长河坝水电站隧洞岩爆段施工控制措施探讨
■
长
河水 电站坝 隧 洞岩 爆 段施 工 控 措制施 探 讨 杨
琴杨 坤 哈 宁刚 (
川四U 滩 国际工 咨询 程 有限责任公 司都成 60 7 ) - 10 2
【 摘 】要本 文以四大川河渡长坝河水电 站道省¥ 1 12建复路 Ⅱ公 长河坝标道隧 K1 71~K 7十9 3 隧段道开 3 + 163
及挖初期护支例为, 探讨 高地应了 ( 力岩爆即) 隧 道 中 岩, 的爆特点 、 岩产爆 生的主要条件、 岩 爆预的测 防治及、 理
处 施技工 术。
【 键关词】 长河坝 洞隧岩 爆段 工 施控 制
1程工 况概及 特 性 长河坝电站水位 四于省甘川孜康定县境州 的大 内 河渡游干流上上, 为 渡河 干大流河梯级段 发开的第 1 0个
梯级 电站。 由 于 程工区地 形陡峭 , 时受 电 站 纽枢 同
.g隧净道空 .:m× m。 9.5 5 0 h 地震度烈: . Ⅷ级。
2 洞隧爆岩段 的现表 特 征
长 河坝水 电站 ¥ 2 11 复公 路 建标Ⅱ 河 长坝 隧 道K
6+ 4K6 +5 m段自 2 0 4 1~81 45 09年 1 月 2 2凌 日晨3 9
置布控制 ,线 桥、 程工量较 大 , 线 共设 计 桥梁 沿 全隧
56 /0 m 4座, 隧 道 4 m 1716 / 座。主 要控性工制 为长程河
坝 隧道 (4 7 )m 长 6 1。
时2 分开0挖 爆 后 ,破 开 始频 繁现岩出 爆 现。截 至 象
1 020年6 月1 有t 统计 录 的 岩爆 记共9 5 E, 次 7,生 的 发洞 段主 要 在 K66 ~K 60+3 m,中 以2 1+10 14 4 0其 年 0
1长
坝河 隧道 为 顺 隧道坡 ,隧道 越 地穿层 为 宁 晋
期一澄
期 的江侵岩 ,入 花岩是岗程 工的主体岩石 区 ,花 岗岩 内含体有深灰色辉 长岩 虏捕 , 体体岩 呈 焊接问式 接触系 , 关以浅灰色一 白灰花色岗及石英岩 岩长为主 。
道隧范 内围 区域无 性大断层 发 育。 道外隧 侧 体 较坡 厚 ,除 洞口 外 一,般洞外段坡侧厚体度大于 3 0 基本 0 m ,不受卸 及偏 压荷 影。隧道响洞身 的地 质件较 条好, 除 宽在数厘度米到 1 m~ 破的 碎 和节 理切带 割 危块险 2体洞 外段 , 身洞多 Ⅲ级围为岩。但新受 构运造动影 响 , 隧 道段构造应力对集 相中而应力地高。隧道较大最 埋深 1 m7,0 0 主要分布在桩 号K 6+ 处5 1。30 隧 设计道采用的 主技要术标如准 :下 a 公 路等 :级. 三级公 。路 b计算 车速度 :行. k 。 / 3.0 m h 0
路 c面 宽度:.
