引白入北工程输水平巷爆破设计及施工

方喜良，曲树成，王春娟（沈阳利鑫土木工程有限责任公司，辽宁沈阳110179）



引白入北工程输水平巷爆破设计及施工

方喜良，曲树成，王春娟
（沈阳利鑫土木工程有限责任公司，辽宁沈阳110179）

［摘 要］地下开挖巷道作为过水通道是引水工程中比较常见的形式，不同地区、不同的地质条件所采取的施工方法也不尽相同，引白入北供水一期工程采取水库上游渗滤取水，经过精心设计及施工，输水平巷取得了很好的施工效果。

［关键词］引白入北；输水平巷；爆破设计；施工

1 工程概况

北票市引白入北供水一期工程的设计取水区域位于白石水库库区上游下府至双楼段的中心府，滤床控制面积23.44万m2，取水泵站的建设场址位于大凌河左岸中心府上游的侧坡嘴前沿，占地面积1 575 m2，集水井竖井井口处的地面高程为129.75 m。主巷自竖井内标高82.5 m向白石水库库区水面延伸，设计1条700 m的输水主巷道和3条支巷道，其中1号支巷312 m，2号支巷312 m，3号支巷462 m，硐室连接巷48 m，在主巷和支巷上布置9座硐室。其主要功能是为竖井至硐室的施工通道和过水断面。

北票地区位于华北准地台的北部，燕山台褶带的辽西台陷中，巷道、硐室所处场地出露的主要岩性为砂岩类、泥岩、薄层页岩。

2 输水平巷爆破施工

2.1 平巷施工工序

输水平巷走向定位→马口开挖→超前钻探→止水→爆破掘进、出碴→衬砌支护→掘进、出碴、衬砌交替循环进行直至完成预定开挖长度。

2.2 平巷爆破设计

平巷掘进采取钻爆法施工，断面2.8 m×2.9 m，爆破的特点是只有一个自由面，同时炮眼深度受到限制，一般只有1.5～3.0 m。平巷掘进中的炮眼，按其位置和作用的不同，分为掏槽眼、辅助眼和周边眼。根据该巷道特点，选用楔形掏槽眼。每对掏槽眼间距0.2～0.6 m，眼底间距0.1～0.2 m，掏槽眼与工作面交角为55°～75°。

2.2.1 爆破参数的确定

根据施工实际情况，炮眼直径选择42mm，炮眼深度l=2 m。炮眼数目通常可按下式估算：

式中：N——炮眼数目，个；f——岩石坚固性系数；S——巷道掘进面积，m2。根据实际布眼31个。

1）单位炸药消耗量，根据修正的普氏公式，计算单位炸药消耗量：

式中：q——单位炸药消耗量，kg/m3；f——岩石坚固性系数；S——井筒的掘进断面，m2；k0——考虑炸药爆力的校正系数，k0=525/p，p为爆力，p=360 ml。

2）每循环所使用炸药用量

式中：Q——每循环爆破岩石体积，m3；S——井筒的掘进断面，m2；——炮眼深度，m；——炮眼利用率，一般取0.8～0.95。

根据实际布眼情况：Q=1.05×4+0.9×7+0.75× 20=25.5 kg

2.2.2 爆破图表

输水平巷原始条件见表1，巷道爆破参数见表2，预期爆破效果见表3。

表1 原始条件

表2 巷道爆破参数表

表3 预期爆破效果

2.3 观察爆破效果

当开挖面凸凹较大时，及时分析并调整炮眼深度和用药量。每次调整认真做好记录，便于总结经验。周边眼采用光面爆破，一次起爆。炮痕率保持在80%以上，如达不到80%，及时分析原因，修正爆破参数。开挖不良地质段及注浆段时，应按照短进尺、弱爆破、先护顶、及时强支护衬砌的原则进行。

3 输水平巷出渣及衬砌施工

3.1 平巷出碴

平巷采用单线有轨运输，人工装梭式矿车出碴。钢轨采用12 kg钢轨，轨距762mm；道岔采用单开道岔，并安装转辙器；轨枕间距0.75 m，长度1.35 m；道岔处铺设长枕；钢轨接头铺两根枕木，保持平顺，连接配件应齐全牢固。石渣运至竖井底部平台，经竖井通过8 t卷扬提升至井架的第一层平台上，通过翻渣装置翻卸到渣仓，再由自卸汽车运至指定的弃渣场。

3.2 巷道衬砌

巷壁为C30混凝土预制块砌筑，规格0.25 m× 0.25 m×0.5 m，巷顶为C30钢筋混凝土预制拱构建，巷底为C30现浇混凝土，厚度0.25 m，纵坡坡度0.3%，施工前首先对基面清理干净，然后根据设计断面尺寸进行测量放样，定出边墙位置开始砌筑。衬砌侧壁及顶部与围岩之间的间隙采用浆砌片石回填，边砌筑边回填。施工时根据围岩体完整性决定掘进支护阶差，但一般不宜大于30 m，尤其在进入库区水面段；遇围岩破碎段和渗水异常段则随掘进进度跟进支护，不得延误。由于巷道狭窄，掘进时的边墙衬砌支护平行作业只能单边进行。进行拱顶构件安装时可进行超前钻探作业及可能的压力注浆工作。巷道施工涉及交叉工序较多，相互间配合密切程度是影响进度的关键，因此要落实各班、组间工序配合细则等措施，促进巷道施工顺利进行。为了工程后期维护方便，在平巷排水沟边设置隔离墙，利于在工程检修过程中清污分流而不影响工程的正常运行。

4 超前钻探施工

由于平巷开挖方向为水库库区水面下面，为了确保安全施工采用MGJ-100型钻机，回旋取芯钻探工艺，为输水巷道掘进时提供安全技术资料，施工时严格按照设计图布置孔位及方向进行探孔，在钻进时随时做好观察，发现涌水异常立即报告，取得的岩芯必须按规定堆放，专职技术人员进行技术分析。超前探孔为每探孔断面3孔，每孔30 m，为保证掘进安全，探孔断面间应有3 m的交叉。根据超前钻探的地质情况，了解输水平巷掘进前方地层岩性变化及涌水可能性，测定前方地层涌水量的大小，以便采取相应处置措施。孔内一旦发生涌水，除查明原因外，应立即注浆止水进行封堵。

5 结语

引白入北供水一期工程输水平巷经过精心组织并按照设计要求进行爆破开挖，取得了很好的施工效果；超前钻探并取芯，预判前方地质条件和涌水情况是确保安全施工重要环节，这就要求项目上要配备有经验的地质工程技术人员。同时平巷衬砌采用边墙预制块砌筑，巷顶安装预制拱的设计比现浇衬砌速度快很多，能够缩短工期，类似工程可根据实际情况借鉴参考。

［中图分类号］TV222

［文献标识码］B

［文章编号］1002－0624（2016）06－0006－02