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覆盖层开挖21117.04m3,石方明挖65764.42m3,锚杆1596根,喷混凝土705.6m3,挂钢筋网17.12t,排水孔2266.1m等。

各部位主要工程量见表1。

坝区土石方明挖及支护主要工程量表

表1

工程部位及项目

单位

工程量

备注

土石方明挖工程

坝基盖层开挖

m3

7654.14

大坝坝基及河床

坝基石方明挖

11339.18

坝肩石方明挖

21341.59

左、右岸坝肩780.00m高程以上

护坦覆盖层开挖

13462.89

护坦石方明挖

29359.29

Dr1危岩体明挖

3724.36

左岸798m~840m高程

支护工程

锚杆(Φ25、L=4.5m)

1252

坝肩、坝基及护坦

锚杆(Φ25、L=9m)

250

坝肩及右岸护坦805.00m高程以上马道

锚杆(Φ25、L=3m)

94

危岩体边坡

喷混凝土(C20厚10cm)

705.6

坝肩及护坦621.6m3,危岩体84m3

挂钢筋网

t

17.12

坝肩及护坦13.8t,危岩体3.32t

排水孔(ф50mmL=3m)

m

291

排水孔(ф50mmL=5m)

1975.1

坝肩及护坦边坡

1.2坝址区工程地质条件

坝址区属灰岩峡谷地形,河流流向在坝线处为近EW向,形成一向右岸凸出的河湾地块,坝址区枯期天然河水位高程为779.5~787.7m,谷底宽25-60m,两岸宽谷平台高程为925~950m左右,峡谷深145~180m。

坝线位于河湾下游,河流流向近EW向,陡壁顶高程950m,河谷切深150~160m。

坝址河谷断面呈窄“U”型,自然边坡坡角约73°

坝址枯期河水位778.74m,水深1~6m左右,谷底宽约25m。

水库正常蓄水位805m高程时谷宽43m,宽高比1.3:

1。

基岩岩性单一,为C3mp厚层灰岩。

坝址区出露地层为上石炭统马平群(C3mp)浅灰色、灰色厚层块状致密灰岩,总厚250~350m。

河床附近分布有第四系崩塌堆积层(Qcol)大块石、碎石,冲积层(Qal)砂卵砾石及坡积层(Qdl)碎石夹粘土,厚度5~20m不等。

坝址区构造上位于西新向斜中部隆起部位,属同一构造单元区。

左岸平台发育一个小型穹窿构造,两岸岩层产状差异较大,坝线处右岸岩层产状为N55W/SW∠35~50;

左岸河湾处为N65W/SW∠56,形成一顺向边坡。

断层主要发育有5条,其规模较小。

坝区河床岩体均为灰岩,化学风化为主,分为弱微两级,根据物探及钻孔资料,弱风化下限在河床基岩面以下一般为3~12m,局部地段可达19m;

推测两岸岸坡弱风化水平深度为10~15m。

根据地表调查,坝址区河谷卸荷裂隙主要集中发育于850m以上高程,水平发育宽度在5~10m,并有上宽下窄之规律,裂隙发育方向主要为顺河向或以小角度与河谷相交,多张开,充填灰岩碎石及少量粘土,局部形成危岩体。

坝区河床覆盖层2.7~8.5m,岩体风化不强烈,无强风化层分布,弱风化及微新岩体的透水率多在1~2Lu之间,水库蓄水后主要存在坝基渗漏及库首绕渗,推测左岸存在地下岩溶管道。

