尾水系统工程爆破施工方案

中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部1海南琼中抽水蓄能电站土建主体工程C4标（尾水系统工程）（合同编号：TFTP20140102JJ007）尾水系统工程爆破施工专项方案批准：审核：编写：中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部2014年4月15日中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部21编制依据（1）《水电工程施工组织设计规范》DL/T5397-2007；（2）《抽水蓄能电站设计导则》DL/T5208-2005；（3）中华人民共和国《爆破安全规程》(GB6722-2003)；（4）公安部《爆破作业人员安全技术考核标准》；（5）现场勘测及调查了解的施工环境、条件等。2工程概况琼中抽水蓄能电站位于海南省琼中县境内，工程建成后其主要任务是承担海南电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用和黑启动等任务。电站距海南省海口市、三亚市直线距离分别为106km、110km，距昌江核电直线距离98km。电站安装3台单机容量200MW的可逆式水泵水轮发电机组，总容量600MW，为二等大(2)型工程。枢纽建筑物主要由上水库、输水系统、发电厂房及下水库等4部分组成。上水库正常蓄水位567.00m，主要建筑物有主坝、副坝1、副坝2和溢洪道。主、副坝均采用沥青混凝土心墙土石坝，坝顶高程为570.00m，坝顶宽度8.00m，最大坝高28.00m，主坝轴线长度342.00m。输水发电系统上水库进/出水口布置在副坝1与副坝2之间半岛型山包前，下水库进/出水口布置在下水库库中右岸，距右坝肩约440m。输水系统为1条隧洞，采用一洞三机布置，由上水库侧式进(出)水口、上平洞、上斜井、中平洞、下斜井、下平洞、引水支洞、尾水支洞、尾水主洞、尾水闸门井、尾水调压井、下水库侧式出(进)水口和相应的建筑物组成。厂房采用首部式地下厂房，主要建筑物包括主厂房、母线洞、主变洞、高压电缆洞、进厂交通洞和排风洞、排水廊道、自流排水洞等，220kV地面开关站(GIS室)、中控楼及出线场位于上下库连接公路旁。下水库位于南渡江腰仔河支流—黎田河上游峡谷区。下水库坝址以上集水面积17.51km2，坝址多年平均流量为0.819m3/s，多年平均径流量为2583万m3。下水库正常蓄水位253.00m，主要建筑物有大坝、溢洪道和放水底孔。大坝采用混凝土面板堆石坝，坝顶高程为257.00m，坝顶宽度8.00m，最大坝高54.00m，坝轴线长度347.00m，坝顶设防浪墙。左岸设有闸控制溢洪道，堰顶高程为245.00m，共2孔，弧形工作门中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部3尺寸为6.5m×8m(宽×高)。放水底孔直径1.8m，在溢洪道内侧采用混凝土浇筑形成，在下游出口设置锥阀。·2.1主项目及工作内容(1)尾水支洞及尾水岔管：石方洞挖及支护；钻孔与灌浆（尾支0+116m下游段）；钢筋混凝土衬砌及钢筋制安（尾支0+116m下游段）；部分机电埋件施工；充排水试验工作。(2)尾闸室：石方井挖及支护；钻孔与灌浆；机电设备预埋件制安工程；钢筋混凝土衬砌及钢筋制安；充排水试验工作。(3)尾水调压室：石方洞挖、井挖与支护；混凝土衬砌及钢筋制安；钻孔与灌浆；部分机电埋件施工；充排水试验工作。(4)尾水主洞：石方洞挖与支护；混凝土衬砌及钢筋制安；钻孔与灌浆；部分机电埋件施工；充排水试验工作。(5)尾闸运输洞：石方洞挖与支护；混凝土衬砌及钢筋制安。(6)下水库进/出水口（高程256.70m以下）：土石方明挖及支护；基础处理；混凝土浇筑；混凝土预制构件制作、运输；交通桥施工；启闭机房和配电房；机电及金属结构一期埋件施工。(7)接地工程：本标范围内接地的采购、安装与焊接。(8)永久安全监测的配合。