畢業(yè)設(shè)計(jì)---地下廠房鉆爆參數(shù)設(shè)計(jì)

1、<p>　　瀑布溝水電站地下廠房開挖方法與鉆爆參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本文針對(duì)大型地下廠房開挖過程中廣泛采用的鉆爆法施工作業(yè)，闡述了地下廠房開挖的方法和鉆爆施工的關(guān)鍵技術(shù)。并結(jié)合四川大渡河瀑布溝水電站地下廠房實(shí)際情況，選取了其中兩個(gè)典型開挖層——主廠房頂拱層（主廠房Ⅰ層）和主廠房Ⅲ層進(jìn)行了鉆爆參數(shù)和起爆網(wǎng)絡(luò)的設(shè)

2、計(jì)。這兩個(gè)開挖層運(yùn)用到了鉆爆施工的各種基本方法，包括有全斷面開挖爆破、輪廓控制爆破、梯段爆破及特殊部位開挖（巖錨吊車梁巖臺(tái)開挖）。</p><p>　　文中詳細(xì)介紹了地下廠房的各種開挖方法，施工方式、基本的分層原則，分析了影響分層的各種因素。在地下廠房開挖時(shí)要考慮施工通道條件、廠房的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、施工機(jī)械性能、相鄰洞室及相關(guān)構(gòu)筑物的施工需要來(lái)合理設(shè)置分層，安全經(jīng)濟(jì)高效的完成地下廠房施工。</p><

3、;p>　　文中針對(duì)地下洞室的鉆爆施工方法進(jìn)行詳細(xì)的介紹，并重點(diǎn)闡述了全斷面開挖、輪廓控制爆破開挖、深孔梯段爆破開挖、寬孔距小抵抗線微差擠壓爆破的設(shè)計(jì)原則和爆破參數(shù)的確定方法。并結(jié)合實(shí)際工程的爆破參數(shù)與爆破網(wǎng)路的設(shè)計(jì)，闡述地下工程爆破的施工工藝。根據(jù)工程地質(zhì)條件、開挖斷面、開挖方法、掘進(jìn)循環(huán)進(jìn)尺、鉆眼機(jī)具和爆破器材等進(jìn)行爆破設(shè)計(jì)，合理確定炮眼布置、數(shù)目、深度、角度、裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu)、起爆方法、起爆順序、循環(huán)作業(yè)等，以便應(yīng)用工程實(shí)踐。

4、</p><p>　　關(guān)鍵詞：地下廠房 爆破 參數(shù) 施工 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　During the paper, detailed instruction is done on every kind of excavation method, the ways of co

5、nstruction and the basic principles of dividing the layers. Also, analysis is made on possible factors which are likely to affect the layers' arrangement. When the excavation of the underground workshop is in progres

6、s, factors such as the condition of ventilation to the outside, the characteristics of the workshop, the function of the machines used in construction, neighboring chambers and tunnels an</p><p>　　In this pa

7、per, with reference to diversified methods of drilling and excavation, emphasis has been laid on the part of introducing the designing principles and how to fix the parameters of the explosion on such methods as follows:

8、 all section excavation, contour-controlled excavation, explosive excavation, deep holed excavation and the bread spacing and short shore dimension blasting </p><p>　　Relating to the actual situation of the

9、project, elaborations are done on the skills of the construction. Afterwards, based on the geology condition, the section of the excavation, method of excavation, the circulation range of the tunnel boring advances, the

10、design of the drilling machines and the equipment used for explosion, the design of the whole explosion arrangement has been done to rationally identify the confirm porthole depth，angle, powder charge amount, powder char

11、ge structure, detona</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 鉆爆設(shè)計(jì)理論1</p><p>　　1.1 鉆爆法隧洞開挖施工程序1</p><p>　　1.2 鉆爆法開挖施工特點(diǎn)與要求1</p><p>　　1.3 地下工程開挖方法2<

12、;/p><p>　　1.3.1 全斷面開挖方法及特點(diǎn)2</p><p>　　1.3.2 斷面分部開挖法及其特點(diǎn)2</p><p>　　1.4 地下廠房開挖方法3</p><p>　　1.4.1 地下廠房分層考慮因素3</p><p>　　1.4.2 地下廠房典型分層方案的確定4</p><p&

13、gt;<b>　　1.5 布孔6</b></p><p>　　1.5.1 炮孔類別6</p><p>　　1.5.2 炮孔布置原則71.6 全斷面開挖鉆爆參數(shù)設(shè)計(jì)8</p><p>　　1.7輪廓邊線控制爆破設(shè)計(jì)9</p><p>　　1.7.1 預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計(jì)10</p><p>

14、;　　1.7.2光面爆破參數(shù)設(shè)計(jì)11</p><p>　　1.8 深孔梯段爆破參數(shù)設(shè)計(jì)11</p><p>　　1.9寬孔距小抵抗線微差擠壓爆破設(shè)計(jì)13</p><p>　　1.10 爆破控制及安全措施14</p><p>　　1.10.1 爆破控制14</p><p>　　1.10.2安全措施15<

15、/p><p>　　第二章 瀑布溝地下廠房概況16</p><p>　　2.1 工程概況17</p><p>　　2.2 施工特性18</p><p>　　2.3 主廠房基本資料分析及主要技術(shù)問題19</p><p>　　2.3.1 工程地質(zhì)條件192.3.2 主要圍巖參數(shù)的確定19</p>

16、<p>　　2.3.3 工程區(qū)域水文、氣象條件及水文地質(zhì)條件19</p><p>　　2.4 主要技術(shù)問題20</p><p>　　2.5 開挖方式20</p><p>　　2.6 施工機(jī)械22</p><p>　　2.7 爆破器材22</p><p>　　第三章 主廠房頂拱層（主廠房Ⅰ層）開挖

17、設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.1 開挖方式23</p><p>　　3.2 中導(dǎo)洞開挖鉆爆設(shè)計(jì)23</p><p>　　3.3 中部擴(kuò)挖鉆爆設(shè)計(jì)26</p><p>　　3.4 兩側(cè)擴(kuò)挖鉆爆設(shè)計(jì)28</p><p>　　第四章 主廠房Ⅲ層開挖設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.

18、1 開挖方式30</p><p>　　4.2 中部拉槽鉆爆設(shè)計(jì)30</p><p>　　4.3 保護(hù)層開挖鉆爆設(shè)計(jì)34</p><p>　　4.4 巖錨吊車梁部位巖臺(tái)開挖鉆爆設(shè)計(jì)38</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)40</b></p><p>　　第一章：鉆爆設(shè)計(jì)方法</p&

19、gt;<p>　　在進(jìn)行水利水電工程施工時(shí)，通常都要進(jìn)行大量的土石方開挖，爆破則是最常用的施工方法之一。傳統(tǒng)水利水電工程爆破，大多數(shù)已破碎地質(zhì)巖體為主要措施進(jìn)行大壩基礎(chǔ)、船閘邊坡、引水隧道和地下廠房等的開挖，較少考慮保護(hù)巖體和生態(tài)平衡，故水工建筑物的建造帶來(lái)了事關(guān)工程安全穩(wěn)定的一系列后續(xù)處理的問題，增加了工程投資。</p><p>　　現(xiàn)代水利水電工程爆破，則重點(diǎn)突出了即優(yōu)質(zhì)、高效、快速爆破巖體，又

20、安全、有效、合理的保護(hù)地質(zhì)巖體與生態(tài)環(huán)境的技術(shù)，使爆破全過程納入人與自然和諧相處的狀態(tài)，符合水資源可持續(xù)利用和發(fā)展的方向。</p><p>　　在現(xiàn)在的水利水電工程施工中，基于“新奧法”理論的鉆孔爆破施工由于對(duì)巖層地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)，開挖成本低得到了廣泛的應(yīng)用。地下工程的開挖掘進(jìn)質(zhì)量關(guān)系著整個(gè)工程的施工進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益，而開挖掘進(jìn)質(zhì)量與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件、水文條件、開挖施工方法和程序、鉆爆參數(shù)設(shè)計(jì)、支護(hù)工程施工、現(xiàn)場(chǎng)施工

