[發明專利]抽水蓄能電站大跨徑地下洞室爆破切割結合開挖施工方法

有效

• 申請號: 202011254717.0
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112377224B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 劉永奎;左從兵;吳中海;王浩爽;夏佳臨;陸璐;申永安;高慶峰
• 申請（專利權）人: 中鐵十四局集團第二工程有限公司
• 主分類號: E21D13/02
• 分類號: E21D13/02;E21D13/04;F42D3/04;E21B7/04;E21C25/56
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 張亮

本申請提供抽水蓄能電站大跨徑地下洞室爆破切割結合開挖施工方法，涉及地下洞室爆破切割施工技術領域，包括以下步驟：(1)預裂爆破；(2)中部梯段爆破；(3)邊墻切割孔造孔；(4)軌道布置；(5)繩鋸切割；(6)基槽取料；本申請提供的抽水蓄能電站大跨徑地下洞室爆破切割結合開挖施工方法，圍巖整體性及穩定性高。邊墻采用無爆破切割，對洞室巖層整體破壞性較小，尤其對巖層復雜區域或Ⅲ、Ⅳ類圍巖，產生擾動較小，保證圍巖不受振動破壞，確保圍巖的整體性與穩定性。

技術領域

本申請涉及地下洞室爆破切割施工技術領域，具體涉及抽水蓄能電站大跨徑地下洞室爆破切割結合開挖施工方法。

背景技術

目前抽水蓄能電站地下洞室開挖仍采用傳統的礦山法或者無爆破切割法施工。圖1為現有技術中洞室爆破開挖示意圖，如圖1所示，傳統爆破開挖受雷管炸藥管理約束不能進行24h循環作業。爆破震動大，對下部巖層的整體性影響較大，開挖過程中經常出現因爆破震動影響增加補強支護，甚至造成洞室坍塌。開挖的工藝質量難以達到設計要求。安全風險高、施工效率低、作業環境差，施工人員投入較多且施工組織復雜，傳統爆破無法保證開挖安全和質量。

無爆破切割施工工藝受地質因素影響較大，特別是高地應力條件下，無爆破切割結合開挖效率較慢，對工期影響較大，無爆破切割無法保證施工進度。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本申請提供抽水蓄能電站大跨徑地下洞室爆破切割結合開挖施工方法，以達到降低洞室開挖爆破作業風險、縮短工期、提高洞室開挖質量、降低施工成本的有益效果。

本申請提供抽水蓄能電站大跨徑地下洞室爆破切割結合開挖施工方法，包括以下步驟：

(1)預裂爆破：為保證兩側邊墻切割區域的完整性，在中部梯段爆破前，先對爆破區域和切割區域分界線進行預裂爆破；為確保洞室兩側邊墻圍巖穩定，洞室預裂爆破界線距離邊墻寬度應不小于1.5米；

(2)中部梯段爆破：對開挖體中部區域先進行傳統爆破，然后進行開挖，預留兩側對邊墻進行繩鋸切割；

(3)邊墻切割孔造孔：采用搭設在樣架的潛孔鉆進行鉆孔，并通過測量控制鉆孔；使用全站儀測量放樣時，首先在巖面放樣造孔位置點，然后在造孔點后2-3米距離放樣出后視點，將兩個測量放樣點用紅色油漆相連成直線，可以參照直線控制造孔方向和角度；

(4)軌道布置：根據繩鋸鉆孔位置及切割高度進行繩鋸軌道鋪設；

(5)繩鋸切割：將金剛石串珠繩穿入切割孔并套在繩鋸導輪上，運轉繩鋸設備，先使繩鋸設備緩慢運轉，繩鋸正常運轉后，逐漸提升繩鋸切割速度，在繩鋸切割過程中，向切割部位持續注水以減少對金剛石串珠繩的磨損；

(6)基槽取料：邊墻繩鋸切割后，將珠繩沿縱向水平孔、橫向水平孔穿入，用水平切割的方法將已切割完成的石料剝離出來，進行石料的運輸和處理。

進一步的，預裂爆破后的預留切割部位厚度大于1.5米。

進一步的，中部梯段爆破中，當開挖高度超過5米，采用液壓鉆機造豎直孔，進行梯段爆破；當開挖高度小于5米，采用多臂鉆造孔，采用水平爆破。

進一步的，通過邊墻切割孔造孔的孔向和角度控制切割邊線，造孔的全過程需要測量人員跟蹤復核，切割時只需要將金剛石串珠繩穿入孔內，即可保證邊墻結構無欠挖。

進一步的，軌道安裝前，人工配合挖機先將基礎進行平整，可下墊枕木，軌道安裝必須平、順、直，以保證繩鋸行走過程中的穩定與切割的質量。

進一步的，繩鋸正式啟動前，先進行準備工作的檢查確認，確認內容包括：施工用水、施工用電要滿足繩鋸施工要求；切割鉆孔精度要滿足開挖設計尺寸要求；繩鋸設備能正常工作，軌道布置平、順、直能滿足施工要求，金剛石串珠繩檢查要合格。

進一步的，繩鋸切割包括以下步驟：