m . 57。
月
1 日2及 3月1 日两次5规的模较 ,大最高 塌深 达4 m
右 左 最大,次塌方一约量6 0余m 。 挖揭 开示的掌 子0 面 石较岩为 整 完、 新 、鲜干燥 , 温且度 高 ,较岩爆 时 随伴
“噼啪” 响, 声 严部重有位片石弹 。 出 现从有统场 计况看 情 岩,段 一爆发般生在 掌子 面 破后爆 ~ 86 4 , h多数生发 在~ h 8 6。爆落 的岩 块 ,中 有薄 状片 、 镜透体状 、状和板块 状 大小,差别很大, 小则数 厘 米, 至大米。几微轻岩 爆的爆块 以薄片 状居 多 中。 等 爆多为 岩状 和透片镜 状爆块, 小不 等, 块大 长 大 最 m3。 强在岩烈爆 中,各 种形状的 爆块 均 有, 最爆大 块5 多m轻微。爆爆坑不 显岩 中,等和烈强岩爆 留下相 当明 的显爆岩坑。对 纵于向延 伸较 的岩短爆 段 岩,爆
坑 “呈 锅状底 对 于纵 ”向伸 延较 长 岩 爆的段 , ;岩 爆 坑
断面三呈形 、角 弧或形梯形 的长 状 槽 最,长达8 最 宽 ,
m 4深最 4 , mm
。d
面路结构型式 . :成合维水纤泥混凝土 路。面 e 极 最限小平曲 线径半 :0 m0 . 。. 0
f3 纵 坡大:. %。 . 最09
・
施3工 中 对爆岩 控 的措施制 岩
产爆生 前提条件为的岩围应的力 状态与 围 岩的
1 ・ 0
杨
琴 等/ 坝 水河 电 隧站洞 爆岩段 施 工控制 措 施探 讨 长
性 岩在施。 工中制和改控这两个变 因素就可 防止能或 者
延缓 岩爆 的发 。 因 此生, 治 岩 爆 生 发的 措施 要主 防
放 孔 , 向间 距 3 e ,深 4 该5孔 在 施 时工 可 作 5环 孔r . a;m 预裂爆为孔破用 使 。
有个两 强:化围岩 、化围弱 。岩 强化 围岩 的 措 很多施, 射喷混凝 土或者 纤维钢 如
混 凝 土 、 杆 固加、 喷 支 、 护喷 网 联 合 或 者紧 跟 锚 锚混
锚h .拱 顶在 开挖轮廓线 内侧5 e 拱顶 0 1范围 0m、 8。
设置一 排 水平 应 力 释 放 ,孔 5 m 环 径向 间 2~距孔 0m, 3
孔深 54 m, . 。m
土凝衬砌 等这些措施的出。点是 发给岩围一定 的 径 向 约束, 围 岩的力应态状快地较从 面平向转维 三, 使 达
到以延 缓 者或 抑制 岩 爆发 生的目的 。 弱 化岩围 的主 措 要 施 是 水 、注超前 预裂 爆 破 孔 、
排2 岩爆3段 施 工方 案.
岩爆洞 段主 要 的施 工 程序为 :子 面洒 水一 掌 子 掌 及面四 周 安 处全理 一 应 力释 放孔 施 工 一 钻爆 施 工 通 风
一散烟 、出 渣一 系统 支 护 。 2 1 掌3 子面 洒水 .
.法、切缝 法等。注 的水 的目是改变 岩的石理性物 质 降 , 岩低石 的脆性 储存 的和量 。能后 三的者目的 解 是能除 量 使能,量 有 利 向的 方向转化和释放 。切 法缝 和孔 排法 将能 量能 深层转向 移,围岩 内 应的 ,力 特别在是缝切 或者排 附孔近边周 切 向应 力显的著 降 低。时同 ,岩围 所积内蓄的 性弹变应能也 以得幅度大地 放释, 此 可 因效有 防地止爆岩。 下 面以川大 四渡 长河坝 水 电河站 省 道¥1 2 复l 公建路河长坝隧道 岩段施工爆为例 , 重点 行阐述进 。 3 1 爆岩段挖支开护数参
.从掌 子 面K 6+ 31 43 号 桩开 始 至 续 后开 支 挖护按
工前施掌对子 面用压高水 行 湿进 润 高压,水 可由 系统水增压 成 , 亦可而安装小 型 压水泵高 直接取抽隧 渗道 水施。工全 过程 , 随时对中掌 面子 及周 进围行
应观
察 用、触手摸 , 时 保 掌持 子面 周 及处 于围湿 润状 随 态 经常。对子掌面行进温测, 如发现温 度高过, 必停须
止施 ,工 员人、 设 备撤离, 在全 区域继安续 对其 进行 且长时间 洒水 温 降。
23 2掌 子 面 四周 及 全安处 理 .