21、組織、施工隊(duì)伍水平等眾多因素相關(guān)。其中，根據(jù)地質(zhì)，水文條件選擇合理的開挖施工方法程序與合理的鉆爆參數(shù)是至關(guān)重要的。</p><p>　　1．1鉆爆法開挖施工程序</p><p>　　鉆爆法隧洞開挖施工工序包括:準(zhǔn)備、布眼、鉆孔、裝藥、填塞、爆破、通風(fēng)、處理懸石、排碴。</p><p>　　1．2鉆爆法開挖施工特點(diǎn)與要求</p><p>　?。?/p>

22、1）由于涌水、空氣潮濕、照明、通風(fēng)、洞內(nèi)氣溫和噪音等影響，鉆孔爆作業(yè)條件差，加之它對(duì)支撐、出碴運(yùn)輸、噴錨等工作有較大影響，致使爆破作業(yè)面受到限制，爆破施工存在不安全因素;</p><p>　?。?）爆破的臨空面對(duì)爆破效果影響很大;</p><p>　　（3）鉆孔質(zhì)量要求較高，爆破后的斷面必須符合設(shè)計(jì)要求，超欠挖量不能過大;</p><p>　?。?）由于地下工程的造

23、價(jià)高、維修不方便，因此施工過程中，應(yīng)確保工程質(zhì)量，盡量減少爆破作業(yè)對(duì)圍巖的破壞，以確保圍巖的完整。</p><p>　　1．3地下工程開挖方法</p><p>　　地下工程開挖按開挖順序可分為全斷面開挖法和斷面分部開挖法。</p><p>　　1.3.1全斷面開挖法及其特點(diǎn)</p><p>　　全斷面開挖適用于堅(jiān)固而不需要臨時(shí)支撐的地層中(f

24、≥8～10)或允許在出碴后及時(shí)進(jìn)行臨時(shí)支撐的穩(wěn)定巖層中。它是在整個(gè)斷面上一次鉆孔爆破開挖成洞，待全洞貫通以后或掘進(jìn)相當(dāng)距離以后再進(jìn)行襯砌或支護(hù)施工，并視圍巖開挖后允許暴露時(shí)間和總的施工安排而定。</p><p>　　這種掘進(jìn)方式的優(yōu)點(diǎn)是:工作場(chǎng)面大，可采用大型高效機(jī)械施工，施工進(jìn)度快;采用大型機(jī)械時(shí)可以加大鉆孔深度，提高爆破經(jīng)濟(jì)指針;施工組織比較簡(jiǎn)單，便于維持正常的工作循環(huán);通風(fēng)條件好，運(yùn)輸布置方便，準(zhǔn)備工作量和

25、輔助工序少。</p><p>　　其缺點(diǎn)為:預(yù)先必須做好地質(zhì)勘探工作，有準(zhǔn)確的地質(zhì)資料;需采用大型鉆孔機(jī)械和裝碴運(yùn)輸設(shè)備;爆破后拱頂和邊墻的清理比較困難。</p><p>　　從目前鑿巖臺(tái)車工作范圍（主要指高度、寬度）等性能考慮，一般Ⅰ、Ⅱ類圍巖條件下，高度小于9～12m、寬度小于13～15m的引水隧洞、導(dǎo)流洞、交通隧洞等水利水電工程地下工程均可采用全斷面施工。</p>&l

26、t;p>　　1.3.2斷面分部開挖法及其特點(diǎn)</p><p>　　斷面分部開挖適用于不太堅(jiān)固的巖層(f≤7)，對(duì)開挖斷面較大的平洞開挖，是一種常用的施工方法。這種掘進(jìn)方法是將整個(gè)斷面分成若干層或塊，分層分塊開挖，先掘進(jìn)平洞斷面的一部分，然后再擴(kuò)大至設(shè)計(jì)斷面。它有以下幾個(gè)特點(diǎn):一是由于分層分塊開挖，進(jìn)行擴(kuò)挖斷面擴(kuò)大時(shí)爆破自由面增多;二是可以提高爆破效果，減少裝藥量;三是通過導(dǎo)洞的開挖，能對(duì)圍巖的工程地質(zhì)和水文

27、地質(zhì)條件做進(jìn)一步的了解，有利于開挖作業(yè)順利進(jìn)行。</p><p>　　斷面分部開挖法從開挖形態(tài)上通常分為臺(tái)階法和導(dǎo)洞開挖法。導(dǎo)洞法開挖按照導(dǎo)洞在設(shè)計(jì)斷面中的相對(duì)位置，導(dǎo)洞法開挖又可分為下導(dǎo)洞、上導(dǎo)洞、中導(dǎo)洞、上下導(dǎo)洞幾種形式。下導(dǎo)洞開挖一般適用于洞線較長(zhǎng)、巖層堅(jiān)硬(f>4～6)、地下水較為嚴(yán)重、不需或只需簡(jiǎn)單臨時(shí)支撐的情況；上導(dǎo)洞開挖一般適用于洞線較短、巖層較差(f<2)、地下水不太嚴(yán)重、頂部臨時(shí)支撐

28、拆移困難的情況；中導(dǎo)洞開挖適用于巖層極堅(jiān)硬(f>1.5)、不設(shè)臨時(shí)支撐、洞徑較大(大于5 m)且有柱架式鉆孔設(shè)備的情況；上下導(dǎo)洞開挖適用于巖層松軟、破碎，地下水嚴(yán)重的情況，其中上導(dǎo)洞用來(lái)擴(kuò)大，下導(dǎo)洞則用來(lái)出渣和排水，上下導(dǎo)洞用斜洞或直井連通。</p><p>　　1．4地下廠房開挖程序</p><p>　　地下廠房不僅具有跨度大、邊墻高、交叉洞室多等特點(diǎn)，而且在施工過程中層次及工序繁

29、多、技術(shù)要求高，這些都給地下廠房的開挖帶來(lái)了很大的難度。在地下廠房施工過程中，確定合理的開挖程序和開挖方法，是保證廠房開挖工作安全、快速進(jìn)行的關(guān)鍵；特別是廠房頂拱層的開挖，由于其跨度特別大，所以開挖方案選擇的正確與否，直接關(guān)系到施工安全和廠房穩(wěn)定。</p><p>　　1.4.1地下廠房分層考慮因素</p><p>　　在確定廠房如何分層及各分層高度的時(shí)候，需要綜合考慮各方面因素，根據(jù)所開

30、挖廠房的個(gè)體特征，擬定出合適的分層方案。</p><p>　　在確定廠房分層方案的過程中，需要考慮的因素主要有以下幾個(gè)：</p><p>　?。?）施工通道條件。在廠房開挖的過程中，施工通道的重要性不言而喻，通往廠房的永久通道和增設(shè)的臨時(shí)施工通道是有限的，如何合理充分的利用這些位于不同高程的施工通道，是在分層時(shí)首先必須考慮的問題；</p><p>　?。?）廠房的結(jié)

31、構(gòu)特點(diǎn)。水電站地下廠房結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不僅有巖錨梁這類對(duì)施工質(zhì)量要求甚嚴(yán)的特殊部位，而且在立面上廠房各個(gè)部分的底板開挖高程并不一致，特別是廠房下部一般還會(huì)有深機(jī)坑和保留巖柱（墻），這些都給施工帶來(lái)了一定的困難，在開挖分層時(shí)必須注意到廠房的這些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；</p><p>　?。?）施工機(jī)械性能。廠房開挖工程量巨大，必然會(huì)配備各種現(xiàn)代化的大型洞室開挖支護(hù)設(shè)備，每一層面的施工一般都是很多施工機(jī)械配套在一起使用，在廠房分層及確

32、定具體層高的時(shí)候，必須考慮到各種工程機(jī)械的性能參數(shù)，以期充分發(fā)揮施工機(jī)械的最大效能。</p><p>　　（4）相鄰洞室及相關(guān)構(gòu)筑物的施工需要。地下廠房作為廠房系統(tǒng)洞室群中最主要的洞室，不僅本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，相貫洞室多，而且與相鄰洞室聯(lián)系緊密，在某些情況下，這些相鄰洞室有時(shí)要利用廠房作為施工通道，分層時(shí)必須考慮到這種可能的情況；</p><p>　　另外，廠房分層還要便于一些重要部位（例如巖錨