完成尾水支洞、尾闸室、尾水调压室、尾水主洞及下水库进/出水口等永久安全监测工程的配合工作，提供供水、供电、供风接口，提供施工通道、施工照明、脚手架、升降台车、必要的施工时间等。本标主要工程量为：土石方明挖25.8万m3、石方洞挖21.0万m3、混凝土浇筑7.3万m3、喷射混凝土1.1万m3、钢筋/钢材0.55万t、锚杆4.18万根、固结灌浆6.2万米、回填灌浆1.6万m2。2.2工程地质条件整个尾水系统包括尾水支洞段、尾水闸门井、尾水岔管段、尾水调压井及尾水主洞段，其地层岩性均为白垩系下统鹿母湾组(K1Lm1)碎屑岩，围岩主要为含砾砂岩、含砾长石石英砂岩，岩体为微风化～新鲜。尾水支洞洞室埋深340m～420m，断裂构造不发育，岩体完整性较好，围岩类别属Ⅱ2类～Ⅲ1类，局部小断层及节理裂隙密集带部位围岩类别为Ⅲ2类或Ⅳ类。尾水闸中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部4门井位于尾水支洞中部主变室与尾水岔管之间，闸门井洞室顶拱埋深330m～338m，围岩为微风化～新鲜，岩体多较完整～完整，断裂构造不发育，围岩类别多属Ⅱ2类～Ⅲ1类，整体成洞条件较好。②、③闸门井局部裂隙性小断层通过部位围岩类别为Ⅳ类，但规模小，对②闸门井及③闸门井洞室围岩稳定有所影响。尾水岔洞段洞室埋深324m～338m，围岩微风化～新鲜状，岩体多较完整～完整，透水性一般较弱，地质构造条件较简单，围岩类别多属Ⅱ2类～Ⅲ1类，虽周边附近发育有NE向小断层f12、f11及⑩岩脉，但断层规模小，为Ⅲ级以下结构面。尾水调压井洞室顶拱埋深194m～196m，弱风化以下岩体厚度137m。洞室围岩微风化～新鲜状，岩体多较完整～完整，透水性一般较弱，地质构造较简单，无规模较大的断裂通过，围岩类别多属Ⅱ2类～Ⅲ1类，整体成洞条件较好；但发育有NE向小断层f11斜穿洞室中部，f11断层产状：N10°E，NW∠75°，断层破碎带宽小于0.1m，断层规模小，为Ⅲ级以下小结构面，对洞室围岩稳定有所影响。尾水隧洞主洞长约1087.1m，洞室顶拱埋深由尾水岔管处的327m至出口处逐渐减小，围岩以含砾砂岩、含砾长石石英砂岩为主，主要为微风化～新鲜岩体，围岩类别多属Ⅱ2类～Ⅲ1类，但部分洞段断裂构造、闪长岩脉较发育，规模较大的断层有F18、F19、F20、F33、F34、F42、F37、F38等，断层最大破碎带宽度为1.1m，胶结一般较差；主要分布有⑨、⑦、③、②闪长岩脉，断裂构造属Ⅲ级及其以下结构面。尾水洞沿线洞室埋深差别较大，总体呈减小的趋势，洞室围岩由下白垩统鹿母湾组含砾砂岩、含砾长石石英砂岩组成，微风化～新鲜岩体为主。整体岩体较完整～完整，透水性一般较弱，但部分洞段断裂构造、闪长岩脉较发育，断层、岩脉均为Ⅲ级及其以下的结构面，围岩质量总体以Ⅱ2类～Ⅲ1类为主，占整个洞室的75.8%，构造部位为Ⅳ～Ⅴ1类，占整个洞室的17%，局部Ⅲ2类，占7.2%；其结构面组合形成的块体、特别是结构面交汇部位、节理密集带是影响洞室围岩稳定的不利因素，另外，规模较大的断层等结构面部位地下水丰富，施工时应加强引排水处理。整个尾水洞支洞段、尾水岔管段及尾水主洞段大多工程地质条件较好，围岩稳定性及成洞条件较好，其中：桩号尾0+248～尾0+508洞段、桩号尾0+754～尾0+813洞段、桩号尾1+093～出口段发育规模相对较大的断层、岩脉，规模较大的断层主要有F18、F19、F20、F33、F34、F42、F37、F38等，断层最大破碎带宽度为1.1m，胶结一般较差；主要分布有⑨、⑦、③、②闪长岩脉，断裂构造通过部位洞室围岩稳定性较差，断层与节理的组合可能在洞顶及洞壁形成局部不稳定块体，影响洞室局部稳定中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部5性，进/出水口段全～强风化岩体性状较差，断裂构造较发育，围岩为Ⅳ～Ⅴ类岩体，围岩稳定性和成洞条件较差，存在洞室成形与边坡稳定问题，施工过程中应引起足够的重视，对出现的局部不稳定块体加强支护，同时还要做好尾水主洞施工期排水。