.钻在孔施工前, 采用 CT 2 C压反铲 液掌子 对面 A 03及周 进行扒 面围、清 松理动岩等安全处石理, 理过程清
中 安全 人由员 看护 , 完理 之 毕后, 车 位 ,就工 人 清台 施
照
长 河隧道坝 Ⅳ 断型面进行挖支 护开 , 将仰拱中取 其 消, 原设将仰 拱改为 计基路, 路基断 尺面寸 开 挖, 按拱 墙
支 护 参数 如下 :
员
对掌 子 及面周 围进 行洒水湿 润 ,人工并 施对 工采面 钻用杆 、 铁钎 进等安全处行理。
3 3 2应 力释 孔施 工 放.
a. .在拱顶 1 0范 围施作 + 5=L. m前超锚 杆,2。 、 245
距 4 间 排e距 30 m、 。
m根据
设文件 计 应力释,放 孔分为 平 应力 释放孔 和水 斜应力 向放释孔 。 先由 测量人员对开挖 轮廓 线行进准 放确点 , 水平 应力 释放
孔 A在 拱圈 1 0 范围设置 , 向 距 3 e间 8 。 环5m
,
b 在拱墙 范环 围施作向+ 2 L =.m 系统锚杆 , 2.、 54
问 距排为 1 m,花 形 布 置。 mX1 梅 .在 拱C 墙 范围 向 环布 置 西 65钢.筋 网, 排 距问为
2e X 2 e 。 m0 m 0
分布 隧于道开 轮廓挖边 , 周孔方 深与隧向道 轴平向行 ,
钻孔深度 45 孔径
5 r 孔施工该成之后完作 可为 . m,0 m, a 预裂爆破孔 使用 斜。向应 释力孔在拱顶 10 范围放 设 8 置。, 布 于道开隧挖 廓轮周边 , 向间距 1 m、0分 2 环 排e 距 10m , e5梅 形 布花 ,置 径孔 5 按r照 2 。 3 。 向开 0 m, a ~ 0偏 5方挖 的倾向 角 ,进钻度 深 m。3需如进 步一强应加 力 放 释 ,开轮廓挖内 侧5 e在0 m 范 围,孔 深方 向 隧与轴道向 行 平,钻孔 度深 4 5 径 5孔 m环 向间距 ~ 2m再 m, . m,0 3布置水 平应 力释孔放 应力释放。布孔详见置下 图。
d 在墙 拱 范环围 布 向 I置 . 1 8型 钢拱架 , 距 排为 0 /8 ,. m榀设 置 22接 筋 , 连间距 问01内 交外 错 环. , m置布, 每榀钢拱 架置设8 根 + 2L=. m 脚锚锁 杆 2 。 、4 5e 拱墙在 围范喷护 C混0土 凝,. 2厚度 2 e 。为 5m
f在 拱顶 开挖 轮廓 10 范线围设 置 斜向 力应 . 8释
放。 孔, 径 5 r 环 距2 1 距 排5 孔1 深 施 3孔0 ,m a m., ., m;m
工采
用 2 。3。 向 挖方开向的 角倾 5 ~。 0 偏 g .在 顶开拱 轮廓挖线1 0 范设 置围水平 力 应释 8。
■水利建设 与管理兰 篁 兰塑 兰:竺 !
