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第2 3 卷第4 期 2 0 0 6 年1 2 月 爆破 B L A S T D i G V 0 1 ．2 3N o ．4 D e c ．2 0 0 6 文章编号1 0 0 1 4 8 7 x 2 0 0 6 0 4 0 0 3 2 一0 3 V C R 法在抽水蓄能电站闸门井开挖中的应用 侯建常1 ，王应章1 ，雷进生2 1 ．中国葛洲坝集团公司，湖北宜昌4 4 3 0 0 2 ；2 ．三峡大学土木水电学院，湖北宜昌4 4 3 0 0 2 摘要近年来，我国为解决“拉闸限电”的能源紧张问题，能“调峰填谷”、“调频调相”的抽水蓄能电站在 不断地设计和兴建。通过张河湾抽水蓄能电站上水库闸门井V C R 法爆破施工应用与探讨，为类似工程提供 了可贵经验和借鉴。 关键词V c R 法；抽水蓄能；闸门井 中图分类号’r v5 5 1 ．4 2文献标识码A A p p l i c a t i o no fV C R M e t h o di nt h eE x c a V a t i o nf o rG a t eS h a f ti n P Ⅷm p e dS t o r a g eP o w e rS t a t i o n 肋U 以帆一如口昭1 ，融ⅣGy 昭．旃口增1 ，脚五n s e 愕2 1 ．C h i n aG e z h o u b aG r o u pC o m p a n y ，Y i c h a n g4 4 3 0 0 2 ，C h i n a ；2 ．C i v i lE n g i n e e r i n g H y d m p o w e rC o U e g e ，C h i n a7 r h r e eG o r g e sU n i V e r s i t y ，Y i c h a n g4 4 3 0 0 2 ，C h i n a A b s t r a c t I nr e c e n ty e 嬲，t os o l v et 1 1 el a c ki ne n e r 盱r e s o u r c ea n d ”s 埘t c l l i n go 圩t or e s 嫡c te l e c t r i c i t y ” ，t h e p 啪p e ds t o r a g ep o w e rs t a t i o I l s 试t hp e a kr e g I l l a t i o nt 06 Uc h a n n e la t l df b q u e n c ym o d u l a t i o n 鲫dp h 髂em o d u l a t i o n a r ed e s i g n e da n dc o I l s t m c t e dc o n t i n u o u s l y ．T h e 印p H c a t i o no fV C Rm e t h o di nt h ee x c a v a t i o nf 缸g a t es h 出i nz h a n 争 h e w a nP u m p e dS t o m g eP o w e rS t a t i o ni sd i s c u s s e d ，t h i sp a p e rp r o v i d e sv a l u a b l ee x p e r i e n c e sa n dr e f e r e n c e st os i m i l a r p r o j e c t s ． 1 ‘I e 甲1 w o r d s V C Rm e t h o d ；p 砌p e ds t o r a g e ；g a t es h a f t V C R 法爆破理论在我国已有多年的研究，在矿 山开采中有应用的实例，但在水利水电工程施工中 并不多见，特别是在抽水蓄能电站闸门井施工中更 为少见，张河湾抽水蓄能电站上水库闸门井施工采 用了这一方法，其优势较为明显。 