水电站厂房项目爆破设计方案

贵州蒙江冗各水电站（3X30MW厂房工程合同编号：GZ-MJ-RG-04爆破设计方案批准： 审核： 编制： 葛洲坝集团第一工程有限公司贵州蒙江流域冗各水电站厂房工程施工项目部二O一三年十月TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1工程简介 仁2工程地质条件 \o"CurrentDocument"3工程施工内容及工程量 3.\o"CurrentDocument"4工程施工环境 5.\o"CurrentDocument"5工程施工要求 5.\o"CurrentDocument"6爆破技术方案设计 5.\o"CurrentDocument"7爆破材料 10\o"CurrentDocument"8爆破安全振动控制 1.0\o"CurrentDocument"9最大允许单段药量的确定 10\o"CurrentDocument"10质量安全控制措施 111工程简介冗各电站主要任务是发电，坝后式开发，正常蓄水位495m相应库容3290万m3为周调节水库，电站装机容量90MWV多年平均发电量3.357亿kW?h保证出力21.19MW装机利用小时数3730h,工程规模属中型，工程等别为三等。发电厂房洪水标准：设计洪水重现期 50年（P=2%，校核洪水重现期200年（P=0.5%。引水发电系统布置于左岸，采用单元引水和出水的布置方式。由岸塔式取水口、引水隧洞、压力钢管、地下厂房及尾水洞等组成。取水进水口底板高程473.0m,设拦污栅和4.5X4.5m的平板检修闸门、工作门各3扇。引水隧洞分别为132.65m、164.65m196.65m,内径均为4.5m。隧洞末端设等直径的地下埋管，长 12m地下式主厂房长69.7m,宽15.3m，高37m内设3台水轮发电机组。主厂房和副厂房的主通道，宽9.7m，分两层布置。第一层布置各种电缆、发电机母线，低压盘、直流屏和厂用变，高层为449.2m；第二层高层为454.2m,布置10kV高压开关室和中控室。开关站布置在洞内。尾水洞9.108X4.016m（宽X高）城门洞型，长度153.04m、180.85m210.87m。各尾水洞的轴线距离为16m变压器布置在厂房下游，尾水洞的上部。中控室布置在地面。2工程地质条件2.1发电引水隧洞工程地质条件及评价隧洞进口为逆向边坡，地形坡度34〜50。，地表主要为基岩裸露，残坡积及岸坡崩塌堆积零星分布，厚0〜1.5m。岩性为中至厚层状灰岩，强风化层厚6〜8.5m。边坡卸荷裂隙发育较弱，自然边坡及开挖边坡稳定性均较好。 N75°E/SEZ70°与N35°W/N臣85°两组裂隙与层面形成楔体，洞脸边坡开挖时强风化带局部岩块有沿走向N75°E裂隙面倾倒的可能，需加强护坡。进水口闸门井地基岩体呈层状结构，由于建筑物较小要求的岩体强度不大，因此可选择强风化中部--弱风化岩体作为地基基础，但须对其层状岩体进行锚固处理，锚固深度以不小于3.5m为宜。主体洞室埋深40〜80m左右，围岩为T2L中厚厚层状灰岩，岩石新鲜完整，岩质坚硬，岩石饱和抗压强度〉70MPa,呈微风化--新鲜状态，由于洞轴线走向变化较大（N75°E转向S53°E）,导致岩层走向与洞线交角为63〜36°,属层状结构，岩层倾角23〜24°,成洞条件较好。表1-4 发电引水隧洞围岩工程地质评分及分类表评分因素评分进、出口（15m范围）洞身段评分项目岩石强度（A）2025完整程度（B）1322结构面状态（C）1521地下水（D）-6-5结构面产状（E）-10-5总评分（T）3258围岩类别IV出洞身段以川类围岩为主，隧洞进、出口为 IV类围岩。隧洞段地下水位高程448〜482m除进口局部洞段位于地下水位之上外， 大部分洞室处于地下水位变幅范围之下，地下水位一般高于洞室5-35m。