水应平力释 -放Af L
d 安全.处理 。 破爆完 毕后 破爆人 员进 入 爆现 破检查 场爆破效果 以是及否 存瞎在 炮安等全隐患 , 如发 瞎现炮按照关的处理程序相进行理 。处 e.出碴。 碴出前 掌 子对面 行进洒 水 用 Z,S 采 0 装L载在已机做支护区域配 4合 2 t辆卸 汽车将石 自渣 0 输至运水响沟渣场 。出 渣 毕完 , 采用后C T2 C反铲 A 30 开挖对 面进 行 安 全 处 理, 施 除工作 业 面 的虚 渣 清
、石浮 。
£
断面 查 检。 进在行 下 循一 环 开挖施 工 之前对 上
一
循
环挖开 断进面检行 ,查 时及掌握超 情况欠, 对欠 挖
位 部确标明示, 下一在工施循 环进行 处理 ;中出现较
大应力释 放子 布 置图 ( 位:) Lm c单
挖时超 及向时项 目 部工程术人技 反映员 , 找超原 查 挖因并 下一在施工环 循进行中改。进 目岩爆段断面前共布置1 6孑个 , 3L 孔径 4 m2 m 。 其
中, 预裂 孔12 , 4深 5孔 距3 c 4 爆 光抵 1个孔 .m 5,~ 0m ,线 抗7 c8 掏槽孔 02~0 m ;个4, 深 25 留残孔 抗 , 孔. m 抵
,线8 ~001m 0。c
施 工为中保 安证
全 , 施快 工 度 , 过积 极 组进 加经 织 ,有应力所放孔造释孑 均采多用钻组臂 织实施 ,L钻 孔
完成 后 要 孔 向内 间 歇 注水 性 ,改以 善 围岩 应力 性 和质 。 23 钻 4 爆 施工 .. 3 2 4 施1 程 序工 . ..
施
程序工 为: 测放量一样定 位孔一 装钻药 爆破 一安
全处 一 理出 渣一断 面 检查 一 系统 支护 。 32 4 2施工 方法 ..
.
325 支 施 护工 ..
道初期隧支 护紧开跟挖 工面作 进行 后,施 工程序 为 :
对 开 挖 面 喷初4 m 混凝 土 行进封 闭, 后 作施 砂 先 c
浆然锚杆 、钢挂网筋 ,立钢 拱架 喷,射混凝土封闭。 再 32 5 1 砂 锚杆施工浆 .. 根.据求 , 岩要地爆 段统锚系杆采用 西 2砂浆锚杆, 长2 45间排距 1为. m ,m ×1 梅花形布置 ;,m 每榀钢 拱架 求要施工 根8脚锚杆锁 ,型号杆 为 2, 5 4锚 2 锚长 m.,杆 施 工求要 孔垂直 于向 面 , 岩在到遇裂 隙断 层时要求
直于节垂面 。理
a测 量。 用采 全站 进行 仪断 和面 孔 放线炮 。 .每循环 都由 测技术人员量掌在子标面 出挖开廓轮炮和 孔位
置。
b
定 位 孔钻。 用采 Y2. ' 8风钻手钻爆在台 上车对 F 掏槽 和孔塌孔组落 织工 ,施 钻机 就后位按 孔炮置布
图 确正钻孔 。 裂 孔预采 用 多 臂 钻 孔造, 槽 孔 和预裂 孔
掏
钻眼的 度要精求比其 孔他 要 眼高 , 应格控 严制裂孔 预
偏位差 。机摆 放钻角 度准确 除掏槽 - U,其 余均要 求f 'Lt, 平行 于隧洞轴道 , 线预孔裂孑深控制 在 5 L 4.m 以内 ,掏
钻孔
根据前受喷面情 况和设计 要求布 孔置位 , 为 证施保安全工、 加快施工 度 进, 有锚所杆孔 造均采用多 钻臂实施 造。 孔完成 注浆前 孔将眼 吹净 ,注浆 管插 把 孔入 底,然 拉后 5出~c1 时将同 把制好 拌的浆 输 液0 m,
孔槽 深孔 35 爆在 破使 其后 子面掌形成 不 规 形则 . m
状, ,达以释放应力 的效果 , 减到 少岩 爆弹射的害危。为
至灌浆送上 泵,采用 G2 S0 E灌C浆泵灌注 泥水 砂浆 注,
浆 管砂随浆 注的入慢缓匀均 拔出 到,孔 口用时制 拔编袋将孔 口封 , 住即立向孔 插入内已下好 的 筋 , 钢最后 将 孔口用锚 固剂或 水砂泥浆 闭。封
锚 杆垫板 在 明 线 段 钢 加筋工 场制 作 ,板为 尺 垫
使掌子面寸周孔能边达到超应前 释放力 目的的 ,塌孔孔落
深控 制 在2 以5 ,内 . 严m格控 制爆 破进尺 在2
0 以内 。m.
