趙 朋 斌，　陳 俊 松

(中國人民武裝警察部隊 水電第七支隊，湖北 武漢　430200)

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烏東德水電站泄洪洞有壓洞中下層爆破開挖施工技術(shù)

趙 朋 斌，陳 俊 松

(中國人民武裝警察部隊 水電第七支隊，湖北 武漢430200)

烏東德水電站泄洪洞有壓洞中下層爆破開挖具有安全風(fēng)險大、質(zhì)量要求高、工期緊、任務(wù)重的特點(diǎn)，要求通過不斷優(yōu)化爆破網(wǎng)絡(luò)技術(shù)參數(shù)，從技術(shù)上保證爆破開挖的質(zhì)量、安全整體受控，才能實(shí)現(xiàn)技術(shù)有創(chuàng)新，練兵出人才，經(jīng)營有效益的綜合目標(biāo)。

烏東德水電站；有壓洞；爆破開挖；技術(shù)總結(jié)；施工技術(shù)

1　工程概述

烏東德水電站是金沙江下游河段(攀枝花市至宜賓市)四個水電梯級 ——烏東德、白鶴灘、溪洛渡、向家壩中的最上游梯級，壩址所處河段的右岸隸屬云南省昆明市祿勸縣，左岸隸屬四川省會東縣。電站上距攀枝花市213.9 km，下距白鶴灘水電站182.5 km，與昆明、成都的直線距離分別為125 km和470 km，與武漢、上海的直線距離分別為1 250 km和1 950 km。烏東德水電站的開發(fā)任務(wù)以發(fā)電為主，兼顧防洪，電站裝機(jī)容量為10 200 MW，多年平均發(fā)電量為389.3億 kW·h。

有壓洞為平面轉(zhuǎn)彎圓形隧洞，流道直徑14 m，底拱為平坡，中心線高程917 m，進(jìn)出口均設(shè)25 m長的漸變段，進(jìn)口斷面尺寸為10 m×17 m，出口斷面尺寸為14 m×10 m。3條泄洪洞平行布置，軸線間距40 m，3條有壓洞長度分別為1 193.06 m、1 144.82 m及1 096.58 m。

2　工程地質(zhì)條件

烏東德水電站所處河段為峽谷地貌，兩岸山嶺高程大多在2 000～3 000 m。金沙江為最低侵蝕基準(zhǔn)面，枯水期水面高程為815 m左右。壩址區(qū)金沙江河道基本順直，流向SE160°；江面寬100～200 m，河床地面高程為800～805 m，水深10～15 m。兩岸地形陡峻，河谷呈狹窄的“V”型峽谷嵌套“嶂谷”形態(tài)，兩岸地形基本對稱。兩岸高程1 050～1 200 m以下呈嶂谷形態(tài)，河谷狹窄，岸坡陡立，坡角一般為60°～75°，局部近直立；高程1 050～1 200 m局部呈緩(坡)臺；高程1 050～1 200 m以上為金沙江寬谷，岸坡相對較緩，坡角約30°～45°，局部為陡坡，泄洪洞進(jìn)出口分別位于洪崖灣鉤和花山溝。

泄洪洞地層主要為Ⅱ類(占45%)和Ⅲ(占55%)類圍巖，洞室位于地下水位以上。Ⅱ類圍巖為落雪組第一段(Pt121)灰色中厚層夾厚層、互層和薄層灰?guī)r、局部為大理巖化白云巖，巖體層面陡傾，洞軸向與巖層走向夾角為60°。Ⅲ類圍巖為落雪組第二段(Pt221)灰白色互層夾中厚層和薄層大理巖化白云巖及少量灰色互層灰?guī)r，洞軸向與巖層走向夾角約45°，巖層陡傾。

3　爆破開挖施工方法

泄洪洞分上、中、下三層進(jìn)行開挖，上層分9 m×9 m中導(dǎo)洞及兩側(cè)保護(hù)層開挖，中層分中層抽槽及兩側(cè)保護(hù)層開挖，其程序為：上層開挖→中層抽槽開挖→中層兩側(cè)保護(hù)層開挖→底層保護(hù)層開挖。開挖程序見圖1。

上、下層開挖及保護(hù)層開挖均采用手風(fēng)鉆水平造孔，造孔孔徑為42 mm，孔內(nèi)連填藥卷直徑為32 mm的2#巖石乳化炸藥，周邊孔采用直徑25 mm藥卷，間隔裝藥。中層抽槽采用CM351、T35液壓鉆機(jī)豎直造孔，孔內(nèi)裝填直徑70 mm的藥卷，不耦合裝藥。

4　練兵過程中遇到的問題及采取的技術(shù)措施

自承擔(dān)工程練兵以來，我部采取 “以老帶新”，“請進(jìn)來、走出去”，“理論結(jié)合實(shí)踐”的模式培養(yǎng)官兵的操作技能和管理技能，受到上級領(lǐng)導(dǎo)的一致好評。在練兵過程中也并非一帆風(fēng)順，出現(xiàn)的技術(shù)層面上的問題主要有：