1 工程概况与工程地质 张河湾抽水蓄能电站位于河北省石家庄市井陉 县测鱼镇附近的甘陶河干流上。电站主要由进出水 口闸门井穿越地层为长城系大红峪组石英砂岩，岩 石致密坚硬。岩层走向近S N ，倾向w ，倾角6 一 收稿日期2 0 0 6 0 9 一0 3 ． 作者简介侯建常 1 9 6 4 一 ，男；宜昌中国葛洲坝集团公司三峡实 业公司高级工程师． 1 0 。。岩石呈灰白色，坚固系数为．厂 1 7 6 ／1 0 1 7 ．6 ， 属Ⅲ类围岩，高倾角裂隙及层理片理均较发育，有3 条原生软弱夹层 R d 3 一l 、R d 3 2 、R d 3 3 穿越，各层 间有错动现象，结构面多为泥膜，碎屑充填，一般结 合力差，其t a n 咖 O ．3 ，完整系数K O ．4 ，岩石饱 和状态下抗压强度 9 0 3 0 0M P a ，平均为1 7 6 M P a 。 上水库、水道系统、地下厂房系统、下水库等组 成。上水库主要包括堆石坝、库盆沥青混凝土防渗 面板、排水系统、进出水口。上水库坝顶高程8 1 2 m ，正常蓄水位为8 1 0m ，死水位为7 7 9m ，工作水深 3 1m ，总库容7 8 9 ．o 万m 3 ，调节库容7 1 7 ．5 万m 3 。 上水库2 个进／出水口均为岸边侧式，平行布置，并 设置事故闸门。闸门井开挖结构如图l 、图2 。 万方数据 第2 3 卷第4 期侯建常等v c R 法在抽水蓄能电站闸门井开挖中的应用 3 3 图1 上水库闸门井开挖平面图 图2 上水库闸门井开挖剖面图 2 施工方案 闸门井开挖总体上分2 步进行。第一步待进 出水口平洞开挖贯通至闸门井井座段后，采用汽车 吊将C M 3 5 1 潜孔钻吊至已做好锁口的闸门井部位 自上而下钻导井孔 导井为园形，直径为1 ．8m ，再 自下而上反向爆破；第二步利用导井溜渣，用手风 钻自上而下先行扩挖 直径为5m ，再采用预裂爆 破将整个闸门井开挖成型。 3 爆破设计‘1 ‘2 】 3 ．1 炮孑L 直径 导井施工采用C M 3 5 l 钻机钻孔，中空孔为 咖1 3 8 ，掏槽孔为咖1 0 5 。 3 ．2 炮孔布置 为保证溜渣顺利，导井采用园形布置，导井开挖 直径为1 ．8m 。共布置两圈孔，第一圈孔距中心空 孑L 距离为4 0c m ，第二圈孔距离第一圈孑L 距离为5 0 c m 。炮孔布置平面如图3 。 ‰厂 焱。，K 弋＼夕 汰9 ‘ 淀夕 图3 炮孔布置平面图 3 ．3 分次爆破深度 每次爆破深度 ，经验计算式为 √币％絮高高 1 式中， 为每次爆破深度，m ；o ，为第一排孑L 与空孔 中心之间距，m ；D 为空孑L 直径，m ，以D ≥2 ．5 d 为 佳；d 为炮孑L 直径，m ； 9 1 0 为系数，硬岩用小 值，软岩用大值。 将口1 O ．4 、D 0 ．1 3 8 、d O ．1 0 5 、系数取9 代 人式 1 ，得 1 ．5 8m 。 3 ．4 单位炸药消耗量口 根据刘清荣经验计算式为 g 样⋯t 2 g 了焉_ { 。e 。L L z √6 x ’ ／d x 式中，g 为炸药消耗量，k g ／m 3 ；／为普氏岩石坚固系 数， 1 7 ．6 ；I s ；为相对断面积，．s 。 艄 0 ．5 1 ，J s 为 平洞断面积，S 2 ．5 4m 2 ；d ，为装药相对直径，d ， ∥3 2 5 8 ／3 2 1 ．8 l ，d 为装药直径，d 5 8 舢，三卷 咖2 7 药卷绑在一起；e 为炸药类型系数，e 1 ／2 3 6 0 ／e 。 1 4 几 ，e ；为炸药爆力，2 号岩石乳化 炸药e 。 3 2 0c m 3 ； 为炸药猛度，1 2m m ；￡。为孔深 对炸药消耗量系数，当孑L 深1m 时，三， 1 ．O ；孔深 1 ．