33、梁）的施工。</p><p>　　1.4.2地下廠房典型分層方案的確定</p><p>　　對(duì)于不同的地下廠房，分層方案可能有很大的差別，但因?yàn)槠淇紤]的因素大體相同，所以必然有其共同點(diǎn)，下面主要針對(duì)一假設(shè)的地下廠房作為典型研究對(duì)象，根據(jù)上節(jié)中提出的幾個(gè)考慮因素，來(lái)探討地下廠房一般的分層方案。圖1.1為一典型的地下廠房開挖斷面圖，廠房斷面為馬蹄形，假設(shè)裝機(jī)四臺(tái)，沒有增設(shè)的施工通道，廠房開挖采

34、用現(xiàn)行通用的三臂鑿巖臺(tái)車及液壓鉆、潛孔鉆鉆爆開挖。</p><p>　　圖1.1 水電站地下廠房典型開挖斷面圖</p><p>　　注意到可供使用的施工通道有排風(fēng)洞、交通洞、引水隧洞下平段及尾水支洞，根據(jù)施工通道控制范圍可將廠房從上至下分為三大部分：1）上部，主要利用排風(fēng)洞作為施工通道；2）中部，以交通洞為施工通道；3）下部，以引水隧洞下平段和尾水支洞作為施工通道。下面結(jié)合其他的因素對(duì)廠房

35、細(xì)化分層。</p><p>　　首先確定上部頂拱開挖高度，頂拱層從排風(fēng)洞進(jìn)入施工，其下部高程必須與排風(fēng)洞持平，并且考慮鑿巖臺(tái)車的控制范圍，高度上不能太大，分層高度不宜大于10m，并且頂拱層開挖后，在廠房上部不太高的情況下，下面一層一般就會(huì)涉及到巖錨梁巖臺(tái)開挖和混凝土澆筑，這時(shí)就必須考慮到廠房中這一重要結(jié)構(gòu)的施工問題（主要是巖臺(tái)的開挖），在頂拱開挖時(shí)，下部要留有適當(dāng)?shù)暮穸?，以保證巖錨部分巖體不受擾動(dòng)，但這一厚度又不

36、能太大，因?yàn)檫€要便利巖臺(tái)小孔徑爆破開挖，參看小灣、三板溪、百色等地下廠房的開挖分層資料，一般頂拱層開挖下部輪廓線距巖錨梁頂部2～3m。</p><p>　　廠房中部的開挖主要利用交通洞作為施工通道，在這一部分存在巖錨梁的施工問題，同時(shí)母線洞的一部分也可能要通過廠房進(jìn)入施工，所以中部的分層主要是要便利巖錨梁和母線洞的施工，并且?guī)r錨混凝土梁距下層開挖面應(yīng)有足夠的高度，防止下層開挖時(shí)對(duì)巖錨梁的破壞。巖錨梁澆筑是在巖錨梁

37、所在層開挖后進(jìn)行，錨桿安裝、模板架設(shè)和混凝土澆筑都需要機(jī)械和人工在巖錨梁層開挖后的底面上完成，所以巖錨梁層底面與巖錨梁下部的高差不能太大，考慮到可以墊碴或者搭腳手架施工，一般這個(gè)高差可以在1.5～2.5m左右，巖錨梁層一般可以利用通風(fēng)洞降坡開挖（圖2.2）。下一層如果考慮母線洞的開挖，則其底面需與母線洞底部在同一水平面上，這樣可能造成與交通洞存在一定高差，但可以采用升坡開挖加以解決。另外副廠房和安裝間開挖也這一部分為止，開挖分層時(shí)可能要

38、以它們的底板高程作為依據(jù)。在這一典型廠房分層方案分析中，暫不考慮母線洞的開挖需要，因?yàn)樵谝欢ㄇ闆r下，為了照顧主廠房這一關(guān)鍵項(xiàng)目的開挖需要，母線洞等附屬洞室完全可以通過其他途徑解決通道問題，例如母線洞，就可以從主變一側(cè)單方向掘進(jìn)開挖。針對(duì)圖4.1中的廠房，其交通洞的底板高程同副廠房底板基本相同，可以擬</p><p>　　下部施工通道主要是與廠房相接的引水隧洞和尾水支洞，先看以引水隧洞作為施工通道的這一層（蝸殼層）

39、，該層施工使用鑿巖臺(tái)車從引水隧洞向廠房?jī)?nèi)掘進(jìn)，基本上是采用洞挖的方式，則可確定此層下界限與引水隧洞底面高程一致，因?yàn)閺S房在這個(gè)層面上兩端又有臺(tái)階，所以層面頂部與此臺(tái)階應(yīng)在一個(gè)水平面上，該層與第三層之間所夾巖體可以劃分為一層（第四層）。廠房最下部層面確定同樣根據(jù)尾水管段的斷面確定，而此層與蝸殼層（第五層）之間間隔的巖體作為第六層。第六層先打?qū)Ь?，然后擴(kuò)挖，通過導(dǎo)井和尾水出碴。</p><p><b>　　

40、1．5 布孔</b></p><p><b>　　1.5.1炮孔類別</b></p><p>　　為了克服圍巖的夾制作用、改善巖石破碎條件、控制隧洞開挖輪廓以及提高掘進(jìn)效率，在爆破開挖中，按作用原理、布置方式及有關(guān)參數(shù)的不同，開挖斷面上布置的炮孔往往分成三類：掏槽孔、崩落孔、周邊孔。</p><p>　　炮孔布置根據(jù)圍巖種類、地質(zhì)情

41、況、預(yù)期循環(huán)進(jìn)尺來(lái)確定炮孔數(shù)量、位置、深度和傾斜度及裝藥量。布孔方式有多種，但其基本原則是盡量增大被爆巖石的臨空面(或稱自由面)以提高爆破效果，所以掏槽孔就成為布孔的重點(diǎn)，因此有“要進(jìn)尺，看掏槽”之說。</p><p><b>　　（1）掏槽孔</b></p><p>　　掏槽孔是開挖斷面中最先起爆的炮眼，其功能是首先將開挖斷面的中央部位巖石爆破掏出，為以后各排爆破的

42、巖石提供臨空面。</p><p>　　掏槽孔的布置原則:①炮孔位置應(yīng)布于斷面的中部或中下部；②炮孔力一向應(yīng)盡可能垂直于巖層的層理；③炮孔的數(shù)量，應(yīng)視斷面的大小而定。</p><p>　　掏槽孔由其布置形式的不同分為直孔掏槽、斜孔掏槽和混合掏槽三類。</p><p>　　①直孔掏槽：直孔掏槽是由若干個(gè)垂直于開挖沒面的彼此距離很近的炮孔組成。其中一個(gè)或幾個(gè)不裝藥的空孔，

43、作為裝藥掏槽炮孔爆破時(shí)的輔助自由面，保證掏槽孔范圍內(nèi)的巖石被破碎、拋出槽外設(shè)定的槽腔。</p><p>　　直孔掏槽的特點(diǎn):一是適用范圍較廣，可以隨石質(zhì)變化調(diào)整孔孔的布置及孔數(shù)；二是鉆孔深度不受斷面尺寸的限制，當(dāng)循環(huán)進(jìn)尺變更時(shí)，只需增減炮孔深度；三是鉆孔工作干擾少，鑿巖工作容易掌握炮孔方向，能保證鉆孔質(zhì)量，有利于多臺(tái)鑿巖機(jī)作業(yè)；四是炮孔數(shù)目多，有些孔不裝藥；五是爆破后拋碴距離較小;六是鉆孔質(zhì)量較高，應(yīng)力求做到炮位

44、準(zhǔn)確。</p><p>　　直孔掏槽的形式很多，常用的有桶形掏槽、螺旋掏槽和雙螺旋掏槽等。</p><p>　?、谛笨滋筒郏盒笨滋筒凼侵柑筒劭追较蚺c開挖斷面斜交的掏槽方式。</p><p>　　斜孔掏槽具有所需掏槽孔較少，掏槽體積大，易將巖石拋出，炸藥耗量低等優(yōu)點(diǎn)。其主要缺點(diǎn)是掏槽深度受到開挖斷面寬度和巖層硬度的限制，不易提高每一循環(huán)的進(jìn)尺，因?yàn)閹r質(zhì)越硬，炮孔傾角越

