水电站工程支洞洞室开挖爆破的设计.doc

**水电站工程 支洞洞室开挖爆破设计 编制： 校核： 审批： 中国水利水电********* **水电站工程项目部 二〇**年**月 一 编制说明 1.1 编制依据 （1）《中华人民共和国安全生产法》《中华人民共和国主席令第70号》； （2）****设计施工图； （3）《爆破安全规程》GB6722； （4）《中华人民共各国消防法》（中华人民共和国主席第83号）； （5）《中华人民共和国民爆物品管理条例》。 1.2 编制目的 规范****水电站支洞洞身开挖的爆破施工，使隧道工程符合质量要求的同时，也符合环境保护、职业健康安全的相关要求。 1.3 适用范围 适用于****水电站支洞洞身开挖爆破施工。 二 工程概况有压引水隧洞出露地层主要为第四系、第三系、白垩系及元古界，隧洞沿线微风化～新鲜岩体内岩体较完整，结构面一般处于闭合状态，主要结构面—岩层倾角多为55°～65°，岩性以砂岩、粉砂质泥岩、石英片岩、千枚岩为主，根据室内对弱风化岩石的物理力学试验，其砂岩、粉砂质泥岩单轴饱和抗压强度13.61～47.9Mpa，石英片岩单轴饱和抗压强度28.55 Mpa，为较软岩～中硬岩。 引水隧洞位于****背斜东北翼，为一单斜构造，隧洞呈NW～SE向穿过山体，北北东及北东东向两组扭性断裂较发育。据平面地质测绘及调查F1断层规模较大，其破碎带宽度在20～30m之间，属逆冲性质，根据隧洞沿线节理裂隙调查，其节理发育主要有3组 （2）隧洞围岩特性 Ⅲ围岩特性：K0=5~8Mpa/cm ，?=3.5~4.0； Ⅳ围岩特性：K0=4~5Mpa/cm ，?=2.5~3.0； Ⅴ围岩特性：K0=1~2Mpa/cm ，?=0.8~1.0； （3）洞室内水位情况 有压引水隧洞地下水类型，主要有基岩裂隙水和第四系松散层中的孔隙水。基岩裂隙水主要赋存于第三系、白垩系、元古界的砂岩、粉砂质泥岩、千枚岩及石英片岩岩体的裂隙中，受断层和节理控制，深部岩体一般为不透水层。孔隙水主要赋存于第四系松散堆积物中，一般为孔隙潜水，不具承压性。主要接受大气降水补给，动态随时季节性变化较大。有压引水隧洞均位于地下水位以下根据引水隧洞进、出口及中部冲沟段勘探平硐对围岩的揭露情况，岩体均处于干燥状态。爆破方案设计楔形掏心爆破，周边光面爆破的开挖方法。 隧洞采用钻孔爆破开挖方式，首先进行上部开挖，然后，进行中下部开挖。各导流洞上部开挖按不同围岩采取不同的工艺流程，其施工工艺流程见框图。 开挖施工工艺流程图 3.6爆破设计 采用理论计算、工程类比与现场试爆相结合的方法确定爆破参数。 根据各部位炮眼所承担的任务不同，爆破作用指数也不相同。具体为：掏槽眼采用加强抛掷爆破，辅助眼、崩落眼、底板眼采用松动爆破，内圈眼采用弱松动爆破。另外，周边眼采用光面爆破，爆破网路采用孔内外微差达到弱振动控制爆破的目的。 炮眼深度与循环进尺：炮眼深度是指炮眼眼底至开挖面的垂直距离。炮眼深度一般根据围岩的稳定性、凿岩机的钻凿能力和掘进循环安排。根据现场考察和以往工程经验，取循环进尺为2.7m，炮眼深度3m。 炮眼直径：本设计选用手持式风动凿岩机，炮眼直径取d=42mm。 炮眼布置： （4）内圈眼 内圈眼的间距a、排距b应大于或等于周边眼的最小抵抗线W，而且a、b的取值与炮眼的单孔装药量有关。 （5）崩落眼 崩落眼采用松动爆破装药结构。 3.6.1 爆破参数的确定 本工程采用YT28手风钻进行造孔，设计造孔直径为42mm，爆破采用的炸药为乳化炸药（标准型），炸药直径32mm。 Ⅲ类围岩炮孔造孔深度为3m，计划进尺2.7m；Ⅴ、Ⅳ类围岩炮孔造孔深度1.8m，计划进尺1.5m；Ⅳ类围岩炮孔造孔深度1.3m，计划进尺1m。 （1）确定不偶合系数 不偶合系数D= dk / d1 式中：dk 为炮眼直径，单位mm d1 为炸药直径，单位mm 求得D=42/32≈1.31，不偶合系数一般为1~3。 （2）确定周边眼间距、最小抵抗线和炮孔密集系数 ① 理论和实践证明光面爆破炮眼间距与最小抵抗线之比取0.8为好，但是应当根据围岩的具体形式进行调整。 隧洞开挖光爆孔即周边孔的最小抵抗线可按照经验公式计算： W=KD 式中：D——炮眼直径，cm W——最小抵抗线，cm K——系数，一般取15~22。岩石坚硬完成，跨度小，取小值；岩石松散破碎跨度大，取大值。 ② 炮孔密集系数 周边眼的炮眼密集系数m与最小抵抗线W之间的关系为m=E/W。一般E＜W，结合节理发育状况，爆破后不易形成大块的特点，m=0.8。 根据模型试验和生产实践表明，一般情况下，m取0.8~1.0较为适宜。M值是一个相对参数，它随炮孔间距和最小抵抗线的大小而变化，兵根据围岩性质、地质构造和开挖条件不同而适当调整。 ③ 根据经验及地质条件拟定洞室在不同