圖1　圓形有壓段爆破開挖程序圖

(1)中層抽槽兩側(cè)保護(hù)層保留的寬度不夠、有拉裂保護(hù)層的情況出現(xiàn)；

(2)中層抽槽爆破容易出現(xiàn)拒爆、殘爆現(xiàn)象，爆破后易出現(xiàn)大塊石，需進(jìn)行二次解爆；

(3)中層抽槽爆破的質(zhì)點(diǎn)振動速度超標(biāo)；

(4)底拱的超欠挖(尤其是超挖)較難控制。

針對以上遇到的問題，技術(shù)人員同現(xiàn)場施工人員經(jīng)過多次原因分析、參數(shù)調(diào)整和現(xiàn)場試驗，不斷優(yōu)化爆破網(wǎng)絡(luò)，最終形成了中層抽槽爆破網(wǎng)絡(luò)(圖2)。采取的技術(shù)措施有：

圖2　中層抽槽爆破網(wǎng)絡(luò)圖

(1)針對中層抽槽兩側(cè)保護(hù)層留置的寬度不夠、有拉裂保護(hù)層、影響保護(hù)層成形效果的情況出現(xiàn)，通過采取周邊增加一排預(yù)裂孔或緩沖孔的方式進(jìn)行試驗，并對周邊孔的裝藥參數(shù)及孔距進(jìn)行了調(diào)整，通過多次試驗，采取預(yù)裂爆破，將周邊孔的間距調(diào)整為1 m，采取間斷不耦合裝藥的方式進(jìn)行爆破，有效地解決了中層抽槽、兩側(cè)保護(hù)層留置寬度不夠、藥量過大拉裂保護(hù)層的現(xiàn)象。

(2)針對爆破容易出現(xiàn)拒爆、殘爆的情況，增加了現(xiàn)場施工的安全風(fēng)險，降低了施工效率，我們采取了多次優(yōu)化爆破的聯(lián)網(wǎng)方式、裝藥結(jié)構(gòu)。通過多次試驗，采取孔外延時、孔內(nèi)統(tǒng)一裝15段毫秒雷管、孔外采用兩孔一聯(lián)用3段毫秒雷管進(jìn)行疊加的方式，一方面保證了整個爆破網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定可靠，另一方面有效地降低了單響藥量；針對爆破后容易出現(xiàn)大塊石的情況，主要對布孔方式、裝藥結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，通過試驗確定，主爆孔采取2.5 m×2.67 m的間排距，主爆孔孔內(nèi)(孔深5.5 m)裝藥采取兩段裝藥的方式，減小了線裝藥密度，將炸藥沿主爆孔高度均勻布置在孔內(nèi)，避免了主爆孔上部無炸藥或藥量少、出現(xiàn)大塊石的現(xiàn)象。

(3)針對前期出現(xiàn)的質(zhì)點(diǎn)振動速度超標(biāo)情況，主要對單孔裝藥量、線裝藥密度、總裝藥量、網(wǎng)路連接等進(jìn)行了試驗，采用單孔藥量12 kg(6節(jié),70藥卷)，將總裝藥量控制在300 kg以內(nèi)，單響藥量不大于24 kg(兩孔一響)，通過對相關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整后，質(zhì)點(diǎn)振動速度大幅降低，滿足了規(guī)范要求。

(4)針對圓形斷面底拱超欠挖不容易控制的現(xiàn)象，采用YT-28型手風(fēng)鉆鉆孔，采用5 m長的鉆桿、造孔深度為3.2 m，利用長鉆桿的撓度避免了氣腿鉆因機(jī)械構(gòu)造限制造成的技術(shù)超挖或錯臺；采取周邊孔的孔距按照不大于50 cm進(jìn)行控制，孔內(nèi)裝直徑25 mm的藥卷，不耦合間斷裝藥。經(jīng)過參數(shù)調(diào)整，確保了基本沒有欠挖，將平均超挖控制在9 cm以內(nèi)，減少了后期回填混凝土的量，節(jié)約了投資。

5　效果分析

(1)各部位超欠挖控制情況見表1。

(2)質(zhì)點(diǎn)振動監(jiān)測數(shù)據(jù)見表2。質(zhì)點(diǎn)振動監(jiān)測波速最大通道波形圖見圖3。

根據(jù)長江勘測設(shè)計院物探部的監(jiān)測報告，參數(shù)調(diào)整后的爆破質(zhì)點(diǎn)振動監(jiān)測數(shù)據(jù)均滿足<12 cm/s的規(guī)范要求。

表1　泄洪洞中下層保護(hù)層開挖斷面檢測情況統(tǒng)計表

表2　泄洪洞中下層開挖質(zhì)點(diǎn)振動監(jiān)測情況統(tǒng)計表

圖3　X 通道爆破質(zhì)點(diǎn)振動監(jiān)測波形圖

(3)中下層開挖形象照片見圖4、5。

圖4　3#泄洪洞K1+110段中層保護(hù)層開挖效果

圖5　3#泄洪洞K1+084段底拱開挖效果

6　結(jié)　語

通過對烏東德水電站泄洪洞圓形有壓洞中下層爆破開挖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，從技術(shù)上保證了爆破施工的安全，有效地控制了超欠挖，節(jié)約了投資，對同類施工項目具有一定的指導(dǎo)意義；同時，參與練兵的官兵也從這一實(shí)踐過程中對爆破施工技術(shù)有了更深入地了解與掌握，為下一步搶險救援打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

2016-07-12

TV7；TV52；TV53;TV542;TV554

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1001-2184(2016)04-0018-03

趙朋斌(1985-)，男，陜西商洛人，工程師，碩士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作；

陳俊松(1976-)，男，湖北鐘祥人，工程師，學(xué)士，從事水利水電工程施工技術(shù)與管理工作.