45、小，掏槽孔有效深度受斷面的限制也越大。斜孔掏槽主要有錐形掏槽、楔形掏槽等形式。錐形掏槽有數(shù)個(gè)掏槽炮孔呈角錐形布置，各炮孔以相等的角度向工作面中線軸線傾斜，孔底趨于集中，但相互不能貫通，一般的炮孔傾斜角度為60°～70°，巖質(zhì)越硬，傾角越小，孔底距離為0.2～0.4m。楔形掏槽由數(shù)對(duì)對(duì)稱的相向傾斜的掏槽炮孔組成，楔形掏槽孔的傾斜角一般為55°～80°，孔底距離一般為0.1～0.3m。</p&g

46、t;<p>　?、刍旌咸筒郏夯旌咸筒凼侵竷煞N以上掏槽方式的混合使用，一般在巖石特別堅(jiān)硬或隧洞開挖斷面較大時(shí)使用。較常用的混合掏槽有復(fù)式楔形掏槽、錐形與直孔組合掏槽以及楔形于直孔組合掏槽等形式。</p><p><b>　?。?）周邊孔</b></p><p>　　周邊孔是沿?cái)嗝嬖O(shè)計(jì)邊線布置的炮孔，一般在斷面炮孔中最后起爆。其作用時(shí)爆出較為平整的洞室開挖輪

47、廓。</p><p><b>　?。?）崩落孔</b></p><p>　　崩落孔布置在掏槽孔與周邊孔之間。在掏槽孔起爆后，崩落孔由中心往周邊逐層順序起爆。其作用是擴(kuò)大掏槽孔炸出的槽腔，崩落開挖面上的大部分巖石，同時(shí)也為周邊空創(chuàng)造自由面。</p><p>　　1.5.2炮孔布置原則</p><p>　?、傧炔贾锰筒劭?，其

48、次是周邊孔，最后是輔助孔。掏槽孔一般應(yīng)布置在開挖面中央偏下部位，其深度應(yīng)比其它孔深15cm- 20cm。為爆出平整的開挖面，除掏槽和底部炮孔外，所有掘進(jìn)孔孔底應(yīng)落在同一平面上。底部炮孔深度一般與掏槽孔相同。</p><p>　?、谥苓吙讘?yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)位置布置。斷面拐角處應(yīng)布置炮孔。為滿足機(jī)械鉆孔需要和減少超欠挖，周邊孔設(shè)計(jì)位置應(yīng)考慮0.03-0.05的外插斜率。并應(yīng)使前后兩排炮孔的銜接臺(tái)階高度(即鋸齒形的齒高)最

49、小為佳。此高度一般要求為lOcm左右，最大也不應(yīng)大于15cm。</p><p>　?、圯o助孔的布置主要是解決炮孔間距和最小抵抗線的問題，這可以由施經(jīng)驗(yàn)決定，一般抵抗線W約為炮孔間距的60%～80%，并在整個(gè)斷面上均勻排列，當(dāng)采用2號(hào)巖石餒梯炸藥時(shí)，W值一般取0.6m ～0.8m.</p><p>　?、墚?dāng)炮孔的深度超過2. 5m時(shí)，靠近周邊孔的內(nèi)圈輔助孔應(yīng)與周邊孔有相同的傾角。</p

50、><p>　?、莓?dāng)巖層層理明顯時(shí)，炮孔方向應(yīng)盡量垂直于層理面。如節(jié)理發(fā)育，炮孔應(yīng)盡量避開節(jié)理，以防卡鉆和影響爆破效果。</p><p>　　1．6全斷面開挖鉆爆參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　　（1）炮孔直徑d：炮孔直徑對(duì)鑿巖生產(chǎn)率、炮孔數(shù)目、單位體積耗藥量和洞壁的平整程度均由影響。必須根據(jù)巖性、鑿巖設(shè)備和工具、炸藥性能等綜合分析，合理選用孔徑。一般隧洞掘進(jìn)開挖爆破的炮孔直

51、徑在32～50mm之間。</p><p>　?。?）炮孔深度L:炮孔深度不僅決定著爆破循環(huán)進(jìn)尺與掘進(jìn)速度，而且影響爆破效果，是爆破地震效應(yīng)的主要影響因素之一。炮孔深度一般根據(jù)下列因素確定：①圍巖的巖性；②鑿巖機(jī)的允許鉆孔長(zhǎng)度、操作技術(shù)條件和鉆孔技術(shù)水平；③掘進(jìn)循環(huán)的作業(yè)安排。</p><p>　　一般可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和工程模擬確定鉆孔深度。對(duì)于大中斷面水工隧洞的開挖，Ⅰ～Ⅱ類圍巖，鉆孔深度為3～

52、4.5m；Ⅲ～Ⅳ類圍巖，鉆孔深度為2～3m;對(duì)于小斷面隧洞，鉆孔深度一般為1.2～2.0m。</p><p>　?。?）單位體積耗藥量q:隧道掘進(jìn)爆破的炸藥單耗主要與巖性、開挖斷面積、炮孔直徑和炮孔深度等有關(guān)，可由下式給出：</p><p><b>　?。?－1）</b></p><p>　　式中：－炸藥單耗，；－巖石堅(jiān)固性系數(shù)；</p&

53、gt;<p>　?。_挖斷面面積，,:大于18時(shí)，按18選取</p><p>　　（注：巖石堅(jiān)固性系數(shù)f表征的是巖石抵抗破碎的相對(duì)值。因?yàn)閹r石的抗壓能力最強(qiáng)，故把巖石單軸抗壓強(qiáng)度極限的1/10作為巖石的堅(jiān)固性系數(shù)，即 （1-2）式中：--巖石的單軸抗壓強(qiáng)度，MPa。）</p><p>　?。?）單循環(huán)總裝藥量：目前多采用體積公式算出一個(gè)循環(huán)的總裝藥量，即</p>

54、<p><b>　?。?－3）</b></p><p>　　式中：－一個(gè)循環(huán)的總裝藥量，；－單位體積耗藥量，；</p><p>　?。诳咨疃然蛟O(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺，；－開挖斷面面積，；</p><p>　?。诳桌寐?，一般取0.85～0.95</p><p>　　（5）單孔裝藥量：隧道掘進(jìn)爆破的單孔裝藥量按下式計(jì)

55、算</p><p><b>　　(1－4)</b></p><p>　　式中：－單孔裝藥量，；</p><p>　?。诳籽b藥系數(shù)（裝藥長(zhǎng)度與炮孔全長(zhǎng)的比值，取值參見表1）；</p><p>　?。诳咨疃然蛟O(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺，；－單位長(zhǎng)度的藥卷質(zhì)量，</p><p>　　表1-1炮孔裝藥系數(shù)值<

56、/p><p>　　（6）周邊空間距：它是直接控制開挖輪廓面平整程度和成型質(zhì)量的主要因素。實(shí)踐表明，當(dāng)炮孔直徑為38-45mm時(shí)，周邊孔間距E取600～700mm比較合適。對(duì)于跨度較小的坑道，為了減少靠近拱腳處巖石爆破的夾制作用，并比較容易地形成曲面，該處的孔距可縮小到450～500mm。在節(jié)理裂隙較發(fā)育或?qū)永砻黠@、不易控制爆破裂隙方向的巖體中，或?qū)τ陂_挖輪廓質(zhì)量要求較高時(shí)，周邊孔間距可根據(jù)情況適當(dāng)減少，裝藥量也必須相

57、應(yīng)減少。還可以在兩個(gè)炮孔間增加導(dǎo)向孔(不裝藥炮孔)的辦法。導(dǎo)向孔到裝藥孔的距離，一般控制在400mm以內(nèi)。</p><p>　　1．7輪廓邊線控制爆破設(shè)計(jì)</p><p>　　邊線是指開挖區(qū)和保留區(qū)接口的分界線。邊線控制爆破是為保護(hù)保留區(qū)巖體或圍巖表面的特殊爆破法。炸藥在炮孔內(nèi)爆炸時(shí)，產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波和高壓氣體并猛烈擊炮孔周圍的巖體，使其破碎或開裂。當(dāng)在有限的輪廓范圍內(nèi)進(jìn)行開挖爆破時(shí)，一方

