四川水电站引水隧洞不同围岩段的开挖方案(试读)

①掏槽孔爆破设计Ⅱ、Ⅲ类围岩主要为白云质灰岩、泥质灰岩，岩石新鲜，强度中硬～坚硬。采用平行直孔掏槽，采用四空孔十字形掏槽方式。四空孔十字形掏槽方式如图4-4所示，孔间距取值：a=20cm，b=30cm。装药系数（0.7～0.8）L，起爆顺序：1#孔为一段，2#～5#孔为二段。4321a5bA、最小抵抗线WW=32L=32×3.0=2.0m(L为孔深,L=3.0m)B、每个炮孔的炸药用量211.25()4curqdaL式中：qcur——每个掏槽炮孔的炸药用量，kgd——为药卷直径，m，d=0.04m⊿——装药密度，kg/m3，⊿=900kg/m3a——充填系数，岩体坚固系数fk=4～6，a=0.6L——炮孔平均深度，m，L=3.0mqcur=(1.25×3.14×0.04×0.04×900×0.6×3)÷4≈2.543C、爆破参数：2#岩石乳化炸药，掏槽孔单孔装药量为2.543kg，掏槽孔间采用导爆索连接，火花起爆。D、掏槽孔爆破装药系数为（0.7～0.8）L图4-4四空孔十字形掏槽方式掏槽孔爆破装药结构图如图4-5所示②光面爆破孔设计A、最小抵抗线W因围岩坚固系数fk=(2.5～5)，最小抵抗线W为0.45～0.35m，取0.35m。B、孔间距aa=（15～10）d（d=40mm）取a=13d=520mm=0.52mC、装药量单位耗药量取q=140g/m，孔深为3.0m时，有效装药长2.2m，故单孔装药308g。D、爆破参数：2#岩石乳化炸药，光面孔单孔装药308g，孔间距0.52m；孔间采用导爆索连接，采用导爆管（毫秒延时雷管）与扩槽孔连接，毫秒微差爆破，周边光面孔同时起爆。E、光面爆破装药结构如图4-6所示。1.0m1.2m0.8m底部装药200g3×36g图4-6光面爆破装药结构图导爆索③扩槽孔（辅助孔）爆破设计A、最小抵抗线WW=(20～40)d(d为钻孔孔径,d=40mm)装药泥土封堵孔深3.0m图4-5掏槽孔爆破装药结构图取W=20d=80cmB、孔间距aa=W=80cmC、每个炮孔装药量214qdaL式中：q——每个扩槽孔（辅助孔）的炸药用量，kgd——为药卷直径，m，d=0.04m⊿——装药密度，kg/m3，⊿=900kg/m3a——充填系数，岩体坚固系数fk=4～6，a=0.6L——炮孔平均深度，m，L=3.0mq=(3.14×0.04×0.04×900×0.6×3)÷4≈2.035D、爆破参数：2#岩石乳化炸药，扩槽孔单孔装药2.035kg，孔间距80cm；同圈孔间采用导爆索连接，圈间采用导爆管连接（2ms），毫秒微差爆破，由内向外依次起爆。E、扩槽孔爆破装药结构如图4-7所示。④一个工作面布孔总数计算布孔总数:N=a1+a2S其中：a1、a2—岩石爆破系数，查表取为a1=32，a2=1.1；S—断面面积，s=37.4m2；经计算N=74个，采用光面爆破孔数可增加20～30%，取最大数为97孔。布孔参数:装药泥土封堵孔深3.0m图4-7扩槽孔爆破装药结构图掏槽孔9个（其中空孔4个），孔深3.0m，孔距20～30cm，单孔装药量2543g；周边光面爆破孔45个,孔距52cm，单孔装药量308g；扩槽孔47个，孔间距80cm，单孔装药量2035g。平洞全断面开挖一个工作面布孔参数表见表4-2，布孔图见图4-8。