王 斌

(葛洲壩集團(tuán)第二工程有限公司,四川成都 610091)

1 工程概況

東涌水庫工程是大鵬半島水源工程的重要組成部分,水庫位于深圳市東部大鵬半島南部東涌河的下游,隸屬深圳市龍崗區(qū)南澳街道辦,距深圳市 70 k m左右,水庫集水面積 9.6 k m2,總庫容為1 191萬 m3。輸水隧洞連接?xùn)|涌水庫和香車水庫,全長 5.672 k m,隧洞斷面采用 2.5 m×2.5 m馬蹄型。該工程第三標(biāo)段為輸水隧洞香車出口段,主要建筑物為隧洞洞身、豎井、出口消能工、檢修路等。

隧洞樁號(hào)為 S 4+172～S 5+672,隧洞長 1.5 k m,為較典型的半島海岸地貌帶的低山丘陵地貌,隧洞沿線地面高程為 16.9～170 m,隧洞埋深多為 19～154 m。該地段巖性以殘坡積及風(fēng)化巖為主,主要地質(zhì)構(gòu)造以 F 4香車斷層的斷裂構(gòu)造為主,但該斷層未與隧洞主線相交,對(duì)隧洞不會(huì)造成影響。水文地質(zhì)情況:本段地下水以基巖裂隙水為主,地下水位高程為 30～146 m,隧洞圍巖的滲透系數(shù)較小,屬弱-微透水巖體。

主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn):

(1)工程等級(jí):Ⅱ等。建筑物級(jí)別:隧洞、豎井等主要建筑物為 2級(jí);引渠等次要建筑物為 3級(jí);施工道路及施工圍堰等臨時(shí)建筑物為 4級(jí)。

(2)輸水方式:壓力流,最大內(nèi)水壓力為 0.47 M P a。

(3)供水總規(guī)模:6萬 m3/d。

(4)抗震等級(jí):按Ⅶ度設(shè)防。

2 隧洞總體施工方案

隧洞采用新奧法施工。具體施工方案為:鉆爆法開挖,機(jī)械通風(fēng),有軌運(yùn)輸,噴錨、襯砌支護(hù),監(jiān)控量測(cè),臺(tái)車襯砌等。對(duì)于相對(duì)穩(wěn)定的Ⅱ、Ⅲ類圍巖采用全斷面施工;Ⅳ類圍巖在施工過程中視具體情況采用全斷面施工或短臺(tái)階法施工;Ⅴ類圍巖采用臺(tái)階法施工,先進(jìn)行超前小導(dǎo)管支護(hù)后再進(jìn)行上部開挖,及時(shí)支護(hù)后進(jìn)行下部開挖。

3 隧洞爆破施工

3.1 鉆孔爆破施工方法

Ⅱ、Ⅲ類圍巖采用全斷面光面爆破技術(shù),開挖循環(huán)進(jìn)尺為 2 m。鉆孔采用人工手持 7655式氣腿鑿巖機(jī)(風(fēng)槍)鉆孔。機(jī)械輔助人工裝碴。

每一循環(huán)完成后,首先由測(cè)量人員布點(diǎn)劃線,按鉆爆設(shè)計(jì)打孔、裝藥,連接起爆網(wǎng)絡(luò),炸藥采用乳膠炸藥,起爆采用非電導(dǎo)爆管連接起爆。四周光面爆破孔間隔裝藥,且不連續(xù)裝藥。炮眼布置情況見圖 1,鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)見表 1、2。

各炮孔起爆順序均為:掏槽眼→擴(kuò)槽眼→輔助眼→周邊眼→底板眼。輔助眼由里向外逐層起爆。為加大起爆間隔時(shí)間,有效降低爆轟波的疊加效應(yīng),各排間均采用跳段微差形式。

圖 1 Ⅱ、Ⅲ類圍巖全斷面鉆爆設(shè)計(jì)圖

表 1 Ⅱ類圍巖爆破參數(shù)表

表 2 Ⅲ類圍巖鉆爆設(shè)計(jì)參數(shù)表

3.2 隧洞鉆爆開挖施工工藝

(1)測(cè)量定位。

隧洞清碴、噴錨支護(hù)完成后,進(jìn)行下一循環(huán)的施工。首先測(cè)量定位,用全站儀、水準(zhǔn)儀對(duì)隧洞下一循環(huán)進(jìn)行放線,利用導(dǎo)線點(diǎn)進(jìn)行精確定位,根據(jù)水準(zhǔn)點(diǎn)對(duì)隧洞的水平標(biāo)高進(jìn)行控制,找出隧洞的中線及隧洞的中心標(biāo)高并做出標(biāo)記。

(2)劃線布孔。

根據(jù)隧洞下一循環(huán)的中線和中心標(biāo)高,結(jié)合隧洞的圍巖分級(jí)、設(shè)計(jì)開挖的輪廓用油漆勾畫出開挖外輪廓線。然后,根據(jù)各種圍巖的鉆爆設(shè)計(jì),用油漆標(biāo)出掏槽孔、輔助孔、周邊光爆孔及底孔。

(3)鉆孔及驗(yàn)孔。

采用自制軌行式鉆孔臺(tái)車(可鉆孔、裝藥、錨桿等)和 7655式手持式氣腿鑿巖機(jī)(風(fēng)槍)鉆孔。開孔時(shí)使用自制開孔定位器,使孔位與設(shè)計(jì)一致;開孔后,嚴(yán)格控制鉆孔的方向、進(jìn)尺速度、深度并做好鉆孔記錄,供現(xiàn)場(chǎng)工程師參考,調(diào)整裝藥量和起爆順序,優(yōu)化開挖參數(shù)。在鉆孔施工完成后,對(duì)孔位、孔深、鉆孔方向及完好情況進(jìn)行驗(yàn)收,對(duì)于不符合設(shè)計(jì)要求的應(yīng)采取補(bǔ)孔、重新設(shè)計(jì)裝藥結(jié)構(gòu)等措施予以彌補(bǔ)。

