安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房第一层顶拱开挖质量控制技术
作者：管理员 分类：建筑工程 时间：2015-11-05 11:11:20

本文主要介绍了安徽绩溪抽水蓄能电站地下厂房第一层顶拱开挖的常规光面爆破技术，通过爆破试验、爆破参数调整和其他一系列质量控制措施，达到了很好的开挖效果。旨在为地质条件相近的地下厂房顶拱开挖参数选择提供一定的参考。

【关键词】地下厂房；爆破；质量控制

1、工程概况

安徽绩溪抽水蓄能电站位于安徽省宣城市绩溪县伏岭镇成功村，主副厂房位于输水系统的中部，上游通过引水系统与上游水库相接，下游通过母线洞与主变洞相连。主厂房安装6台300MW立轴单级混流可逆式水轮发电机组，总装机容量1800MW。主副厂房洞总长210.0m，下部开挖宽度24.5m，上部开挖宽度26.0m，最大开挖高度为53.4m。副厂房、主厂房、安装场从左到右成“一”型布置于主副厂房洞内，其中主厂房长144.5m；安装场长44.5m，开挖高度25m；副厂房长21.0m，宽度上下相同，为24.5m，最大开挖高度53.4m。 

主副厂房地质条件总体较好，围岩以Ⅱ类似斑状花岗岩为主，其中存在f237、f228、f242等主要断层，断层带长约40~90m，以块状结构为主，围岩主要为Ⅲ 类，局部为Ⅳ类。地下水呈微～极微透水性，地下水为基岩裂隙水，总体活动较弱。经开挖揭示，仅在f228断层带处有少量裂隙水沿断层带渗流。地下厂房洞埋深约300~400m，厂房区属中等偏低地应力场，局部洞段在开挖过程中有轻微岩爆现象。

2、开挖顺序

主副厂房根据施工通道和方便施工自上而下分层开挖，共分七层。Ι、Ⅱ层开挖从通风兼安全洞进入。Ι层高度为9.5m，标高为272.6～263.1。采用中导洞先行，两侧扩挖跟进的施工方法。其中中导洞开挖宽度8~10m，以厂房洞轴线为中心线，上下游扩挖宽度为9~8m。 中导洞采用楔形掏槽、光面爆破、全断面一次开挖成型的爆破方案。

