“新奥法”在地下洞室开挖支护中的应用

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1、Vol.41，No.6第41卷第6期December，2015SichuanBuildingMaterials2015年12月“新奥法”在地下洞室开挖支护中的应用贺志刚(中国水利水电第八工程局有限公司,湖南长沙410004)摘要:“新奥法”在地下工程支护中的应用较广泛,从公式中可知,爆破质点振动速度的大小与控制点至本文介绍针对在劣质围岩条件下支护方案的选择,以及利爆源的距离和爆破最大单响药量有关。在地下洞室高边墙用“新奥法”解决塌方问题。施工过程中主要采用如下几方面的控制爆破措施。关键词:新奥法;控

2、制爆破;锚喷支护;塌方处理(1)控制分层高度、分块大小及爆破进尺,来达到控中图分类号:TU94文献标志码:B制爆破质点振动速度的目的。在开挖过程中,主要采用爆文章编号:1672-4011(2015)06-0120-03破孔间排距(2．2m×2．0m)、增大炸药的单耗、缩短爆破进DOI:10.3969/j.issn.1672-4011.2015.06.061尺(每次爆破进尺不超过7．0m)来进行控制。(2)引入预裂缝成缝机理,采用两道预裂缝确保中间0前言拉槽梯段爆破对高边墙的爆破影响。在中间拉槽前先分

3、别对边墙轮廓线和预留保护层边线进行浅孔和深孔预裂,削龙滩水电工程为国内在建工程中最大的地下工程之一,弱爆破产生的应力波和爆生气体到达结构面的传播速度,有世界最大的地下厂房,在不到0．5km范围内共布置有从而减小爆破震动对结构面的破坏。119条洞室,这些洞室以平、斜、竖的形式相贯,形成庞大(3)采用单孔微差挤压爆破技术,巧妙的安排各炮孔复杂的地下洞室群。厂区的地层由砂岩、粉砂岩夹泥板岩起爆次序和合理时差,有效减小单孔装药量。单孔单响微和砂岩、粉砂岩、泥板岩互层交替出现,夹少量层凝灰岩,差挤压爆破技术每

4、次起爆的布孔排数为3~4排,各孔之间软硬不均。岩层层面、节理面、大多断层裂隙倾向三大洞室(主厂房、主变室、尾水调压井等)及尾水隧洞的下游,的起爆时差一般不小于为50ms。与洞室轴线的交角为30°~45°,开挖时,上游边墙层面容(4)通过采用光面爆破技术,使爆破后岩面光滑平整,易形成滑移面,三角岩块沿滑移面易掉块,下游边墙沿层增强了岩壁的稳定性,减少了爆破对保留岩体的破坏作用,面容易形成反倾向的临空面,临空面下部软岩容易崩落掉达到控制岩体开挖轮廓的目的。龙滩电站地下厂房顶拱跨块,上部硬岩容易拉裂崩塌,

5、顶拱容易形成顺三角楔形岩度达30．7m,在顶拱施工过程中,采用先预留一定厚度的块。洞身Ⅳ-Ⅴ类围岩及断层带较多,开挖过程中围岩稳光爆层在爆除主体部位的岩体后才进行爆破,预留光爆层定和施工安全问题突出,石方洞挖和井挖方量达到290万滞后于掌子面1~2排炮,且预留保护层的厚度控制在0．8m3。在地下工程开挖支护施工中,必须按“新奥法”原则施~1．0m之间,同时为防止顶拱掉块,先进行掌子面的钻孔工。装药工作,再进行预留保护层部位的钻孔施工。2)安全支护参数。支护形式与参数的确定就是以充分1“新奥法”施工的

6、指导思想和实施手段提高围岩弹性抗力,充分调动围岩自承能力,将原来被动受力岩体转化为主动受力岩体。采用多种支护形式保证洞“新奥法”作为施工的一种原则和概念,其核心是:提室稳定,在地下工程中常用以下几种支护手段。高围岩弹性抗力,充分利用、调动甚至提高围岩的自承能(1)锚杆支护。在节理发育的围岩常采用随机锚杆加力,大多采取了开挖后及时加强一次支护的形式,并根据强支护(在系统支护满足不了围岩稳定的情况下),锚杆支软弱岩石变形量较大的特点,在围岩变形趋于稳定后再实护利用锚杆将松动岩体或较软弱岩体联结在稳定的岩

7、体上。施钢筋混凝土衬砌等永久支护形式,有效地防止洞室围岩锚杆型号可根据悬吊理论选择,可能坠落的岩体重量=锚的失稳。杆承受的拉力。计算公式如下:1)控制爆破。在开挖过程中,加强地质跟踪及预测,22K·S·H·γ=3．14·(d/2)·Rab采用钻超前勘探孔、导洞等方法摸清围岩性状。控制爆破2L=K·H+K·S·H·γ/100·3．14·d·τbb是保证围岩稳定的前提,控制爆破技术,即中心有效掏槽,式中K-安全系数,可取1．5;为周边孔和崩落孔创造良好的临空面,短进尺、小药量、S-锚杆间距,m;弱爆破降

8、低爆破对围岩的震动影响。掏槽孔与光面孔间要H-松动圈的厚度,m;有较长的延时微差间,以保证临空面的形成,减小爆破冲bγ-岩石容重;击波对洞室围岩的影响。周边采用光面爆破,确保洞壁平d-锚杆直径,cm;整,减小围岩应力集中。2Ra-锚杆的抗拉强度,kg/cm;按本工程技术条款要求,厂房爆破振动控制标准为高L-锚杆入岩长度,m;边墙、岩锚梁混凝土28d龄期安全振动速度为Vmax≤7cm/2τ-锚杆与砂浆间的粘结力,螺纹钢取72kg/cm。s。质点振动速度经验公式:1/3α