c
装爆药破 。 钻结孔束 后 ,高压 风吹 孔 ., 用 查检
合格装 后药。分 片分 组 上自 而下 按 爆破 计设进 行装 药, 管段 要 号 雷 对“号 座 入”采 用料塑爆管导、 毫 电, 非 秒雷作管 起爆为系统 。
・
1c 1c 06 m的钢 , 杆灌板注 完成 后安 垫装 5 m× 5m× c.
板锚 ,必须板贴紧面。岩 垫
1・
2
杨
琴 /等 河蜩水 站电 隧 洞爆岩 段施 工 控制 措 施 探 讨长
3
2 5 2钢 筋 施网 .工. . 钢筋 采 用 4网. , 圆5钢 , 排 距 2 c 为× 0 。 6 问 mm 02 c 先 初喷 4 r 后再 进行 挂网 工 施,网 钢 筋采 用2 t e 自a 挂0
的架 设。架 设 拱 顶 一 节时 , 上好 连接 螺 (栓 上 先 不 紧) 用 时支撑撑住临架拱, , 用接 连筋 钢上一与榀拱架 接连, 再对称安 另装一节 顶拱 单。安元完 成后装 查检
拱 、顶 拱脚 与 测 量 参 点 引照 线的 误差 , 进 行 局 部调 两 再
卸
汽车直拉 后输 运至 施现工 ,场钢筋加工 将钢 筋场 在 割为合切适寸尺后 , 人工钢筋将运搬挂至 施网平工 台, 由
人工 在 挂网 面 上 进 编 网行。
整,
最拧后螺栓 。作紧人员业首进 行先 自 检, 检自合
格后, 知班技术值员人进检行查。通 352 4喷 混 凝 . 土..
编网过
中程,钢筋 网应与杆锚连接牢固 , 尽可 并能 地 多点 连 接 ,减少 喷 凝混土 时使 钢 筋 发 网 振 生动
以象现 。
混喷土凝料 由 5J 强0 制搅式 拌机 ¥在 1S 02 1洞 口 段拌制 , t 2自 汽车卸运送至施工 场 ,现 B喷射Z机 0 _P5 护 喷,喷 4 r 后挂筋钢 , 初网 ae待 收验格合安后钢装架 拱喷再护2 e 护必喷须达 到 规厚度定 ,m,1且 将要 格网全
部 覆盖 , 将 拱钢 完 全架包 裹 。 喷 射 时 分 段, 、 片 并 按
分3 25
3钢拱 架 施 工 . .. 测 由量人 根 员据 拱架问 距 放 拱 出 安 架 点设 , 进 先 拱 架行 脚底一 的安节装 , 设 底 脚 一 节 时 作 平 , 台 架上工
先
放下底脚一节 , 后进行底随调脚 , 整照按提埋前 的设 参 点照调整底脚拱 , 架拱架准使定位 ,确 格严控 制底 部高程 , 部 有超欠底挖的方地必须理 ,处 架拱底脚必垫须 , 实防围以变 形岩起拱架下沉 引。拱架架 的 设同时 ,根 据设文计件进锁脚锚杆行 施工 ,的 脚锚杆锁用采+ 2 长 、 254 . 的砂浆锚杆 m,采用多臂 钻孔 钻,锚杆 必孔垂直须岩 面, 锚 杆先在
钢筋加工场尾部将折长约弯3 0me的9 。 0 折角, 以便锚 固 架拱 ,待 架安拱装试到位之调后锁与脚锚 杆 焊接, 并用连接 筋钢上一榀与架进 拱连行接 ,接钢连 筋寸尺 +为5 长0~1 e 两3钢筋 的根距间 0为 8 2 、。0 1 m0 .m , 拱对称架设架, 设架完底脚 一后节 ,行进 顶拱节