5 _ 2 ．5m 时，L ， 1 ．0 5 。 式 2 为小孔径单耗经验式，因为本次爆破为 大孔径炮孔，且为深孔分段爆破，考虑补充爆能增加 系数K 1 ．5 后，该经验式调整计算求得g 4 ．4 2 k g ／m 3 。 3 ．5 装药量计算 每次爆深按1 ．6m 进行控制。 万方数据 爆破 2 0 0 6 年1 2 月 爆破方量 y 矗s 1 ．6 l 。8 2 叮下4 4 ．0 7m 3 总装药量 Q q y 4 ．4 7 4 ．0 7 1 8 ．2k g 单孑L 装药量 垫板导爆索 Q 1 Q ／m 1 8 ．2 ／1 0 1 ．8 2k g ／孔 式中，m 为爆破孔数，m l o 孔。 3 ．6 装药结构与工艺 为确保按计算单耗药量进行装药爆破的效果， 考虑采用不连续不耦合装药结构，装药结构如图4 。 底部堵塞段装药段顶部堵塞段 图4 单孔分段装药结构图 单位m m 装药段总长12 5 0 砌，分4 节装药 每节药柱 长度2 0c m ，由3 支咖2 7 药卷绑在一起 ，节间间隔 1 5c m 。共1 2 支药卷装药1 ．8k g 。药包上部堵塞采 用钻孔细粉灰，堵塞长度为10 0 0m m 。药包下部采 用草绳堵塞。 装药时在进出水口平洞洞口按装药结构图进行 绑扎，先将1 2 节西2 7 药卷分4 段及导爆索绑在一 根长3m 的铁丝上，再缠上草绳、装上垫板；再运至 洞内与从闸门井井口放下的铁丝连接后上提至设计 部位，并采用钻孔细粉灰堵上段孔，不能采用粗粒料 以防堵孔。 3 ．7 起爆方式及起爆网路 由于本项目处于闸门井，外壁相当薄，为确保施 工安全，根据规范及设计要求，本施工部位爆破振动 速度不超过5c n ∥s ，根据爆破振动速度测试结果， 最大单响药量控制在1 0k g 以内。因此掏槽孔和崩 落孔均采用电雷管引爆非电毫秒微差雷管、非电毫 秒微差雷管分段起爆导爆索起爆方式，具体分段起 爆网路为1 、3 孔为1 段，2 、4 孔为3 段，5 、6 、7 为5 段，7 、8 、9 为7 段。最大单响为5 ．4k g 允许最大单 响不超过1 0k g ，见图5 。 图5 起爆网路图 4 结语 采用V c R 法自下而上进行反导井开挖与采用 自上而下进行正导井开挖比较而言，反导井施工时 工人不用进入导井内作业，工作安全；不需用专门的 起吊设备进行出渣，节约开支；在一次性钻孔完成 后，可以连续进行爆破作业，施工工期较短。 参考文献 [ 1 ] 于亚伦．工程爆破理论与技术[ M ] ．北京冶金工业出 版社，2 0 0 4 ． [ 2 ] 杨文渊．工程爆破常用数据手册[ M ] ．北京人民交通 出版社，2 0 0 3 ． 专利介绍 三 专利名称弹药筒申请人英国埃利有限公司 专利申请号0 2 8 0 6 2 8 1 ．7公开号C N l 4 9 6 4 7 3 申请日2 0 0 2 ．0 1 ．0 9公开日2 0 0 4 ．0 5 ．1 2 一种弹药筒，包括一弹丸和一连接到弹丸的后端的壳体，弹丸具有一弯曲的前端，该前端终止于一与弹 丸的纵轴垂直的平的弹丸头。弹丸头设有一设在中心的凸起和围绕所述凸起的润滑剂容纳器。本发明还公 开了制造弹丸的设备和方法。 万方数据 VCR法在抽水蓄能电站闸门井开挖中的应用VCR法在抽水蓄能电站闸门井开挖中的应用 作者侯建常， 王应章， 雷进生， HOU Jian-chang， WANG Ying-zhang， LEI Jin-sheng 作者单位侯建常,王应章,HOU Jian-chang,WANG Ying-zhang中国葛洲坝集团公司,湖北,宜昌 ,443002， 雷进生,LEI Jin-sheng三峡大学土木水电学院,湖北,宜昌,443002 刊名 爆破 英文刊名BLASTING 年，卷期2006,234 参考文献2条参考文献2条 1.于亚伦 工程爆破理论与技术 2004 2.杨文渊 工程爆破常用数据手册 2003 本文链接