隧洞区为相对弱岩溶块段，施工开挖中无大的岩溶突水及岩溶工程地质问题。但发电尾水出口位于河水位以下5-8m,施工中应采用适当的排水措施，对局部岩溶发育带及囊状溶蚀风化带作特殊处理。2.1发电引水隧洞工程地质条件及评价地下厂房位于左岸山体，距河岸水平最短距离90m地面高程525-600m,600m高程之下地形相对较缓，坡度40-65°。600m高程之上为峭壁。地表多见基岩裸露，岩性为（T2L）浅灰色中至厚层灰岩，岩层产状N75W/N臣23-25°，岩体强度高，地表溶沟溶槽及卸荷裂隙发育，强风化厚度 6-10m,卸荷裂隙延伸一般小于10m厂房后边坡自然坡体基本稳定，局部存在松动岩块。厂区无断裂切割，节理裂隙主要发育三组①.N75E/SEZ70°,延伸长5-20m,裂隙频率0.5-1条/m,沿该组节理地表常追踪发育形成卸荷裂隙或楔形溶蚀宽缝； ②•N15E/SEZ65°,延伸长5-8m,裂隙频率040.8条/m；③.N35°W/NE85°,延伸长3-10m,裂隙频率1条/m。评分因素评分评分项目岩石强度(A)25完整程度(B)25结构面状态(C)21地下水(D)-5结构面产状(E)-5总评分(T)61围岩类别出表1-5地下厂房围岩工程地质评分及分类表3工程施工内容及工程量冗各水电站厂房标土建及金属结构安装工程土石方明挖、洞挖包含的施工内容有：土方明挖主要包括尾水洞出口开挖，临时工程的基础开挖、公路、房屋基础以及其它监理人指明的土方明挖工程。石方明挖石方明挖范围主要包括尾水出口石方明挖，以及公路、施工营地、施工辅助工厂等范围的石方明挖工程。石方洞挖地下洞室开挖，其内容包括引水隧洞、地下厂房洞室群、尾水洞、施工支洞等地下工程的开挖。开挖部位单位工程量备注土方明挖石方明挖石方洞挖尾水施工支洞mi6837压力管道施工支洞3m5323厂房施工兼排风洞3m9512436主变施工兼排风洞3m5542002进场交通洞3m140113020进场道路3m4484033385引水隧洞工程3m12160压力管道工程m1330主厂房3m37808副厂房3m2477主变室3m18775出线洞mi1600出线平台mi3040排水廊道及灌浆工程mi7450尾水隧洞3m23800尾水出口mi320015760排水隧洞3m2350进出口工程3m4901110合计3m4138268491377534工程施工环境该地区地表岩体多为可溶性岩块(柱状)、大型顺层坡(逆向坡)结构，成洞条件差，施工难度大，进洞后岩石结构相对完整、新鲜，成洞条件较好。受喀斯特地貌影响，浅埋深地下洞室渗水情况较多，均发生在多雨季节，暂无透水情况发生，深层埋深洞室暂无较大渗水情况。在爆破施工点距离最近爆破点200m左右有施工队营地，距离800m左右有民房，在爆破时应严格控制装药量，以防飞石造成人员及财产损失。5工程施工要求5.1安全要求爆破施工时，采用控制爆破，尽量确保周边建筑物不受地震波损坏，杜绝飞石超过允许安全范围，砸伤人员或被保护对象；5.2时间要求严格按照政府、业主及有关单位的时间安排；5.3质量要求严格按照爆破设计对施工过程中爆破参数进行控制，确保开挖边坡坡比及不平整度满足设计要求，爆破块度便于机械挖装运输。6爆破技术方案设计6.1设计目的按照设计图纸，达到主体土建工程开挖轮廓及形状尺寸，满足设计要求，有效控制飞石距离及爆破震动，确保周边建筑物不受损坏，个别飞石控制在规定范围内。