58、面要求爆破開挖的邊界盡量與設(shè)計(jì)的輪廓相符合，不要出現(xiàn)超挖和欠挖，同時(shí)也要求開挖邊界上保留的巖體盡量保持完整無(wú)損。光面爆破和預(yù)裂爆破就是為了達(dá)到上述目標(biāo)而采用的一種爆破技術(shù)。光面爆破多用于隧洞開挖，而預(yù)裂爆破則多用于高邊坡開挖和控制設(shè)計(jì)邊線的深槽基礎(chǔ)開挖。</p><p>　　影響預(yù)裂爆破和光面爆破的效果的因素很多，有鉆孔直徑、孔距、裝藥量、巖石的物理力學(xué)性質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、炸藥種類、裝藥結(jié)構(gòu)以及施工因素等等，這些因素

59、又都是相互影響的。所以在設(shè)計(jì)上一般采用工程模擬法，并通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)最終確定。</p><p>　　1.7.1預(yù)裂爆破參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　?、兕A(yù)裂孔直徑D：應(yīng)當(dāng)根據(jù)工地的機(jī)具條件，預(yù)裂孔的深度，以及當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)條件等綜合考慮，在確定鉆孔直徑時(shí)，一方面要從技術(shù)上的可靠性方面進(jìn)行論證，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)盡量簡(jiǎn)化施工，降低成本。大型地下廠房一般為50～110m。</p><p>

60、;　?、诳拙郺：與巖石特性、炸藥性質(zhì)、裝藥情況、開挖面平整度要求和孔徑大小有關(guān)?？拙嘁话憧扇=(7～12)d,質(zhì)量要求高、巖質(zhì)軟弱、裂隙發(fā)育者取小值。</p><p>　　③裝藥不偶合系數(shù)m：裝藥的不偶合程度用m=D/d（式中:d－藥卷直徑）表示。根據(jù)爆破的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一般不偶合系數(shù)選用m＝2～4，堅(jiān)硬巖石選小值，松軟巖石選大值。</p><p>　　④線裝藥密度：預(yù)裂爆破主要參數(shù)的影響復(fù)

61、雜，很難從理論上推導(dǎo)出嚴(yán)格的計(jì)算公式，針對(duì)幾個(gè)最主要的影響因素，歸納了一些經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式，在這些計(jì)算式中，主要是考慮線裝藥密度與巖石的抗壓強(qiáng)度，炮孔間距以及孔徑之間的關(guān)系，基本的形式是:</p><p><b>　　(1-5)</b></p><p>　　式中：－炮孔的線裝藥密度，；－巖石的極限抗壓強(qiáng)度，;</p><p>　　a－炮孔間距，；D－

62、炮孔直徑，；、、、均為系數(shù)。</p><p>　　常用公式有以下三個(gè):</p><p>　　a.長(zhǎng)辦長(zhǎng)科院提出的計(jì)算式: </p><p>　　b.葛洲壩工程局提出的算式: </p><p>　　c.武漢水利電力學(xué)院提出的計(jì)算式：</p><p>　?、荽_定裝藥結(jié)構(gòu)：首先要根據(jù)地質(zhì)條件、鉆孔直徑、孔深、炸藥品種、裝藥梁

63、等因素確定堵塞段的長(zhǎng)度和底部的裝藥增量及其范圍，然后根據(jù)鉆孔和炸藥的供應(yīng)情況，決定是采用間隔裝藥還是采用細(xì)藥卷連續(xù)裝藥。</p><p>　?。?7.2光面爆破參數(shù)設(shè)計(jì)：</p><p>　?、俟饷姹茖雍穸龋杭醋钚〉挚咕€的大小，一般為炮孔直徑的10～20倍，巖質(zhì)軟弱、裂隙發(fā)育取小者。</p><p>　?、诳拙啵阂话銥楣饷姹茖雍穸鹊?.75～0.90倍，巖質(zhì)軟弱

64、、裂隙發(fā)育取小者。還可根據(jù)炮孔的直徑來(lái)考慮，一般取直徑的10～16倍，取值范圍大概是500mm～800mm。</p><p>　?、坫@孔直徑和裝藥不偶合系數(shù)：參照預(yù)裂爆破的設(shè)計(jì)方法。</p><p>　?、芫€裝藥密度：一般按照松動(dòng)爆破藥量計(jì)算公式確定</p><p><b>　　(1-6)</b></p><p>　　式

65、中：－松動(dòng)爆破單耗，；－光面爆破孔間距，；</p><p>　?。饷姹茖雍穸?，。</p><p>　　1．8深孔梯段爆破參數(shù)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）炮孔布置時(shí)須注意下列原則</p><p>　?、倥诳追较虿灰c最小抵抗線方向重合，以免產(chǎn)生沖天炮，降低爆破效果。</p><p>　　②充分利用地形，盡量利用和

66、創(chuàng)造臨空面以減小爆破阻力。</p><p>　?、叟诳讘?yīng)盡量垂直于巖石的層面、節(jié)理和裂縫，并且不要穿過較寬的裂縫以免漏氣。</p><p>　　（2）臺(tái)階高度H：臺(tái)階高度的選取應(yīng)綜合考慮地質(zhì)與巖性，開挖強(qiáng)度與進(jìn)度要求，鉆孔、裝渣和運(yùn)輸設(shè)備的性能及合理配套等條件確定。我國(guó)水利水電工程中深孔爆破臺(tái)階高度一般用8～12m。</p><p>　　（3）炮孔直徑d：在水工建筑

67、物基礎(chǔ)開挖中，炮孔直徑一般不超過150mm；在臨近建基面、設(shè)計(jì)輪廓處，孔徑一般不大于110mm。</p><p>　　（4）底盤抵抗線：底盤抵抗線是指炮孔中心線至臺(tái)階坡腳的水平距離，可按下式確定：</p><p><b>　　(1-7)</b></p><p>　　式中：－臺(tái)階高度，； －炮孔直徑，；</p><p>

68、　?。瓗r石影響系數(shù)，一般取0.46～0.56，硬巖區(qū)小值，軟巖區(qū)大值；</p><p>　　－臺(tái)階高度影響系數(shù)，參見表1-2。</p><p>　　表1-2 高度影響系數(shù)的確定</p><p>　?。?）超鉆深度：超鉆的作用就是在于克服底盤阻力，避免殘埂獲得符合設(shè)計(jì)標(biāo)高且較平整的底盤。超鉆可按下式確定:</p><p><b>

69、　　(1-8)</b></p><p>　　式中的系數(shù)在臺(tái)階高度大，巖石堅(jiān)硬時(shí)取大值。</p><p><b>　　（6）孔長(zhǎng)：</b></p><p><b>　　(1-9)</b></p><p>　　式中：－鉆孔傾斜角，一般與臺(tái)階坡面角相同，對(duì)于垂直孔，。</p>&

70、lt;p>　?。?）孔距和排距：合理的孔距和排距是保證形成平整的新臺(tái)階面及爆后巖塊均勻的前提。一般按下式估算：</p><p><b>　　(1-10)</b></p><p>　?。?）堵塞長(zhǎng)度：深孔臺(tái)階爆破的堵塞長(zhǎng)度可參考以下公式綜合確定：</p><p><b>　　(1-11)</b></p>

71、<p><b>　?。?）裝藥量計(jì)算</b></p><p>　　前排炮孔的單孔藥量為： (1-12)</p><p>　　后排炮孔的單孔藥量為： (1-13)</p><p>　　式中：－深孔臺(tái)階單耗,;影響炸藥單耗的因素很多，

72、受巖石的爆破性、炸藥威力、自由條件、起爆方式和塊度等條件要求，合理的單耗往往需要通過試驗(yàn)長(zhǎng)期實(shí)踐確定，可以參考下表</p><p>　　表1-3 梯段爆破炸藥單位體積耗藥量</p><p>　　1．9寬孔距小抵抗線微差擠壓爆破設(shè)計(jì)</p><p>　　寬孔距小抵抗線微差擠壓爆破在減少抵抗線的前提下，加大孔距，增加單孔的爆破量，具有其先進(jìn)性，主要表現(xiàn)在:①充分利用界面

