距1.2～1.5m；

　?。?）線裝藥密度q取0.95kg/m；

　?。?）單位耗藥量約為0.38kg/m3；

　?。?0）堵塞長度L0取1/3孔段長。

　　第一層爆破安全警戒距離定為距爆區(qū)≥800m。

　　2.4.2第二層爆破參數(shù)設(shè)計

　　第二層爆破參數(shù)設(shè)計基本同第一層（孔間距2.0m，排間距1.5m）。

　　第二層爆破安全警戒距離定為距爆區(qū)≥800m。?

　　2.4.3第三層爆破參數(shù)設(shè)計

　　第三層均為保護(hù)層的爆破。周邊預(yù)裂孔用潛孔鉆鉆孔，其它孔均用手風(fēng)鉆鉆孔。

　　周邊孔預(yù)裂爆破：爆破參數(shù)同第一層。

　　基坑開挖爆破：

　?。?）采用手風(fēng)鉆鉆孔，孔徑D取42mm；

　?。?）藥卷直徑d為32mm，為乳化炸藥；

　　（3）鉆孔傾角平行于相鄰坡面；

　　（4）鉆孔深度L為1.5m；

　?。?）孔間距a取1.0m，梅花型布孔；距預(yù)裂孔距離1.5m；排距0.75m；

　?。?）線裝藥密度q取0.72kg/m；

　?。?）單位耗藥量約為0.32kg/m3；

　?。?）堵塞長度L0取1/3孔段長。

　　第三層爆破安全警戒距離定為距爆區(qū)≥500m。

　　3、結(jié)語

　　金河電站廠房二期開挖施工具有場地狹小、工期要求緊迫、開挖方量較大、離河床近、滲水量大等特點(diǎn)，廠房后邊坡為沖積覆蓋層，一期開挖完成后按照設(shè)計要求需要等后邊坡第三排錨索施工完成后方可進(jìn)行二期開挖，因而嚴(yán)重制約著廠房的直線工期。根據(jù)實(shí)際情況，采用將二期開挖在時間上選擇在汛末，在技術(shù)上采用薄層開挖、淺孔爆破、導(dǎo)爆管爆破等方法，取得了較好的效果，從而把工期延誤減少到了最小。