6.2设计依据《贵州蒙江冗各水电站(3X30MW)厂房工程施工》招投标文件；《水利水电工程爆破施工技术规范》(DL/T5135-2001);《爆破安全规程》(GB6722-2003;《水电水利工程爆破安全监测规程》(DL/T5333-2005);《地下厂房开挖及支护技术要求》；《地下厂房开挖支护设计图(1/7〜7/7)»;《主厂房高程463.74m主变高程471.4m以上洞室开挖支护图(1/2〜2/2)»;《厂房110kv电缆出线洞设计开挖图(1/2〜2/2)»;《1#〜3#发电引水隧洞开挖及衬砌结构图(1/4〜4/4)»;《1#〜3#尾水洞结构及开挖设计图(1/7〜7/7)»;《厂房尾水洞出口开挖支护图(1/3〜3/3»。6.3爆破设计为有效控制飞石距离，减少地震波，采用毫秒微差松动控制爆破技术，使相邻炮孔中的炸药，在极短的时间内(以毫秒计)，按预先设计好的次序，利用毫秒电雷管顺次起爆，由于炸药相继爆炸所产生的应力波的叠加作用，以及抛出的石块相互碰撞，使爆炸效果大为提高，微差爆破虽然一次用药量较大，但同时起爆的药量少，因而可显著减少地震效应，增大一次爆破量，得到较好的技术经济效果。6.3.1石方明挖为保持开挖后基岩的完整性和开挖面的平整度，对岩质基础、边坡所有轮廓线上的垂直、斜坡面必须采用控制爆破。钻孔爆破的梯段高度应根据地质条件，以及设计要求的开挖深度与宽度、钻具设备等因素确定。紧邻设计建基面、边坡面、建筑物和防护目标，不应采用大孔径爆破方法，其开挖爆破应采用毫秒延时起爆网络。钻孔应符合下列要求：钻孔孔径：台阶爆破不大于150mm紧邻保护层的台阶爆破及预裂爆破、光面爆破不宜大于110mm保护层爆破不大于50mm台阶爆破钻孔不应钻入预留的保护层内。无论采用何种开挖爆破方式，钻孔均不得钻入建基面。在新浇混凝土、新灌浆区、新喷锚支护区和已建建筑物附近进行爆破，以及有特殊要求部位进行爆破作业时，必须制定专门的爆破措施方案，并提交监理人批准。对廊道、齿槽和其它特殊沟槽等开挖必须进行控制爆破试验选定爆破参（6）台阶爆破的最大一段起爆药量，应不大于 300kg邻近设计建基面和设计边坡的台阶爆破以及缓冲孔爆破的最大一段起爆药量，应不大于 100kg。（7） 对爆破空气冲击波和飞石应做好控制防护措施，以免危及机械设备和人身安全。6.3.2石方洞挖（1） 钻孔的测定和开孔质量应符合下列要求：）钻孔孔位应依据测量定出的中线、腰线及开挖轮廓线确定；）周边孔应在断面轮廓线上开孔，沿轮廓线的调整范围和掏槽孔的孔位偏差不应大于5cm其它炮孔孔位的偏差不得大于10cm3）炮孔的孔底应落在爆破图规定的平面上。（2） 炮孔的装药、堵塞和引爆线路的联结，应由经考核合格的炮工负责，并严格按爆破图的规定进行；地下洞室爆破应采用塑料导爆管引爆，预裂爆破应采用导爆索引爆。（3）光面爆破和预裂爆破效果应达到以下要求：1）残留炮孔痕迹应在开挖轮廓面上均匀分布。2） 炮孔痕迹保存率：硬岩不少于80%;中硬岩不少于70%;软岩不少于50%。）相邻两孔间的岩面平整，孔壁不应有明显的爆震裂隙。）相邻两茬炮之间的台阶或预裂爆破孔的最大外斜值，不应大于 5cm）预裂爆破的预裂缝宽度，应不小于0.5cm。6.3.3爆破参数6.3.3.1主爆孔（1）梯段高度H:根据地质岩石情况及开挖设计要求，梯段高度控制在 5m以内。（2）钻孔直径d:根据开挖高度及地形条件，采用气腿风钻 YT-28,钻孔直径①35mm（3）孔斜：斜孔的倾角根据爆区的地质地形条件确定，尽量的控制在 75°左右。最小抵抗线W:W=(2040)d=0.64~0.8;取W=0.75m(5)炮孔间距a：a=mW=0.75m式中m为密集系数，一般为0.9~1.4，爆破采用宽孔距窄排距,取m为1.0。炮孔排距b:炮孔采用梅花形、宽孔距窄排距布孔， b=(0.8~1.0)w=0.87x0.75=0.65m。炮孔底部超钻hi：hi=(0.1~0.15)H,(系数取0.1);则hi=0.1H=0.3m。