论文部分内容阅读
摘要 四川宣汉白岩滩水库枢纽导流洞工程竖井开挖中,导井施工采用反井钻机钻孔,钻爆法扩挖采用宽孔距小抵抗线毫秒微差爆破技术,在进度、安全、质量等方面取得了良好的效果。
关键词白岩滩水库 竖井 开挖施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1 工程概述
白岩滩水库工程位于四川省宣汉县境内,枢纽建筑物主要由85m高砼面板堆石坝、导流(放空)洞、溢洪洞、取水洞等组成,水库总库容6557m3。其中导流洞工程在运行期作为放空洞使用,竖井深度为96.5m,开挖断面为13m*17m。围岩岩性为第四系松散堆积层和蓬莱镇组下段砂岩、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩互层,岩体新鲜,裂隙水较小,工程地质条件良好。
2 开挖方案选择
水工竖井常规开挖有自上而下全断面法和导井法。施工安全是方案选择的重点考虑内容,目前的洞挖、井挖施工中常用的机械设备是手风钻,工人必须进入工作面操作,受有害气体、塌方、落石等威胁,安全难于保证,尤其是对较深的竖井开挖安全问题更为突出。选择一种能保证施工安全、加快施工进度的先进技术和设备是关键所在,因此,本工程施工选用了导井法。
3 导井施工
本工程的导井选用反井钻进施工。反井钻机是一种旋转钻进破岩成孔并能反向扩孔的导井开挖机械,用于开挖两个不同工作面间的井孔。结构组成主要包括钻机主机、液压系统、电器系统、控制系统、钻具等。施工原理是钻机自上而下钻先导孔(直径210mm),正常钻进速度为18m/d,遇不良地质条件可进行固结灌浆处理,防止卡钻。导孔贯通后更换钻头自下而上反钻扩孔成型(直径2500mm),正常钻进速度为8m/d,反钻至井口后导井形成。
4 竖井扩挖施工
导井形成以后采用自上而下扩挖法,在导井与竖井开挖线之间根据实际地质情况、扩挖厚度进行钻孔爆破,爆破后的石渣通过导井溜到井底后出渣。施工流程为:施工准备→测量放样→钻孔→装药爆破→安全处理→扒渣→下一循环。施工中重点控制三个问题:
.严格按照规范规程操作,加强岩壁检查并根据需要及时进行支护,确保施工安全;
.严格控制钻孔间距,确保爆破石渣粒径能通过导井,防止导井被石渣堵塞;
.提高周边孔钻孔质量及爆破效果,确保不欠挖,尽量减少超挖。
扩挖过程中防止导井堵塞的关键是控制爆破。由于爆破时不需要掏槽,开挖断面又比较大,且有两个临空面,类似梯段爆破,因此利用宽孔距小抵抗线毫秒微差爆破技术。该方法是在保持炮孔负担面积不变的前提下,加大孔距、减小抵抗线,从而有效控制炮渣粒径,保证导井不被堵塞。
5 宽孔距小抵抗线微差爆破机理
(1)增大爆破漏斗角,形成弧形自由面,岩石拉伸破坏创造条件;
(2)炮孔间应力叠加作用减弱,使单孔的径向、环向裂隙充分发育,有利于提高岩石破碎质量;
(3)利用微差挤压爆破原理,先爆破的石块在空中碰撞尚未回落时,后序炮孔已经起爆,使石块在运动中受阻,互相碰撞挤壓,形成岩石的二次破碎,改善爆破效果;
(4)爆破参数确定及爆破设计。根据白岩滩水库导流洞竖井的地质条件、进度要求及成本、质量控制等因素,经多次试验、调整,确定其爆破设计参数如表,施工中选用的爆破器材为2号岩石乳化炸药,非电毫秒雷管并联孔内微差起爆。
6 结语
通过白岩滩水库导流洞工程竖井的开挖施工,笔者认为:
通过施工实践证明竖井开挖施工采用反井钻机施工技术,确保了施工安全,加快了施工进度,提高了工效。
