“爆刻技术” 在向家坝水电站超大型地下厂房岩壁梁部位复杂地质条件下开挖中的研究与运用.docVIP

“爆刻技术”在向家坝水电站超大型 地下厂房岩壁梁部位复杂地质条件下开挖中的研究与运用 尹强 徐成光 （中国水利水电第七工程局，成都 郫县 ） 摘要：向家坝水电站地下厂房属超大型，开挖跨度 和开挖高度等七项工程技术指标均居世界第一，位于软硬相间的缓倾角砂岩和泥岩中，岩壁梁部位Ⅳ、Ⅴ类围岩的分布占岩壁梁部位总开挖长度的一半，工程地质条件相对类似规模地下厂房最复杂！针对向家坝水电站岩壁梁部位工程地质条件和设计轮廓复杂、质量要求极高、工期紧迫等特点，采用科学、细腻的“爆刻技术”，确保了岩壁开挖成型质量优良，创造了光爆孔半孔率近、岩台平均超挖 的世界新记录！ 关键词：向家坝水电站； 地下厂房；砂岩、泥岩复杂地质条件； 岩壁梁部位；“爆刻技术” 引言 在向家坝水电站地下厂房壁梁部位复杂的地质条件下，首次提出采用“爆刻技术”这一新的爆破技术术语和理念，所谓“爆刻技术”，就是采用最先进的控制爆破技术、科学的施工程序和施工方法及小孔径、小间距、均匀微量化装药、精确的钻孔工艺和周密的施工技术、质量管理等手段，严格控制炸药爆炸产生的能量，达到爆破对保留岩体基本不造成损伤和岩体成型精美的雕刻效果。 “爆刻技术”的灵魂就是三个精细，即技术精细、工艺精细和管理精细。实践表明，采用“爆刻技术”，可达到爆破成型质量更好、更精美的效果，具有广阔的应用前景。 工程概况 向家坝水电站是金沙江梯级开发中的最后一个梯级。工程枢纽建筑物主要由混凝土重力挡水坝、左岸坝后厂房、右岸地下引水发电系统及左岸河中垂直升船机等组成。发电厂房分设于右岸地下和左岸坝后，各装机台，单机容量均为，总装机容量。 地下厂房开挖尺寸：长×宽×高＝××，相临的主变室开挖尺寸：长×宽×高＝××。 岩壁梁设置在厂房第三层上下游墙，全长，开挖岩台水平宽，岩壁梁浇筑成型后宽，高，有台桥式起重机及台临时桥式起重机，台桥式起重机在岩壁吊车梁轨道上运行。 地质条件 地下厂房岩性主要由砂岩和粉砂质泥岩等构成，存在多个包含这些岩性的“旋回层”，各岩性层在空间的厚度变化大。厂区岩层产状一般为°～°∠°～°。岩壁梁位于软硬相间的缓倾角砂岩和泥岩中，地质构造很发育，岩性变化大,岩壁梁部位Ⅳ、Ⅴ类围岩的分布占岩壁部位总开挖长度的一半。 图 地质情况图 施工特点 主要开挖施工特点有以下五个： （） 厂房开挖尺寸巨大，地下主厂房开挖跨度、高度均是目前世界第一； （） 厂房位于关键直线工期线路上，开挖总工期仅个月，工期十分紧张； （） 岩壁吊车梁开挖岩台水平宽度窄仅，开挖轮廓复杂，施工质量要求高； （） 厂房与主变洞之间岩柱厚，爆破震动控制严格； （） 工程地质条件比类似规模的地下厂房件复杂，岩壁开挖成型更为困难。 “爆刻技术 施工程序 根据厂房开挖施工特点，将开挖与支护共分为九层施工。岩壁吊车梁岩壁位于第三层，第三层开挖高度。 厂房第三层爆破施工程序为： →中槽预裂→Ⅲ区（中槽）开挖→Ⅲ区岩台竖向光爆孔和辅助孔提前造孔（插管进行保护）→Ⅲ区保护层开挖→Ⅲ保护层区开挖→Ⅲ区保护层开挖→下拐点锁角保护→Ⅲ区岩台开挖→下拐点直墙支护施工→Ⅲ区保护层开挖→第Ⅳ层施工预裂→第Ⅳ层结构预裂。 图 厂房第三层开挖程序图 施工方法 厂房第三层中部拉槽Ⅲ区采用液压钻钻孔，周边施工预裂爆破；岩壁保护层Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ区扩挖采用气腿钻钻孔，周边光面爆破。石碴采用反铲配自卸汽车出碴。开挖严格遵循“新奥法”施工，预防围岩过大变形的发生，确保施工安全及洞室的稳定。 控制爆破设计 中部先锋槽Ⅲ区爆破采用施工预裂爆破适当超前，梯段爆破紧跟的开挖方式。 Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ、Ⅲ区爆破时均采用“双层光面爆破”。所谓“双层光面爆破”，就是将设计轮廓光爆孔外的缓冲孔，同样按光面爆破原理进行设计，形成双层光面保护屏障，这样即可更大限度地降低二圈孔爆破对设计壁面的损伤，同时使轮廓光爆孔的抵抗线更均匀，最终达到形成高质量的设计轮廓面。 为了在这特有的复杂地质条件下，除双层光爆孔适当加密外，另对设计轮廓光爆孔装药变“集中”为“分散”，实行“均匀微量化装药”，即将125g条的φ25mm专用光爆药卷均匀地分成小条（12.5g条），实行“均匀微量化装药”。 3.3.1 中部先锋槽Ⅲ区控制爆破设计 中部先锋槽和保护层边界面的施工预裂爆破设计参数：孔径,孔间距，孔深,线装药密度～,药卷φ,堵塞 。 梯段爆破设计参数：孔径,孔间排距×，孔深 ,药卷φ,堵塞。采用