炮孔深度L:L=H+hL=3.3m单位耗药量q根据地质条件及岩石较完整性，查得单耗药量q=0.45kg/m3。因此工程开挖单耗药量控制在q=0.45kg/m3左右。单孔装药量Q=qabH=0.4X0.75x0.65x3=0.66kg(取H=3m)装药结构：采用32mm70mn乳化炸药底部连续装药结构。填塞长度：L填=(0.7~1.0)w=0.53n~0.75m,取0.6m。起爆网络为减小爆破单响最大药量，采用毫秒微差爆破技术，起爆采用毫秒雷管孔内或孔外进行延时。(注：以上参数根据实爆结果进行调整。 )6.3.3.2预裂孔预裂孔孔深L:根据地质及岩石情况及开挖设计要求，以及预裂孔孔深的原则是不留根底和不破坏台阶底部岩体的完整性，因此预裂孔孔深根据台平高度及超钻深度控制。钻孔孔深应按设计要求平台预留 0.5m的保护层。钻孔直径d:采用气腿风钻YT-28造孔，钻孔直径①35mm孔斜孔斜严格按照设计坡比，采用罗盘仪或施工样架控制和检验。炮孔间距a：炮孔间距a：a=(8~12)d,取a=0.4m预裂孔与缓冲孔排距b预：b®=a/0.7=0.57m取b预=0.6m堵塞长度L填：L填=(12~20)d，取L填=0.6m线装药密度q:线装药密度q与岩石极限抗压强度，预裂孔的孔径、孔距有关，查规范中经验表，线装药密度q控制在0.35kg/m左右装药结构预裂爆破要求炸药在孔内均匀分布，采用分段间隔不耦合装药，孔底一段装药的密度加大2~3倍，孔内用导爆索引爆，炸药利用竹片捆绑组成药包串。起爆网络采用导爆索引爆，毫秒雷管起爆，起爆顺序为预裂孔应超前主爆炮孔起爆，超前的时间不少于100ms633.3缓冲孔在预裂孔前设置一排缓冲孔，以限制爆破的后冲和减轻爆炸作用对开挖边坡面以外岩石的作用，减少预裂面的破裂和降低地震效应。缓冲孔孔深L:均与对应后排预裂孔相同。钻孔直径d:采用气腿风钻YT-28造孔，钻孔直径①35mm炮孔间距a：a=(10~15)d取a=0.4m最小抵抗线WW=1~20d 取W=0.6m堵塞长度L填：L填》(0.75~1.0)W=0.5m。单位耗药量q：缓冲孔单位耗药量采用与主爆孔单位耗药量相同，也控制q=0.45kg/m3左右。装药结构：采用32mn乳化炸药间隔装药，底部药量控制单孔药量的2/3，采用连续装药，剩余单孔药量的1/3在上部分成两部分，均匀间隔装药结构。起爆网络：采用导爆索引爆，毫秒雷管起爆，起爆顺序为缓冲孔迟于主爆炮孔起爆。7爆破材料本工程施工爆破主要使用的爆破材料计划见下表（ 注：爆破材料为预估工程量）表7-1 爆破材料表序号材料名称规格型号用量主要用途1毫秒非电雷管1-9段、11-15段16000发网络传爆2瞬发电雷管/5000发网络起爆32#岩石乳化炸药32mm51.85T42#岩石乳化炸药70mm22.22T8爆破安全振动控制为防止附近已开挖的洞室、竖井及混凝土衬砌、灌浆、观测设施和支护结构不受到震动而损坏，整个爆破中对已开挖的洞室及其它建筑物的质点质点振动速度不得大于安全质点振动速度。允许爆破质点振动速度控制标准见下表。表8-1 允许爆破质点振动速度控制标准 单位：cm/s项目龄 期（d）0~3.03.0~7.07.0~28.0>28.0混凝土1.5~2.02.0~5.05.0~7.0<10.0喷混凝土<5.0灌浆1.01.52.0~2.5锚索、锚杆1.01.55.0~7.0已开挖的地下洞室洞壁10.09最大允许单段药量的确定爆破最大单段药量Qax按《爆破安全规程》GB6722-2003推荐的计算公式:QaxWR3（[V]/K） 3/“式中：Qax为爆破单段起爆最大药量，kg[V]为建筑物允许振动速度，cm/s;R为爆破中心距建筑物的直线距离， mK,a为场地系数。可根据相关规范和类似工程选取，一般是通过爆破试验来确定。由于没有本工程