2.3主要工程量本标段主要工程量见下表：尾水系统工程主要工程量表序号项目/部位土石方明挖（m3）石方洞挖（m3）混凝土（m3）喷混凝土（m3）钢筋/钢材（t）钢筋网（t）锚杆（根）固结灌浆（m）回填灌浆（m2）1下水库进出口258086309242002367119862911392尾水主洞1055962684657071987941578942018126523尾水支洞22000228010645081640160510374尾水岔洞708431462243318101839557485尾水调压室222984157636326312197118844156尾闸室21854241185225020220723376#支洞195202104939854471667370488#支洞1194799310441021255863604649配电室601537合计258146210299730141066655052964178261867160202..3.1强度分析（1）尾水主洞强度分析尾水主洞石方洞挖总量10.56万m3，石方洞挖高峰月强度8184m3/月，发生于2015年1月和3月。（2）尾水调压室尾水调压室石方洞挖总量2.23万m3，石方洞挖高峰月强度3031m3/月，发生于2015年7月～12月。中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部6土石方明挖强度柱状图石方洞挖强度柱状图中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部73组织机构及职责3.1成立爆破作业安全领导小组为了工程建设的顺利进行，保障周围单位正常的生活秩序和建、构筑物的安全，在项目经理部的统一领导下，成立爆破作业安全领导小组，爆破安全领导小组必须全过程监控、指导爆破作业。爆破安全领导小组由项目部及部室主要负责人组成。组长：唐九顺副组长：李锐、韩建良、肖厚云成员：吴明、陈钊、江太安、王圣、李勇、马魁李双林、王林、及其他有爆破员证的员工3.2爆破作业安全领导小组职责（1）负责划分责任片区，将有关责任落实到部门、协作队。（2）负责监督各职能部门及作业队在爆破时段对爆破区域进行警戒。（3）负责将业主、监理传达的相关爆破信息及时传递到职能部门及现场协作队。（4）领导指挥爆破事故应急抢救，对伤员安排医疗救治、处理伤亡的赔偿等善后工作。（5）事故灾害终止后组织工作人员对事故原因进行调查。4爆破施工方案上下库连接公路Ⅱ标工程石方开挖主要分为路基边坡石方爆破和隧洞爆破施工两种方式。路基边坡石方爆破主要采用手风钻造孔，局部高陡边坡区域石方开挖及预裂孔采用潜孔钻造孔，根据开挖揭露的石方地面线进行爆破设计，主要采用浅孔爆破、光面爆破和预裂爆破技术，确保路基边坡开挖质量。隧洞爆破主要采用手风钻造孔，施工中坚持“多打孔、少装药、弱爆破、勤量测、强支护”的原则，减少对围岩产生大的扰动，确保每一道工序的施工安全。并要求在现场实际施工中不断优化爆破设计参数，确保隧洞开挖成型质量满足设计要求。4.1路基边坡石方爆破施工4.1.1爆破施工工艺流程图爆破方案设计施工准备主管部门批准人员机具准备场地整理中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部84.1.2光面爆破施工为获得良好的光面效果，宜采用低密度，低爆索，高体积威力炸药，以减少炸药爆轰波的破碎作用和延长爆破气体的膨胀作用时间，使爆破作用呈准静态状态。（1）光面爆破参数的确定参照国内外岩石光面爆破施工经验，光面炮孔参数确定如下：①钻孔直径D=42mm②台阶高度H=2～3m③超钻深度h=0.5m④最小抵抗线WW=（7.0～20）D=0.63～1.8m本工程中取W=1.5米，式中:D——为炮孔直径。⑤炮孔间距测量放线布孔钻孔钻孔检测装药堵塞网络联接起爆哑炮处理危石清除挖运保护钻孔爆破器材准备警戒解除警戒防护中国水利水电第七工程局有限公司海南琼中抽水蓄能电站项目经理部9a=（0.6～0.8）W=(0.6～0.8)×1.5=0.9～1.2m本工程取a=1.0m。⑥炮孔长度L=H/sina+h⑦光面炮孔装药量计算Q=(0.12～2.1)·L，L为炮孔长度，装药量要在现场试验单孔装药量一般采用线装