设计开挖断面宽8m，高9.5m。在施工过程中，根据开挖进尺、炮孔利用率、炸药单耗等情况，开挖宽度调整为10m。

除中导洞开挖宽度的调整，还根据地质条件，对周边孔的相关参数进行了调整，大致可分为节理裂隙不发育段和节理裂隙发育段两种情况。

3、爆破参数选择

中导洞采用楔形掏槽、光面爆破、全断面一次开挖成型的爆破方案。

设计开挖断面宽8m，高9.5m。在施工过程中，根据开挖进尺、炮孔利用率、炸药单耗等情况，开挖宽度调整为10m。

除中导洞开挖宽度的调整，还根据地质条件，对周边孔的相关参数进行了调整，大致可分为节理裂隙不发育段和节理裂隙发育段两种情况。

1 原始爆破设计 

根据围岩情况，通过工程类比法设计2套开挖爆破方案。

爆破设计1主要技术指标：

（1）下部楔形掏槽，中上部辅助爆破为光爆层提供临空面。

（2）周边孔孔距40cm,抵抗线50cm，线装药密度0.136kg/m。

（3）总药量286.5kg，周边孔深3.3m，设计进尺3.0m，开挖断面积74.6m3，单耗1.28kg/m3。

爆破设计2主要技术指标：

（1）下部楔形掏槽，中上部辅助爆破为光爆层提供临空面。

（2）周边孔孔距45cm,抵抗线50cm，线装药密度0.115kg/m。

（3）总药量286.5kg，周边孔深3.3m，设计进尺3.0m，开挖断面积74.6m3，单耗1.28kg/m3。

2 爆破试验

通风兼安全洞与厂房拱顶标高相同。从通风兼安全洞向厂房一层中导洞开挖宽7.2m、高5.6m的断面，拱顶预留1.3m保护层。对周边孔爆破参数进行验证和调整。

成型效果：

原始爆破设计—光爆层参数1

1 孔底岩壁较破碎，均布段药包处

岩面破碎，壁面有较明显的爆生裂隙，炮孔兼向轮廓线外凹。

2 半孔率75%

原始爆破设计—光爆层参数2

1 开挖轮廓平整，壁面无明显的爆生裂隙。

2 半孔率91%

原始爆破设计—光爆层参数2

实际施工情况：

（1）光爆效果达标。

（2）在中导洞开挖施工过程中，设计进尺3.0m，实际开挖进尺2.6m~2.8m，没有达到预期进尺。炮孔利用率81.8%，炸药单耗1.42kg/m3。

原因分析：

掏槽孔与掌子面夹角55°~65°效果最好，且孔底需相距20~50cm。由于开挖断面宽度为8m，受宽度影响，无法为钻孔提供掏槽孔与掌子面间合适的夹角。

根据掏槽孔角度提供，结合开挖进尺、两侧扩挖等情况，将开挖宽度调整为10m。

宽度10m爆破设计主要技术指标：

（1）中部楔形掏槽，下部采用梯段爆破常用的V型起爆顺序，上部辅助爆破为光爆层提供临空面。

（2）周边孔孔距E=45cm,抵抗线W=50cm，线装药密度90.9g/m。

（3）总药量241kg，周边孔深3.3m，设计进尺3.0m，开挖断面积92.2m2，单耗0.87kg/m3。

施工过程中，根据围岩变化，对周边孔相关参数进行了一些调整，分为节理裂隙不发育段与发育段两种

节理裂隙不发育段光爆层参数

最小抵抗线W=500mm，装药结构调整，均布药包间距40cm

节理裂隙发育段光爆层参数

最小抵抗线W=550mm

装药结构调整，均布药包间距50cm

3 两侧扩挖爆破设计主要技术指标：

（1）与中导洞比较，拱部光爆层临空面条件相同，按拱部参数。周边孔孔距E=45cm,抵抗线W=50cm，线装药密度90.9g/m。

（2）边墙部位较拱部临空面条件差，受渣堆夹治作用，装药两调整，边墙部位周边孔均匀装药段单个药包为33g。线装药密度100g/m。

（3）总药量110kg，周边孔深3.5m，设计进尺3.3m，开挖断面积51.8m2，单耗0.64kg/m3。

4、顶拱开挖重点质量控制措施

为提高厂房顶拱开挖施工质量，绩溪公司将影响开挖质量主要划分为主观和客观因数两个大的方面，将客观因数划分为工程地质和水文地质条件，主观因数划分为施工组织和技术管理两个方面。并采取了以下措施：

加强地质预报等工作，提前预测可能的工程地质和水文地质条件，为爆破参数的选择提供依据；

过同类工程类比方法，初步选择了爆破参数，如不耦合系数、起爆网络等，并通过爆破试验的验证，选择确定了合适的爆破参数；

为提高钻孔精度，减小外插角和技术超挖，选用操作净空较小的凿岩机，合理选择作业平台，以方便施工为原则，特别考虑周边孔钻设角度便于控制，根据开挖轮廓，合理设计制作，并选择经验丰富施工队伍，确保了钻孔的精度，装药准确度和炮孔堵塞的质量。

5、结语

（1）主厂房Ι层为顶拱开挖，开挖成型质量要求高。采用光面爆破技术，保证开挖质量达到合同与规范相关质量标准。

（2）地下厂房Ⅰ层开挖施工—监测结果

截至目前，顶拱锚杆最大应力：测点深度2米处为116.75MPa，测点深度5米处12.45MPa。

最大累计位移：测点深度2米处为1.3mm，测点深度16米处为0.12mm。监测值渐趋稳定。

（3）《爆破安全规程》（GB6722-2003）规定，水工隧洞爆破震动安全允许值为7~15（cm/s）爆破震动监测效果显示：单段药量为42kg时，全振动质点振动速度为0.63cm/s~13.82cm/s，Z分量质点振动速度为0.26cm/s~9.33cm/s，单段药量为24.8kg时，全振动质点振动速度为0.20cm/s~6.60cm/s，Z分量质点振动速度为0.09cm/s~1,94cm/s。在规范允许的范围内，表明选定的爆破参数是对的。

参考文献：

[1]何东平.贵州石垭子水电站地下厂房顶拱开挖质量技术控制[J].山西水利科技，2010,2（1），49～50.

[2]白帆，贺钰钏.拉西瓦水电站地下厂房开挖分层及顶拱的开挖支护[J].水利发电，2007，11（33），77～79.

[3]徐成光.瀑布沟水电站地下厂房顶拱层开挖与爆破震动控制[J].中南水利发电，2007，12（4），49～53.