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缓倾角薄层围岩下大断面洞室开挖与支护施工

2014-02-06 10:19 来源: 互联网 作者:颜永秀 浏览次数 1775


  4.4装药。
  所有钻孔均采用32的硝铵炸药,为0.15Kg/节,掏槽孔、崩落孔、底孔采取连续装药,光面孔采取间隔装药;光面孔孔底药量为线装药密度的1.5倍,约2节,中间及孔顶将1节炸药分为2~3节进行间隔装药,间距20~30cm;光面孔采取将药卷和导爆索同时捆绑在一起放入孔内,其他孔将整节药卷与非电管装入孔内。
  4.5网络连接。
  起爆采用非电毫秒微差爆破,掏槽孔及崩落孔起爆采用塑料导爆管(非电管)起爆,光面孔采用导爆索起爆,其孔外采用塑料导爆管与导爆索连接。装药前,先将塑料导爆管分段摆放到地面,然后根据起爆顺序选段装入孔内,起爆选用MS1~MS17段次塑料导爆管,起爆顺序为:掏槽孔、缓崩落孔、底孔、光面孔;根据洞室孔位分层布置情况,同一排崩落孔,下层提前上层一个段次优先起爆,以便为上层提供临空面;考虑到光面孔较多,为了减少单向药量,下、上半洞各为一个段次起爆。
  网络连接好后,将掏槽孔、崩落孔及光面孔的塑料导爆管统一连接至电雷管,采用发爆器引爆。网络连接布置见图1。
  4.6出渣。
  爆破结束后采用1.0m3挖掘机先清理开挖面危石,然后采用3.0m3侧卸式装载机装车,20t自卸汽车出渣;出渣完成后再次采用挖掘机清理开挖面与掌子面危石。
  5. 特殊地段采取的支护方案
  进厂交通洞穿越岩层为缓倾角薄层,且地质条件较差,开挖过程中,多处遇夹层、裂隙及断层破碎带,洞内局部治水严重;施工过程中根据开挖揭露情况,遵循“新奥法”原理,及时采取相应方案进行加强支护,不同地质条件采取的加强支护方案如下:
  (1)遇断层、破碎带地段,采用钢格栅结合喷混凝土进行支护,钢格栅采用25与16的钢筋焊接形成,间距0.7~1.0m,然后按照设计图纸挂设6.5@20×20cm的钢筋网,喷混凝土进行支护。
  (2)遇夹层、裂隙发育地段,采取增设25、L=4.5m或6.0m的锚杆,间距1.0m×1.0m,锚杆垂直开挖岩面;同时根据顶拱薄层岩层揭露情况,设置25@100×100cm的钢筋骨架与锚杆焊接,然后在按照设计图纸挂设6.5@20×20cm的钢筋网,钢筋网与钢筋骨架焊接,喷c20混凝土厚10cm或15cm进行支护。
  (3)掌子面遇夹层、断层,在进行下一循环钻爆前,增设25、L=4.5m或6.0m的超前锚杆,设置2~4排,间排距0.5m,锚杆倾斜向上为45°角布置。
  (4)遇严重渗水、涌水地段,喷混凝土前在开挖面造50、L=3.0m的排水孔,间距与孔数根据现场实际情况确定;造孔完成后在孔内安装塑料管,将渗水引至支护面以外,确保喷混凝土施工;同时避免喷混凝土封闭后造成洞身水压力增大,影响喷混凝土质量及洞身结构稳定。
  6. 施工技术总结
  6.1开挖施工技术总结。
  进厂交通洞为缓倾角薄层、岩体破碎,若开挖方案与爆破参数选择不好,顶拱难于成型;开挖过程中,根据岩层性质,结合类似工程施工经验,采取了如下技术方案,确保洞室开挖成型:
  (1)开挖选用楔形掏槽方案,可以在掌子面中部形成一个较大凹槽,为崩落区创造较好的临空面,从而减少周边孔装药量,有效保证洞室开挖成型。
  (2)增加起爆段次,避免因单响药量过大对围岩造成震动破坏而影响光面爆破质量。
  (3)周边光面孔选取合理的装药量及装药方式,确保孔距及装药量均匀。
  (4)遇渗水严重部位,在当地物资公司不能提供乳化炸药的情况下,底孔装药采取将硝铵炸药装人塑料袋内装人孔中,避免炸药受水浸泡失效。
  (5)开挖过程中掌子面出现涌水或大量渗水时,在涌水、渗水部位设置排水孔,集中将水从掌子面引水,确保造孔与装药施工。
  6.2支护施工技术总结。
  进场交通洞顶拱为缓倾角薄层,开挖过程中顶拱极易出现掉块或沿层面垮塌,且多处遇夹层、裂隙,根据实际施工经验,采取设置钢筋骨架与锚杆焊接,然后在骨架上挂设钢筋网的支护方案,可以有效防止顶拱薄层沿夹层、裂隙继续掉落;采取钢筋骨架加钢筋网进行防护的方案,施工工艺简单,能及时对洞身进行有效支护,确保施工安全。
  7. 施工方案优化
  7.1取消先导洞后扩挖方案优化。
  进场交通洞穿越岩层地质条件较差,为缓倾角薄层,在原施工方案中,曾考虑采取先开挖一个3.0m×3.0m的导洞,然后再沿导洞进行全断面扩挖,导洞超前全断面扩挖20m,采取先导洞后扩挖方案,施工难度大、成本高,严重影响施工进度;施工过程中,根据实际地质情况,选取适用于大断面洞室开挖的楔形掏槽方案,选用合理的爆破参数与起爆方案,使得洞室全断面一次开挖成型,加快了施工进度、节约了施工成本。
  7.2选取楔形掏槽方案优化。
  进场交通洞开挖选用楔形掏槽方案,洞身全断面开挖总钻孔数约140个,单耗在0.80~1.0之间;若选用直眼掏槽,总钻孔数量将在155个以上,单耗在1.0~1.2之间;楔形掏槽方案节约了造孔数量与炸药单耗量,同时也节约了造孔时间;楔形掏槽在进厂交通洞全断面开挖中的应用,确保了施工进度也节约了施工成本。
  8. 结束语
  马马崖一级水电站进厂交通洞地质条件较差,在缓倾角薄层地质条件下进行如此大断面的洞室开挖,顶拱成型难度大,对结构稳定较为不利;根据地质情况,采取楔形掏槽施工技术,并经过多次爆破实践与总结,得出了一个合理的爆破参数。洞身成型后的顶拱缓为倾角薄层,开挖后容易出现掉块与沿层面垮塌,根据岩层揭露情况,采用钢筋骨架加钢筋网进行喷混凝土支护方案,取得了较好的效果。进厂交通洞开挖采用楔形掏槽方案,确保了洞身全断面一次开挖成型,采用钢筋骨架支护方案,确保顶拱缓倾角薄层结构稳定与施工安全。马马崖一级水电站进厂交通洞开挖与支护施'亡技术方案的总结,为后期引水发电系统土建工程地下洞室群开挖与支护施工提供了宝贵经验。
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