采用宽孔距小抵抗线毫秒微差爆破技术,增大爆破漏斗角,提高炸药利用率,有利于岩块相互碰撞,增强二次破碎作用,有效的控制了爆渣粒径,减少了导井堵塞次数。
关键词白岩滩水库 竖井 开挖施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
1 工程概述
白岩滩水库工程位于四川省宣汉县境内,枢纽建筑物主要由85m高砼面板堆石坝、导流(放空)洞、溢洪洞、取水洞等组成,水库总库容6557m3。其中导流洞工程在运行期作为放空洞使用,竖井深度为96.5m,开挖断面为13m*17m。围岩岩性为第四系松散堆积层和蓬莱镇组下段砂岩、粉砂质泥岩与泥质粉砂岩互层,岩体新鲜,裂隙水较小,工程地质条件良好。
2 开挖方案选择
水工竖井常规开挖有自上而下全断面法和导井法。施工安全是方案选择的重点考虑内容,目前的洞挖、井挖施工中常用的机械设备是手风钻,工人必须进入工作面操作,受有害气体、塌方、落石等威胁,安全难于保证,尤其是对较深的竖井开挖安全问题更为突出。选择一种能保证施工安全、加快施工进度的先进技术和设备是关键所在,因此,本工程施工选用了导井法。
3 导井施工
本工程的导井选用反井钻进施工。反井钻机是一种旋转钻进破岩成孔并能反向扩孔的导井开挖机械,用于开挖两个不同工作面间的井孔。结构组成主要包括钻机主机、液压系统、电器系统、控制系统、钻具等。施工原理是钻机自上而下钻先导孔(直径210mm),正常钻进速度为18m/d,遇不良地质条件可进行固结灌浆处理,防止卡钻。导孔贯通后更换钻头自下而上反钻扩孔成型(直径2500mm),正常钻进速度为8m/d,反钻至井口后导井形成。
4 竖井扩挖施工
导井形成以后采用自上而下扩挖法,在导井与竖井开挖线之间根据实际地质情况、扩挖厚度进行钻孔爆破,爆破后的石渣通过导井溜到井底后出渣。施工流程为:施工准备→测量放样→钻孔→装药爆破→安全处理→扒渣→下一循环。施工中重点控制三个问题:
.严格按照规范规程操作,加强岩壁检查并根据需要及时进行支护,确保施工安全;
.严格控制钻孔间距,确保爆破石渣粒径能通过导井,防止导井被石渣堵塞;
.提高周边孔钻孔质量及爆破效果,确保不欠挖,尽量减少超挖。
扩挖过程中防止导井堵塞的关键是控制爆破。由于爆破时不需要掏槽,开挖断面又比较大,且有两个临空面,类似梯段爆破,因此利用宽孔距小抵抗线毫秒微差爆破技术。该方法是在保持炮孔负担面积不变的前提下,加大孔距、减小抵抗线,从而有效控制炮渣粒径,保证导井不被堵塞。
5 宽孔距小抵抗线微差爆破机理
(1)增大爆破漏斗角,形成弧形自由面,岩石拉伸破坏创造条件;
(2)炮孔间应力叠加作用减弱,使单孔的径向、环向裂隙充分发育,有利于提高岩石破碎质量;
(3)利用微差挤压爆破原理,先爆破的石块在空中碰撞尚未回落时,后序炮孔已经起爆,使石块在运动中受阻,互相碰撞挤壓,形成岩石的二次破碎,改善爆破效果;
(4)爆破参数确定及爆破设计。根据白岩滩水库导流洞竖井的地质条件、进度要求及成本、质量控制等因素,经多次试验、调整,确定其爆破设计参数如表,施工中选用的爆破器材为2号岩石乳化炸药,非电毫秒雷管并联孔内微差起爆。
6 结语
通过白岩滩水库导流洞工程竖井的开挖施工,笔者认为:
通过施工实践证明竖井开挖施工采用反井钻机施工技术,确保了施工安全,加快了施工进度,提高了工效。
采用宽孔距小抵抗线毫秒微差爆破技术,增大爆破漏斗角,提高炸药利用率,有利于岩块相互碰撞,增强二次破碎作用,有效的控制了爆渣粒径,减少了导井堵塞次数。