73、反射波的作用，增大單孔臨空面，減少應(yīng)力波的擴(kuò)散損失;②充分利用塊石拋出時(shí)的動(dòng)能，使塊石之間進(jìn)一步碰撞擠壓，巖塊得到充分破碎;③由于單孔藥量增加，孔內(nèi)連續(xù)裝藥，藥量在空間均勻分布，爆生氣體和應(yīng)力波相互抑制變小，炸藥能量得到充分發(fā)揮;④由于抵抗線變小，藥包距自由面距離變近，爆破產(chǎn)生的反射拉伸波作用變強(qiáng)，使破碎率提高。</p><p>　　（1）炮孔深度L：孔深應(yīng)根據(jù)工程要求確定，并受鉆孔、爆破和運(yùn)輸條件所制約。<

74、;/p><p>　?。?）底盤抵抗線:底盤抵抗線是影響爆破效果的一個(gè)重要參數(shù)，底盤抵抗線的大小同炸藥威力、巖石爆破性、鉆孔直徑和臺(tái)階高度等因素有關(guān)，很難用一個(gè)理想公式表示，在設(shè)計(jì)中多采用經(jīng)驗(yàn)公式或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)資料來(lái)取:</p><p><b>　　（1－14）</b></p><p>　　（3）排距b：排距是指多排引爆時(shí)，相鄰兩排孔間的距離，即是第一排

75、孔以后各排孔的底盤抵抗線。一般?。骸?lt;/p><p>　?。?）孔距:炮孔間距應(yīng)使某一炮孔爆炸時(shí)不致炸傷相鄰的另一炮孔，且爆后兩孔間不留殘石埂。一般按下式計(jì)算：</p><p><b>　?。?－15）</b></p><p>　　式中：－密集系數(shù)，一般取值2.0～5.0。</p><p><b>　?。?）裝

76、藥量計(jì)算：</b></p><p>　　多排孔爆破的第一排孔的單孔藥量Q前和以后各排孔單孔藥量Q后由下式確定:</p><p><b>　?。?－16）</b></p><p><b>　?。?－17）</b></p><p>　　式中：－單耗,; －孔距，；－底盤抵抗線，</p&

77、gt;<p>　?。诳咨疃?，；－系數(shù)，一般取1.0～1.5。</p><p>　　1．10爆破控制及安全措施</p><p>　　在完成爆破開挖時(shí)，爆破作業(yè)必然會(huì)伴生爆破飛石、地震波、空氣沖擊波、噪音、粉塵和有毒氣體等負(fù)面效應(yīng)。在鉆爆設(shè)計(jì)和施工中要采用有效的措施以確保保護(hù)對(duì)象（包括人員設(shè)備和臨近的建（構(gòu)）筑物）的安全</p><p>　　1.10.1

78、爆破控制</p><p>　　水利工程中一般考慮最多的是地震波的破壞。在鉆爆施工中，最重要的就是要對(duì)爆破振動(dòng)進(jìn)行控制，要使爆破作業(yè)產(chǎn)生的地震波對(duì)圍巖和各種建（構(gòu)）筑物的影響控制在規(guī)范要求之內(nèi)。要想既取得好的爆破效果又很好的控制爆破振動(dòng)，就要合理的選擇間隔時(shí)差、單響藥量和起爆方式。同時(shí)要對(duì)爆破作業(yè)進(jìn)行振動(dòng)監(jiān)測(cè)，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果調(diào)整爆破參數(shù)。</p><p>　?。?）間隔時(shí)差：確定合理的微差爆破

79、間隔時(shí)差，是得到良好的爆破破碎和最大限度降震的關(guān)鍵。間隔時(shí)差過長(zhǎng)，先爆孔爆破形成的裂隙會(huì)使后爆孔漏氣，產(chǎn)生較遠(yuǎn)的飛石，影響爆破效果，并可能造成后爆孔起爆網(wǎng)絡(luò)的破壞;時(shí)差過短，則可能因先爆孔不能給后爆孔提供新的自由面而影響爆破效果。在爆破網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中要合理利用毫秒延期起爆雷管合理分段，來(lái)控制間隔時(shí)差，減少振動(dòng)的疊加。</p><p>　?。?）最大單響藥量：最大單響藥量即最大一段的起爆藥量，它是控制爆破震動(dòng)的關(guān)鍵。最

80、大單響藥量的確定，主要是根據(jù)《國(guó)家爆破安全規(guī)程》中對(duì)各類建筑物和構(gòu)筑物所允許的安全質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度和被保護(hù)對(duì)象距爆區(qū)中心的距離以及該爆區(qū)地形、地質(zhì)條件等因素確定的。可按薩道夫斯基公式推算:</p><p><b>　　(1-18)</b></p><p>　　式中：－質(zhì)點(diǎn)峰值振速，；－最大單響藥量，；－爆心距，；</p><p>　?。幇螤钕禂?shù)

81、，歐美國(guó)家通常取，我國(guó)和前蘇聯(lián)一般?。?lt;/p><p>　　、－與地質(zhì)條件、爆破類型及爆破參數(shù)有觀的系數(shù)，通過現(xiàn)場(chǎng)爆破實(shí)測(cè)的資料來(lái)確定</p><p>　?。?）起爆方式：起爆方式是指炮孔之間、排間先后的起爆關(guān)系。它主要受地形、地質(zhì)條件，施工對(duì)巖塊破碎度的要求和允許的最大單響量等因素制約。</p><p>　　1.10.2安全措施</p><p&

82、gt;　?。?）爆破飛石：影響爆破飛石的因素有:巖體的節(jié)理裂隙及地質(zhì)構(gòu)造、藥包最小抵抗線裝藥量等。飛石產(chǎn)生的部位一般在爆破前排和爆破上部。計(jì)算爆破飛石的經(jīng)驗(yàn)公式如下：</p><p><b>　　(1-19)</b></p><p>　　式中：－飛石的距離，；－炮孔的孔徑，；</p><p>　　在綜合爆破安全規(guī)程規(guī)定的個(gè)別飛石對(duì)人員的最小安全

83、距離，確定安全警戒范圍。</p><p>　　（2）空氣沖擊波的防護(hù)</p><p>　　當(dāng)空氣沖擊波達(dá)到一定的值，它可以使人致殘、破壞建筑物或設(shè)備。所以，必須控制空氣沖擊波，使它低于人和建筑物所允許的值，以確保其安全。必須采取防護(hù)措施來(lái)降低爆破沖擊波的值。</p><p>　　從爆炸能量的角度說，空氣沖擊波是炸藥在空氣中爆炸釋放出的能量形成的。所以空氣沖擊波的強(qiáng)度

84、與所用炸藥的能量有關(guān)。精確的設(shè)計(jì)、細(xì)致的方案、優(yōu)化的爆破參數(shù)、一次最大起爆藥量的減少、毫秒延遲起爆雷管、經(jīng)良好堵塞的藥柱等是降低沖擊波強(qiáng)度的有效措施。通過在爆破區(qū)域或被保護(hù)物體周圍設(shè)置圍墻也可以減弱沖擊波在傳播過程中的強(qiáng)度。</p><p>　　第二章 瀑布溝水電站地下廠房概況</p><p><b>　　2．1工程概況</b></p><p&

85、gt;　　瀑布溝水電站位于大渡河中游、四川省漢源縣及甘洛縣境內(nèi)， 電站樞紐由礫石土心墻堆石壩、左岸地下廠房系統(tǒng)、左岸岸邊開敞式溢洪道、左岸泄洪洞、右岸放空洞及尼日河引水工程等工程項(xiàng)目和建筑物組成。工程等別為Ⅰ等工程，主要水工建筑物為1級(jí)。</p><p>　　廠房裝機(jī)共6臺(tái)，單機(jī)容量550MW，總裝機(jī)容量3300MW。</p><p>　　左岸地下廠房系統(tǒng)包括進(jìn)水口、壓力管道、主副廠房、主