表4-2一个工作面布孔参数表型式孔径(mm)孔数(个)孔距(cm)单孔装药量(g)排炮总装药量(kg)备注掏槽孔40520～30254312.72四空孔十字形扩槽孔404780203595.65辐射型布置光面孔40455230813.86小药量起爆合计97122.23单位耗药量1.281kg/m3图4-8隧洞全断面开挖钻孔布置图单位以cm计掏槽区扩槽区周边光面孔4）钻孔机械数量确定一个工作面上钻孔机械数量应根据要求的钻孔生产率和开挖断面尺寸确定：ddLNVT式中N——钻孔机械数量；∑Ld——每一循环作业的钻孔总长，m，根据开挖钻爆参数计算确定；Vd——凿岩机实际生产率，m/min；T——开挖循环作业计划的钻孔时间，min①每一循环作业的钻孔总长∑Ld=97×3=291m；②凿岩机实际生产率Vd=ν0β式中ν0——纯钻速，当围岩坚固系数fk=(2.5～5)时，ν0=0.2——同时利用系数，取0.7～0.9（2～10台）β——工作时间利用系数，扣除对眼、处理卡钻等时间，取0.85Vd=0.2×0.7×0.85=0.119m/min；③开挖循环作业计划的钻孔时间T=270min④一个工作面钻孔机械数量N=291÷(0.119×270)≈9(台)，计划一个工作面选用YT28型风动凿岩机10台。一个工作面凿岩机布置如图4-9所示。掌子面自制拆卸式造孔台架图4-9自制拆卸式造孔台架示意图（4）Ⅱ、Ⅲ类围岩段平洞出碴1）出碴方式选择因本段开挖断面较大（断面积37.4m2），计划选用无轨式出碴方式。2）出碴设备选择装碴采用100m3/h的立爪式扒碴机，水平运输采用8T自卸汽车。装碴设备计划一个工作面选用一台100m3/h的立爪式扒碴机。装碴时间为mmmPVT式中Vm——每循环爆落岩石的松散方量，m3,Vm=37.4×2.55×1.53≈146m3Pm——装碴设备实际生产率，m3/h，100m3/h的立爪式扒碴机的实际生产率Pm=60m3/hTm=146÷60×60≈150min3）一个工作面出碴运输设备需要量计算自卸汽车需用量计算：PTKVnmm/式中：n——自卸汽车需要数量，辆；K——运输不均衡系数，取1.1～1.15；Vm——每个掘进循环出碴量（松方），m3；Vm=37.4×2.55×1.53≈146m3Tm——计划出碴时间，h；Tm=150÷60=2.5hP——自卸汽车小时运输能力，m3/h。洞外运距约1.5km，洞内运距约1.5km，8T自卸汽车运输3km时，其小时运输能力P=10m3/h。n=1.15×146÷2.5÷10≈6.7辆，计划配备8T自卸汽车7辆。（5）Ⅱ、Ⅲ类围岩段开挖作业一个工作面机械配置表4-3Ⅱ、Ⅲ类围岩段开挖作业一个工作面主要机械配置表序号名称型号规格功率数量产地主要用途1风动凿岩机YT2825L/S10台天水钻孔2立爪式扒碴机100m3/h1台装碴3自卸汽车8T7辆十堰运碴4通风机YBF225S460000m3/h2×55kw1台天津通风（6）Ⅱ、Ⅲ类围岩段开挖作业循环1）循环进尺钻孔深度为3.0m，炮孔利用系数为0.85，每次循环进尺为3×0.85=2.55m2）作业循环时间由钻孔、出碴和辅助工作时间组成。当围岩需要临时支护时还包括支护的作业时间。smpdpmdshTTTTTT式中：Tsh——作业循环总时间，min；Td——钻孔作业时间，min；Tm——出碴作业时间，min；Tdp——与钻爆有关辅助作业时间，min，包括钻孔前准备、钻孔后结束、凿岩设备进出工作面、放线、清孔、装药及爆破等所需时间；Tmp——与出碴有关的辅助作业时间，min，包括通风散烟、危岩安全处理、集碴、装碴设备进出工作面所需时间；Ts——需要占用循环作业的支护时间，min。①钻孔作业时间Td=270min②出碴作业时间mmmPVT式中Vm——每循环爆落岩石的松散方量，m3,Vm=37.4×2.55×1.53≈146m3Pm——装碴设备实际生产率，m3/h，100m3/h的立爪式扒碴机的实际生产率Pm=60m3/hTm=146÷60×60≈150min③辅助作业时间：钻爆辅助作业时间Tdp=1h，出碴辅助作业时间Tmp=1h。以下详细计算见正文………………………………………………………………………………………………………………………………………….