(4)裝藥與堵塞。

所有的炮孔裝藥嚴(yán)格按照鉆爆設(shè)計(jì)進(jìn)行。起爆雷管采用非電起爆雷管。掏槽眼、輔助眼、內(nèi)圈眼、底板眼采用大直徑藥卷孔底連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu),周邊眼采用小直徑連續(xù)裝藥結(jié)構(gòu)。裝藥前,炮孔必須用高壓風(fēng)吹凈,藥串和起爆藥卷按要求加工好,盤好腳線,分段號(hào)存放在箱內(nèi),確保裝藥作業(yè)有序進(jìn)行;裝藥作業(yè)應(yīng)分片、分組進(jìn)行,并按規(guī)定搗實(shí),全部采用自制炮泥堵塞孔口。裝藥及炮孔堵塞長度見圖 2。

(5)起爆網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)及爆破。

起爆方式:采用起爆器、電雷管引爆導(dǎo)爆管的雷管的方式。

圖 2 裝藥結(jié)構(gòu)示意圖

起爆網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)采用:電雷管-導(dǎo)爆管雷管的起爆網(wǎng)絡(luò)。起爆網(wǎng)絡(luò)為復(fù)式網(wǎng)絡(luò),以保證起爆的可靠性和準(zhǔn)確性。聯(lián)接時(shí)要注意導(dǎo)爆管不能打結(jié)和拉細(xì),各炮眼雷管連接次數(shù)應(yīng)相同,引爆雷管應(yīng)用黑膠布包扎在一簇導(dǎo)爆管自由端 10 c m以上處。網(wǎng)絡(luò)連接好后,由專人負(fù)責(zé)檢查。

各炮孔采用非電毫秒雷管微差起爆技術(shù),不但可以控制單段雷管的起爆藥量,又能有效地控制每段雷管間的起爆時(shí)間,從而使爆破震動(dòng)波不疊加。這樣既能保證巖石達(dá)到理想的爆破效果,又能消除爆破震動(dòng)的有害效應(yīng)。為了保證后起爆的網(wǎng)絡(luò)不被先起爆的炸斷,最終采用孔內(nèi)微差起爆網(wǎng)絡(luò)。

裝藥后,按照起爆的順序(即:首先起爆掏槽孔,再起爆周邊孔,最后起爆輔助孔;采用微差爆破 ,微差間隔時(shí)間為 25 ～ 27 m s)、1、3、5、7……間隔跳段別聯(lián)接起爆網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行檢查。起爆前,給洞內(nèi)、洞外安全員發(fā)出信號(hào),將洞內(nèi)的機(jī)械、設(shè)備撤到安全區(qū)內(nèi),清理現(xiàn)場(chǎng)人員,在做到“徹底安全”后,發(fā)出起爆命令,用電雷管通電起爆。

(6)效果檢查及盲炮處理。

起爆后,經(jīng)通風(fēng)排煙、確認(rèn)安全后,到掌子面由專人清理危石,發(fā)現(xiàn)“啞炮”由現(xiàn)場(chǎng)工程師確定處理方案,然后進(jìn)行初期支護(hù)、清碴等工序的施工。

起爆后,當(dāng)出現(xiàn)盲炮時(shí),應(yīng)先查明原因:對(duì)于因孔外導(dǎo)爆損壞引起的盲炮,可以切去損壞部分,重新連接導(dǎo)爆管后再行起爆,此時(shí),接頭應(yīng)盡量靠近孔眼位置。若準(zhǔn)備下一次爆破,起爆時(shí),應(yīng)注意保護(hù)好導(dǎo)爆管,以免再次損壞。因孔內(nèi)導(dǎo)爆管損壞或因?qū)П鼙旧韱栴}引起的盲炮處理按《爆破安全規(guī)程》中的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。

處理淺眼爆破的盲炮可采用下述方法:

①打平行眼裝藥爆破。平行眼距盲炮孔口不得小于 0.3 m。對(duì)于淺眼藥壺法,平行眼距盲炮壺的邊緣不得小于 0.5 m。為確定平行炮眼的方向,允許從盲炮孔口起取出長度不超過 20 c m的填塞物;

②用木制、竹制或其它不發(fā)生火星的材料制成的工具,輕輕地將炮眼內(nèi)大部分填塞物掏出,用聚能藥包誘爆;

③安全距離外,用遠(yuǎn)距離操縱的風(fēng)水管吹出盲炮填塞物及炸藥,但必須采取措施,回收雷管;

④采用硝銨類炸藥時(shí),如孔壁完好且藥具及填塞長度較短,可將填塞物掏出后,再向孔內(nèi)注入鹽水,使其失效后取出雷管,再用高壓水沖掉炸藥,重新裝藥引爆。

4 結(jié) 語

隧洞施工因其自身特點(diǎn)及所處地質(zhì)情況對(duì)施工的要求高,施工難度較大且施工工序復(fù)雜,在施工過程中,既要考慮施工安全,還要考慮施工的連續(xù)性。在東涌水庫輸水隧洞施工過程中,因各種原因造成工期較長、工序銜接不緊湊等諸多問題,但通過重新調(diào)整,已得到業(yè)主及監(jiān)理的肯定和表揚(yáng)。目前該工程正在進(jìn)行之中,在該項(xiàng)目中,針對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)情況采用不同的控制爆破技術(shù)施工,有效地控制了開挖進(jìn)尺、輪廓圓順,確保了施工安全及工程質(zhì)量。