金河电站厂房二期工程开挖施工技术

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　　1、工程概况

　　金河水电站位于西藏昌都地区，枢纽工程主要由主厂房、安装间和副厂房组成。其基础石方开挖是在一期覆盖层开挖清除完成后进行的二期石方爆破施工。石方爆破施工充分考虑了其对右侧砂砾石高边坡稳定和围堰帷幕灌浆防渗体的不利影响。根据设计和监理方的要求，必须选在围堰帷幕灌浆完成后15d和右侧高边坡第三排锚索施工完成后才能实施爆破。

　　根据设计图纸，二期土方开挖工程量为19500m3（于2002年8月17日完成），石方明挖工程量为14750m3。按工期安排，二期石方开挖应在2002年8月20日至10月（汛末）完成，11月中旬开始基坑混凝土浇筑，次年5月（汛前）厂房部位混凝土浇筑至安装间高程。根据以上工期安排，围堰帷幕灌浆及右侧高边坡锚索施工严重制约着厂房的直线工期。为此，我部采取了科学合理地安排，精心组织施工，在2002年9月1日之前围堰帷幕灌浆完成，15日之前右侧高边坡第三排锚索施工完成，同时进行石方爆破开挖的准备工作，15日之后实施开挖爆破，同时进行高边坡锚索施工。从而有效地解决了施工开挖与后边坡锚索施工及围堰帷幕灌浆施工干扰的矛盾，减少了直线工期，具体的实施方法叙述如下。

　　2、施工方法

　　根据厂房建基面上覆岩层厚度、厂房建基面高程和坡度的不同，将主体部分的岩石开挖施工分为3层进行，均为浅孔爆破，分别为主体石方开挖和保护层的开挖。第一层为▽3103.5m（一部分副厂房钻孔底为▽3104.3m）至基岩分界面，层高为4.0～2.5m；第二层为▽3103.5～3100.5m（为副厂房基础保护层以上岩石的爆破），层高为3.0m；第三层主要为主厂房建基面上覆岩石的开挖。最后进行盖板混凝土基础以上的石方开挖，3097.4～3095.7m，层高为1.7m。

　　2.1石方爆破方法

　　为保证岩石爆破达到均匀破碎和减震的效果，采用非电毫秒雷管微差爆破、逐排起爆的方式进行爆破作业，我部已有类似工程施工的成功经验。此方法可提高一次装药量，但同时起爆的药量较少，石块破碎和减震效果较好。钻孔以潜孔钻为主。保护层开挖使用手风钻，用潜孔钻打预裂孔。

　　爆破孔主要分拉槽孔、主爆孔和预裂孔。在基坑中心位置设拉槽爆破区，形成平行于机组纵轴线方向的两个临空面，建基面保护层厚度为1.5～2.0m。

　　2.2石方开挖施工

　　爆破作业和哑炮处理完成后，立即用反铲和装载机修整基坑下坡路，由基坑下游向上游方向出渣，反铲和装载机配合奔驰车至渣场弃渣；在开挖的同时及时清理出基岩面，为钻孔作业提供工作面。

　　2.3施工程序

　　（1）石方分层开挖顺序：第一层石方爆破开挖→第二层石方爆破开挖→保护层开挖→帷幕灌浆上覆混凝土盖板的基础开挖；

　　（2）石方开挖施工顺序：测量放线→爆破作业→道路修整→石渣外运→岩面清理；

　　（3）石方爆破顺序：测量放线→布孔→炮孔清理和钻孔→安放雷管和炸药→布放导爆管、导爆索和导火索→质量检查→起爆→处理哑炮。

　　2.4爆破参数设计?

　　2.4.1第一层爆破参数设计

　　第一层爆破施工时，沿基坑中心线平行于机组纵轴线方向设置了一条宽7.5m、两侧各距开挖边线3.0m的拉槽爆破区，先爆破出临空面。第一层爆破共需6个段位的雷管。

　　周边孔预裂爆破：

　　（1）采用潜孔钻钻孔，孔径D取90mm；

　　（2）药卷直径d=32mm，为乳化炸药；

　　（3）钻孔倾角：预裂光爆孔和开挖边坡相同；

　　（4）钻孔深度L：指从开挖基岩面至基岩保护层，保护层厚度为1.5m，孔深为3.0～4.0m；

　　（5）不耦合系数β=90/32=2.8；

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

　　（7）线装药密度q=0.375kg/m；

　　（8）根据经验公式，堵塞长度L0取0.7～1.4m（约为孔深度的1/3）；

　　（9）装药长度L1=1.3～2.6m（约为孔深度的2/3）；

　　（10）底部加强装药强度段孔长L2=1.5m。

　　基坑开挖爆破：

　　（1）采用潜孔钻钻孔，孔径D取90mm；

　　（2）药卷直径d=32mm，为乳化炸药；

　　（3）钻孔倾角：拉槽孔倾角为60°，其它孔和拉槽孔倾角相同，逐渐过渡至边坡坡度；

　　（4）钻孔深度L：指从开挖基岩面至基岩保护层。保护层厚度为1.5m，孔深为3.0～4.0m；

　　（5）不偶合系数β=90/32=2.8；

　　（6）底板抵抗线W1=（0.6～0.8）L=（0.6～0.8）×（3.0～4.0）=1.8～3.2（m）；

　　（7）孔间距a取1.5～2.0m，梅花型布孔；距光爆孔距离1.5～2.0m；排距1.2～1.5m；

　　（8）线装药密度q取0.95kg/m；

　　（9）单位耗药量约为0.38kg/m3；

　　（10）堵塞长度L0取1/3孔段长。

　　第一层爆破安全警戒距离定为距爆区≥800m。

　　2.4.2第二层爆破参数设计

　　第二层爆破参数设计基本同第一层（孔间距2.0m，排间距1.5m）。

　　第二层爆破安全警戒距离定为距爆区≥800m。?

　　2.4.3第三层爆破参数设计

　　第三层均为保护层的爆破。周边预裂孔用潜孔钻钻孔，其它孔均用手风钻钻孔。

　　周边孔预裂爆破：爆破参数同第一层。

　　基坑开挖爆破：

　　（1）采用手风钻钻孔，孔径D取42mm；

　　（2）药卷直径d为32mm，为乳化炸药；

　　（3）钻孔倾角平行于相邻坡面；

　　（4）钻孔深度L为1.5m；

　　（5）孔间距a取1.0m，梅花型布孔；距预裂孔距离1.5m；排距0.75m；

　　（6）线装药密度q取0.72kg/m；

　　（7）单位耗药量约为0.32kg/m3；

　　（8）堵塞长度L0取1/3孔段长。

　　第三层爆破安全警戒距离定为距爆区≥500m。

　　3、结语

　　金河电站厂房二期开挖施工具有场地狭小、工期要求紧迫、开挖方量较大、离河床近、渗水量大等特点，厂房后边坡为冲积覆盖层，一期开挖完成后按照设计要求需要等后边坡第三排锚索施工完成后方可进行二期开挖，因而严重制约着厂房的直线工期。根据实际情况，采用将二期开挖在时间上选择在汛末，在技术上采用薄层开挖、浅孔爆破、导爆管爆破等方法，取得了较好的效果，从而把工期延误减少到了最小。