・ 一 ・蔓 蔓 蔓 ・曼 曼・ E・ ・芒
由下 上而 顺进序 。喷行 嘴与应 受 面喷保持 垂 直 ,同时 受与喷面持保 一定的距离 , 般取 0 ~16 O一后 层 . 一.m; 喷 射应 在前 一混层凝土 凝终后行进, 终凝后 若间隔1 h以上再 次 射喷 时, 面应喷 风 、用受 水冼清干 净; 对新 射的喷凝混按 土定进规行护养
4。 语
结
河坝隧长岩爆段施道 工安 全、 利完顺成, 其采 取 的相预应 测 、治 、防 监 及处测理措施 , 为后续 爆岩 道隧的 安全施 工 极有 重要其的借 鉴 义 意 ,保确设 建程工 质 对量、 短缩期工 、少造减 价、避 免出现重 大 全安事 故等具
有重要 现 的实意 义 ◆。
芒
蔓 曼・ ・ ・ 蔓 要・ 曼 蔓 ・曼 ・E l・ 芒 ・芒 ・ 芒l曳 ・ l ・ ・芒 蔓・ 芒 ・ E ・ E l・ 芒 ・ 蔓 . 曼 ・ 曼 ・・ 曼 ・ ・ 曼 ・ l・ E曼 ・ 曼 ・ 暮 ・蔓 ・ 曼蔓 ・ 芒 蔓 ・ ・ ・ 芒・芒 蔓 ・・曼 t・芒 ・ 气 芒
(上接 第1 页)浆 ) 5灌 2 .在 , 2 02 .~段 时 , 35 压m 为力 08P 就破 铁坏 排路水沟挡墙 , .Ma 因 ,此 路铁 边两 各 钻3 将孔 (个 号、 、 、 1 2、 号、 23 4号号1 号 1 13号 )灌浆调
整
25 抱 .
管
我们 首先设钻孔孔径
5为~ 5 m , 8 7r 浆管射外径 为 a4 r5当 深大孔 7于m时 ,2~ 0 , am0 抱 (管射 浆被管泥水 浆 住 凝)事故 比频 繁。经较过验试后我们 改设钻 孔径 为 5 孔 r5射浆 管直径为 5 m 并 增加 活 动浆射 5~ m8,a 0 ,m 管次数 的,顺 解利 了“决抱 管” 问 题。 此由们 得 出我孔 封口闭浆法灌高压水泥 浆灌 ,浆 外管径与钻 孔径孔 射
之差 宜为 5~O 。m l m 3 语结
为
部 上 2按m 50 m分段 浆灌, 力控制压在 0 103 P . ~ .Ma 内
, 灌镶后孔铸 管 2口m, 0 待凝 以后压力0 6 a 长 段. M P , 5正m施灌 常闭浆 通过。这方种法, 有效救 了地解面抬
动问题。
2 4 由
于地质复杂,
. 在孔 钻常因钻时具通 不过 同地 结质层或 较构为破 碎 岩的 、石 圆角 石而 发生 卡钻 故 。事
钻卡故事的发生 , 不 造仅 成钻具了的损伤 会,给工程 还
进度造很成大影 响 。当 遭遇钻 卡故 时 ,事于简单 的 对 卡钻 ,们采我扩取钻大具孑 径进钻办法的 决 ;解L 对较 于为 杂复卡的钻现 象 ,们采我取适 当偏孔移位 或 口封 孔 灌 浆待闭 凝2 后h进等钻法办决。 解
4
过对施通工过 程中遇所问 题 的总结, 以 及时解 可 工决建设程中出现 的技 难题术, 为同 工类 程供 提 也了 较好的技 术考 。参并且 ,这 及 种 总结时验经的 工作方 法 ,高 工 程建提 设管 理水 平 技 术和水 平 很 有 帮 大对
助。 ◆ ・
1
・ 3