刘家峡水电站岩塞1：2模型试验施工工艺技术.pdf

刘家峡水电站岩塞 1：2 模型试验施工技术 李江 叶明 （中国水利水电第六工程局有限公司 辽宁丹东 118002） 摘要：为了保证刘家峡水电站主体岩塞爆破一次安全成功贯通，结合现场实际情况，进行了 1：2 模型试验洞的岩塞爆破试验。试验洞岩塞体采用集中药室装药，周边布置预裂孔的方 式，针对岩塞体上部厚达约 30m 的淤泥沙层，采用水下钻孔、线性装药的爆破扰动方案，取 得了良好的效果 ，为原型爆破提供了科学的验证依据。 关键词：岩塞爆破 模型试验 钻孔 装药 封堵 1.概述 刘家峡水电站排沙洞进水口采用水下岩塞爆破方案，岩塞体位于黄河左岸洮河出口的对 面，正常蓄水位以下 70m，上有 30m 厚淤泥沙层。岩塞下开口直径 10m，上开口尺寸 27.84 3 ×20.30m，厚度 12.30m，泄流量 600m /s 。这样大直径、高水头、厚淤泥沙层的岩塞爆破 工程国内外尚无先例，技术有很大难度，为此，在岩塞附近进行现场 1：2 模型试验，以验 证在淤沙及深水条件下主体岩塞爆破方案的合理性及爆破效果，以保证主体岩塞爆破一次安 全成功爆通，为岩塞原型提供科学的试验验证。 2.试验洞洞线选择 2.1 试验洞位置选择原则 1）试验洞的选择尽量保证与主体工程的相似性，在位置选择上尽量靠近主体工程，但 同时保证爆破时不影响主体工程的安全。 2 ）通过详细的勘察尽量保持地形和地质的相似性。试验洞进口岩塞处的岩面线坡度尽 量与主体工程岩塞处的岩面线坡度相近，岩性应与主洞相同，围岩分类与主洞接近。 3 ）试验洞进口上部无不稳定岩体及不利组合结构，保证试验洞进口爆破的稳定性。 4 ）岩塞以上水头和泥沙覆盖层厚度尽量与主体工程岩塞上部的水头和泥沙覆盖层厚度 接近。 2.2 试验洞洞线的选择 为了寻找进口段位置，在拟选试验洞轴线位置上、下游各 30m 长度范围内，布置了大 量钻探工作。在其下游侧勘探范围内，未找到适合作为岩塞口的岩面顶板和底板位置。在其 1 上游侧，根据水下岩面线的勘探成果，结合区域实际的地形、地质构造及岩面线等情况，经 各方综合研究，选择其中一个剖面为进口段轴线位置。 2.3 施工出渣竖井位置的选择 出渣竖井选择原则： 1）考虑地形特点、地质条件，力求开挖量最小。 2 ）考虑与原型施工布置干扰，以及对外交通的干扰，保证出渣安全、快捷。 3 ）施工布置充分利用现有地形，做到简单、实用。 依据上述原则综合考虑，1：2 模型试验洞的施工出渣竖井位置尽量靠近至排沙洞闸门 井公路，但要满足施工场地的要求。 3.爆破设计的原则 1：2 模型试验洞洞口岩塞爆破设计的具体要求和原则： 1）爆破设计要做到技术措施落实、方法可行。 2 ）岩塞选位、岩塞体型、爆破布置及参数选取等要根据地勘成果，并充分考虑进口和 洞脸的整体稳定性。 3 ）岩塞的爆破药室布置应满足与原型爆破方案的相似性，应保证为原型爆破实施方案 提供科学验证依据。 4 ）岩塞厚度的选择应满足稳定要求，并保证导洞、药室开挖的施工期安全，同时要满 足爆破方案药室布置的要求。 5 ）在保证爆通成型的条件下应尽量降低炸药用量，在药包布置上要有利于爆岩的充分 破碎。 6 ）淤积层采用爆破方法处理时，要考虑水下爆破水击波作用和影响，对大坝及周围建 筑物在岩塞及淤积层爆破处理共同作用下进行安全观测。 4. 岩塞直径与厚度确定 （1）岩塞直径确定 岩塞直径确定原则： 1）试验岩塞口满足岩塞体的水压力、淤泥压力、自重等荷载作用下的稳定要求。 2 ）充分考虑岩面线的情况。 3 ）试验岩塞口尺寸应在爆破方案药室布置与原型相似的前提下，满足药室的布置及施 2 工的要求。 综上所述因素，试验洞岩塞设计内径取 7.0m、外径不小于 11m。 （2 ）岩塞厚度确定 根据已建工程经验，岩塞厚度与岩塞直径之比国内一般取值多为 1.0~1.4 之间，国外大 多取值在 1.0~1.5 之间。当采用洞室爆破或上游水深较大时其比值宜取较大者。 由于本工程