86、變洞、尾水閘門室、尾水管及連接洞、尾水隧洞及開關(guān)站等建筑物。地下廠房位于主變室上游側(cè)由副廠房、主廠房及安裝間組成，開挖尺寸為294.10m×30.7m×70.175m（長(zhǎng)×寬×高），其中副廠房長(zhǎng)25.6m，寬26.8m，主廠房及安裝間長(zhǎng)268.5m，寬30.7 m；主變室開挖尺寸為250.3m×18.3m×25.975m；尾水閘門室開挖尺寸為178.87m×17.4m

87、×54.15m。廠房、主變室及尾水閘門室三大洞室平行布置，廠房與主變洞之間巖柱厚41.95m，主變洞與尾水閘門室之間巖柱厚32.7m。</p><p>　　圖2.1 瀑布溝電站地下廠房系統(tǒng)效果圖</p><p><b>　　2.2 施工特性</b></p><p>　　地下廠房系統(tǒng)洞室群主要包括：主、副廠房及安裝間、主變洞、母

88、線洞、通風(fēng)洞、電纜洞、排風(fēng)排煙豎井、排水廊道、電梯電纜豎井等。各洞室特性及工程量見</p><p>　　表2-1 地下廠房系統(tǒng)各洞室特性及工程量表</p><p>　　2．3主廠房基本資料分析</p><p>　　2.3.1工程地質(zhì)條件</p><p>　　主廠房地質(zhì)條件：主廠房位于微風(fēng)化～新鮮中粗粒花崗巖中。圍巖以Ⅱ、Ⅲ類為主

89、，巖體中無(wú)大的斷層分布，可能揭露的小斷層主要有9條：F9、F9-1、F14、F15、F16、F8、F18、F19、F28，局部輝綠巖脈、裂隙密集帶、小斷層帶及影響破碎帶為Ⅳ～Ⅴ類圍巖。存在的主要工程地質(zhì)問題是，受軟弱結(jié)構(gòu)面不利組合影響，局部可能有楔形塊體失穩(wěn)；局部巖體完整地段由于地應(yīng)力較高，可能存在巖爆問題，對(duì)圍巖穩(wěn)定不利，另外應(yīng)注意各地下洞室間巖墻、巖柱的支護(hù)。</p><p>　　2.3.2主要圍巖參數(shù)的確定

90、</p><p>　　主廠房軸線與主結(jié)構(gòu)面有較大夾角，一般大于50°，而與最大主應(yīng)力方向夾角較小，一般為26.7°～36.7°，應(yīng)力狀況姣好。圍巖以Ⅱ，Ⅲ類圍巖為主，巖體中無(wú)大的斷層分布，綜合各類圍巖主要物理力學(xué)參數(shù)表和巖石物理力學(xué)性質(zhì)指針表，將地下廠房圍巖的參數(shù)根據(jù)實(shí)際情況分為兩種情況：Ⅱ類圍巖參數(shù)和Ⅲ類圍巖參數(shù)。Ⅱ類圍巖參數(shù)取為：容重γ=2.7*104N/m3，內(nèi)摩擦角φ=45&

91、#176;，粘聚力C=1.0Mpa，抗壓強(qiáng)度R=150Mpa，泊松比μ=0.25，靜彈性模量6.5*104Mpa，動(dòng)彈性模量8.5*104Mpa；Ⅲ類圍巖參數(shù)取為：容重γ=2.5*104N/m3，內(nèi)摩擦角φ=40°，粘聚力C=0.6Mpa，抗壓強(qiáng)度R=120Mpa，泊松比μ=0.28，靜彈性模量5.5*104 Mpa，動(dòng)彈性模量7.5*104Mpa。</p><p>　　2.3.3工程區(qū)域水文、氣象條件

92、及水文地質(zhì)條件</p><p>　　工程區(qū)氣候較為濕潤(rùn)，多年平均氣溫17.8℃，極端最高氣溫40.9℃，極端最低氣溫-3.3℃；多年平均年蒸發(fā)量1395.6mm；多年平均相對(duì)濕度68%；最大風(fēng)速15.3m/s；多年平均年降水量748.4mm，歷年最大日降水量168.2mm，年平均降水日數(shù)143天。</p><p>　　洞室圍巖地下水主要為基巖裂隙潛水，受地表降水補(bǔ)給，多富集于斷層影響帶和裂

93、隙密集帶，具局部承壓集中涌水特點(diǎn)，初見涌水量較大，隨后逐漸減小至干枯。而壓性、壓扭性斷層和巖脈破碎帶具相對(duì)隔水性能。據(jù)水質(zhì)分析基巖裂隙水屬弱堿性低礦化度淡水。</p><p><b>　　2.4主要技術(shù)問題</b></p><p>　　通過對(duì)以上瀑布溝主廠房以上資料的分析，可以看出主廠房在開挖施工過程中主要存在以下技術(shù)問題：</p><p>　

94、　① 廠房工程規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。該廠房尺寸為291.0m×30.7m×70.175m，是國(guó)內(nèi)在建的特大型地下廠房之一，具有“高邊墻、大跨度、多交叉”的特點(diǎn)，同時(shí)洞室為非圓形斷面，洞室縱橫交錯(cuò)，施工支洞和通道密布，基本上組成了一個(gè)復(fù)雜的地下建筑群。主廠房開挖施工程序也十分復(fù)雜，施工干擾比較大，開挖程序復(fù)雜，尤其是巖錨梁部位，屬于“精雕細(xì)刻”的工程。要較高效率的完成開挖任務(wù)，又不能相互產(chǎn)生擾動(dòng)，這需要在施工程序和鉆爆參數(shù)

95、進(jìn)行經(jīng)心的設(shè)計(jì)。</p><p>　?、?廠房的地質(zhì)條件復(fù)雜，地應(yīng)力高。主廠房位于微風(fēng)化～新鮮中粗?；◢弾r中，圍巖以Ⅱ、Ⅲ類為主，巖體中無(wú)大的斷層分布；但其局部有較多的小斷層，局部輝綠巖脈、裂隙密集帶、小斷層帶及影響破碎帶為Ⅳ～Ⅴ類圍巖。地質(zhì)結(jié)構(gòu)面不利組合影響較嚴(yán)重，局部有較大型楔形塊體失穩(wěn)，且地應(yīng)力較高，存在巖爆問題，工程地質(zhì)條件較復(fù)雜，施工安全問題極為突出,對(duì)爆破開挖地控制提出了很高的要求。</p>

96、;<p>　　③ 由于廠房本身的結(jié)構(gòu)特性，所需開挖輪廓形狀復(fù)雜多樣，對(duì)周邊成型和保證圍巖質(zhì)量具有較高的要求；特別是緊迫的施工工期，要求實(shí)施的爆破開挖強(qiáng)度極高，使得廠房系統(tǒng)的洞挖施工成為本項(xiàng)工程的施工關(guān)鍵線路，也成為瀑布溝水電站工程施工中的必須特別重視的施工部位。</p><p><b>　　2.5開挖方式</b></p><p>　　瀑布溝工程主廠房的開

97、挖斷面大，根據(jù)地下廠房開挖的一般方法，主廠房采取斷面分步法開挖即分層開挖的方法，根據(jù)文中第一章中介紹的地下廠房分層原則和方法，共分Ⅸ層開挖。對(duì)于瀑布溝這種“大跨度、高邊墻、多交叉”的大型復(fù)雜地下洞室的開挖應(yīng)嚴(yán)格遵循“平面多任務(wù)序、立體多層次”的原則。對(duì)于頂拱層采取運(yùn)用廣泛的中導(dǎo)洞法進(jìn)行開挖。對(duì)于巖錨粱部位采用預(yù)留保護(hù)層進(jìn)行控制爆破，盡量較少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。具體分層見下圖。</p><p>　　圖2-2瀑布溝主廠房橫

98、剖面分層開挖示意圖</p><p><b>　　2.6 施工機(jī)械</b></p><p>　　根據(jù)工期要求、施工進(jìn)度及施工程序安排，地下廠房系統(tǒng)開挖主要施工設(shè)備配置計(jì)劃見表2-2。</p><p>　　表2-2 地下廠房系統(tǒng)開挖主要機(jī)械設(shè)備配置表</p><p><b>　　2.7 爆破器材<

99、/b></p><p>　　地下廠房系統(tǒng)開挖主要爆破器材：采用2#巖石卷狀乳化炸藥，規(guī)格有φ25mm、φ32mm、φ35mm、φ60mm、φ70mm。起爆器材采用MS1～MS20導(dǎo)爆管毫秒延期起爆雷管和導(dǎo)爆索。</p><p>　　第三章 主廠房頂拱層（主廠房Ⅰ層）開挖設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1開挖方式：</b></

100、p><p>　　第Ⅰ層為頂拱開挖，由廠房上支洞及和2#施工支洞爬坡進(jìn)入，該層輪廊開挖跨度大、質(zhì)量要求高，噴錨支護(hù)和觀測(cè)儀器埋設(shè)量大，結(jié)合施工機(jī)械的特性，開挖采用中導(dǎo)洞先行、隨后進(jìn)行兩側(cè)擴(kuò)挖的開挖程序（圖3-1）。中部開挖高度9.375m，寬度14.7m，兩側(cè)擴(kuò)挖開挖高度9.41m，單側(cè)寬度8.0m。中洞斷面大，開挖分兩步進(jìn)行，先開挖中下導(dǎo)洞超前1～2排炮，擴(kuò)挖跟進(jìn)。每排炮爆破后反鏟挖掘機(jī)進(jìn)行安全處理，中導(dǎo)洞擴(kuò)挖石渣用

101、4m3正鏟配25t自卸汽車出渣，其它部位開挖石渣用3m3裝載機(jī)配合15t或20t自卸汽車出渣。</p><p>　　圖3－1 地下廠房Ⅰ層開挖程序示意圖</p><p>　　3.2中導(dǎo)洞鉆爆設(shè)計(jì)</p><p>　　中導(dǎo)洞參數(shù)設(shè)計(jì)按全斷面開挖的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。中導(dǎo)洞的開挖斷面為8.0m×7.0m，圍巖以Ⅱ類為主，巖石的抗壓強(qiáng)度=150 Mpa，按（

102、1－2）式計(jì)算得巖石堅(jiān)硬系數(shù)。</p><p>　?。?）爆破參數(shù)計(jì)算：</p><p>　　掏槽孔的布置：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和施工隊(duì)伍水平，掏槽孔的形式采用復(fù)式楔形掏槽，具體布置見附圖1；</p><p>　　炮孔直徑d:用鑿巖臺(tái)車水平開挖，根據(jù)鑿巖臺(tái)車工作性能，臺(tái)車鉆孔直徑定為50mm。</p><p>　　炮孔深度L:開挖處巖性較好，考慮掘進(jìn)

103、效率、機(jī)械條件和鉆孔水平，預(yù)計(jì)進(jìn)尺為3m,考慮超鉆，則炮孔深度取3.5m較為合理。</p><p>　　單位體積耗藥量q：按式（1－1）計(jì)算得：</p><p><b>　　，</b></p><p>　　則在初步設(shè)計(jì)中取單位體積耗藥量為1.28。在裝藥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中再根據(jù)實(shí)際情況做調(diào)整。</p><p><b>

104、　　單循環(huán)總裝藥量：</b></p><p>　　按式（1－3）計(jì)算得：，</p><p>　　式中：循環(huán)進(jìn)尺為3m,斷面面積為52.25，炮孔利用率取0.85，根據(jù)計(jì)算結(jié)果在設(shè)計(jì)時(shí)初步取170，在根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。</p><p>　　單孔裝藥量：主要采用φ32mm的2號(hào)巖石乳化炸藥，取，參考表1炮孔裝藥系數(shù)分別?。禾筒劭兹?.60、崩落孔取0

105、.50、周邊孔取0.55。</p><p>　　初步設(shè)計(jì)按式（1－4）計(jì)算得：</p><p><b>　　掏槽孔的裝藥量：</b></p><p><b>　??；</b></p><p><b>　　崩落孔的裝藥量：</b></p><p><b

106、>　?。?lt;/b></p><p><b>　　周邊孔的裝藥量：</b></p><p><b>　??；</b></p><p>　　具體裝藥量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和爆破試驗(yàn)進(jìn)行相應(yīng)得調(diào)整。</p><p>　　周邊孔：周邊孔按光面爆破進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)周邊空間距取700mm，則周邊

107、光爆孔的最小抵抗線厚度取600mm。裝藥不耦合系數(shù)取2，其線裝藥密度按式（1－6）計(jì)算得：；（式中為松動(dòng)爆破單耗取0.8）在設(shè)計(jì)取線裝藥密度為。</p><p>　?。?）爆破施工設(shè)計(jì)：</p><p>　　① 炮孔布置：從距底板150cm處開始，沿開挖面中心線兩側(cè)對(duì)稱布置3對(duì)3排楔形掏槽孔，掏槽孔與掌子面呈60°的夾角，長(zhǎng)度分別為1.3m、2.5m、3.7m。在掏槽孔與邊墻之間

108、布置2排崩落孔，1排周邊孔，最外崩落孔與周邊孔相距60cm，崩落孔垂直掌子面，其深度為3.5m。在拱部(掏槽孔上方)呈弧形布置4排崩落孔，排距為80～100cm，掏槽孔下方還布置1排崩落孔。周邊孔其鉆孔向外傾斜5°，周邊孔間距70cm。底板孔布置在底部邊界上，并向下傾斜10°鉆孔，孔距80cm。周邊孔與底板孔的深度均為3.5m。圖3-2為中導(dǎo)洞炮孔布置圖。</p><p>　　圖3－2 中導(dǎo)

109、洞炮孔布置圖（單位：cm）</p><p>　?、?裝藥結(jié)構(gòu):周邊孔使用φ25mm卷狀乳化炸藥空氣間隔裝藥，線裝藥密度取。其余孔均使用φ35mm的卷狀乳化炸藥耦合連續(xù)裝藥。具體裝藥結(jié)構(gòu)見下圖。</p><p>　　圖3－3 中導(dǎo)洞開挖裝藥結(jié)構(gòu)圖（單位：cm）</p><p>　　③ 起爆順序與起爆方法:為保證既將爆破引起的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度在控制范圍內(nèi)，又能獲得較好的爆

110、破效果，便于鏟裝、運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行，必須在嚴(yán)格限制單段最大裝藥量的同時(shí)，盡量能使掏槽孔、各類同排炮孔同時(shí)起爆。因此，其起爆順序是:掏槽孔分三段先起爆，然后依次為崩落孔、周邊孔和底板孔。其中崩落又按先內(nèi)后外的順序逐排起爆。斷面上所有炮孔均采用非電導(dǎo)爆管一次點(diǎn)火、孔內(nèi)毫秒延期起爆，每個(gè)炮孔的斷別如圖2－3所示。</p><p>　　主廠房頂拱層（主廠房Ⅰ層）中導(dǎo)洞開挖的詳細(xì)鉆爆設(shè)計(jì)見附圖1。</p>&l

111、t;p>　　3.3中部擴(kuò)挖鉆爆設(shè)計(jì)</p><p>　　爆破參數(shù)：中部擴(kuò)挖炮孔直徑采取與中導(dǎo)洞相同的大小，炮孔深度考慮施工組織安排和掘進(jìn)效率，預(yù)計(jì)進(jìn)尺取3.5m，考慮超鉆炮孔深度取3.9m。其它參數(shù)參考中導(dǎo)洞的爆破參數(shù)。</p><p><b>　　爆破施工設(shè)計(jì)：</b></p><p>　?、?炮孔布置：在中導(dǎo)洞與開挖輪廓之間布置4排崩

112、落孔，頭排崩落孔與中導(dǎo)洞相距95cm，中間崩落孔的排距為80～100cm，崩落孔垂直掌子面，其深度為3.9m。在拱部(中導(dǎo)洞上方)呈弧形布置2排崩落孔，排距80～100cm，頭排孔與與中導(dǎo)洞相距90cm。拱部布置1排周邊孔，周邊孔采用光面爆破，光爆層厚度為60cm，周邊孔間距50cm。周邊孔鉆孔向外傾斜5°，深度也為3.9m。</p><p>　　圖3－4 中部擴(kuò)挖的炮孔布置圖（單位：cm）</p