坝基以透水率小于5Lu为控制标准。

坝基岩性均一,岩体完整,力学强度较高,坝基深层滑动不是控制条件,起控制作用的是浅层滑动,主要是沿地基接触面上滑动。

开挖过程中两坝肩边坡整体稳定性较好,但仍可能存在局部失稳的结构体,需及时采取支护措施。

大坝泄流对下游河段冲刷问题不大,两岸稳定性较好。

1.3施工特点

①坝址河谷断面呈窄“U”型,左右岸均为陡壁,整体施工布置难度较大。

如何进行施工道路及风、水、电线路的布置,是确保左右岸坝肩正常施工的关键。

②左右岸坝肩距离较近,爆破干扰较大。

③左右岸坝肩均为灰岩陡壁,岩石常年裸露在外,开挖后将存在局部失稳的结构体,处理难度较大,需增加随机支护。

④两岸边坡开挖均为垂直边坡,开挖梯段较高,需要及时进行支护。

⑤推测沿左岸河间发育有岩溶管道,右岸自坝轴线至中天星桥之间存在一个向NE突出的河湾地块,库水有沿河湾向下游管道集中渗露的可能。

2、施工布置

2.1施工道路布置

由于坝区地处峡谷,两岸边坡陡直,施工道路布置极为困难,除利用场内已有道路外,考虑主要修筑下基坑道路进行施工,另修筑施工便道进出工作面。

开挖施工道路特性表

表2

道路名称

长度

(m)

路宽

最大

坡比

路面结构

主要作用

下基坑公路

375

5~6

12%~14%

石渣路面

从上坝公路路头进入河床坝基的开挖出渣道路

上游围堰公路

120

3%

从下基坑公路进入上游围堰河床的开挖施工道路

基坑临时垫渣路

150

4.5

5%

沿导流洞出口填筑至大坝位置,主要为大坝前期出渣道路。

至右坝肩施工便道

180

1.5~2

26%

人行便道,主要供小型设备和人员进出工作面

左坝肩人行便道

1.5~2

2%

从导流洞出口上游侧人工开挖修至左岸开口线位置,为大坝前期出渣道路

说明:

①至右坝肩施工便道从坝顶公路修至坝纵0+45桩号开口线上部,主要利用手风钻开挖人工铺填。

然后在该便道尽头设置爬梯到达工作面,爬梯随着开挖面的下降而向下延伸。

该便道主要供右坝肩817.00m高程以上开挖使用。

817m高程以下可利用右岸灌浆洞作为交通要道。

②左坝肩人行便道从导流洞出口上游侧沿着山坡开挖至左岸危岩体及坝肩开口线位置,该道路随着开挖面的下卧而下降。

施工道路布置详见附图1《开挖施工平面布置图》。

2.2风、水、电、照明

2.2.1供风

前期修建施工便道和左右岸边坡开口线开挖时采用4台3.5m3/min油动空压机供风。

待具备大面积开挖条件以后,在左右岸各设置一个相对固定的空压机站,每个空压机站各布置2台20m3/min电动式空压机供风。

右岸空压机站前期布置在坝顶公路路边,待右岸开挖至810m高程以后,将该空压机站移至基坑上游开挖范围以外,提供右岸剩余边坡及基坑开挖用风。

左岸空压机站布置在导流洞出口上游侧。

另外在右岸交通洞内布置1台17m3/min油动空压机作为备用风源。

本工程开挖施工共配置5台(4台电动、1台油动)空压机,总风量97m3/min,供风主管采用4″钢管,支管采用1″胶管连接。

2.2.2施工用水

施工用水主要为手风钻造孔和喷锚支护等用水。

右岸施工用水时从坝顶公路边的一级水池内抽取,左岸施工用水直接利用高扬程的水泵从涟江内抽取。

2.2.3施工用电

施工用电设备主要为电动空压机、喷锚机、混凝土搅拌机和夜间施工照明等。

在右岸坝顶公路旁边安装一个500KVA的变压器作为主供电源,并在左右岸空压机站分别设置一个配电盘,电源从变压器上接取,各部位用电从相应的配电盘上引接即可。

2.2.4施工照明

边坡开挖时在开挖边坡上布设1kW碘钨灯照明,每20m设置一个,工作面附近增设3~4个。

基坑开挖时在基坑上下游开挖面以外各布置一个3.5KW的灯塔集中照明,局部阴暗角落增设1KW的碘钨灯进行照明。

所有的照明均采用带漏电保护装置的开关。

2.3渣场

本工程可利用的渣场为1#渣场。

1#渣场位于坝址上游,沿上坝公路距1#施工支洞洞口约1.1km。

计划主要堆放本标段内的坝肩、大坝基坑以及护坦开挖弃渣。

弃渣堆放时按要求进行。

渣场维护与管理按监理人要求分区规划,按设计要求立好分界标志牌,派专人指挥倒渣、推渣及渣场的维护,渣料自下而上分层进行堆筑,推土机整平摊铺,反铲配合人工修坡,每层按照3~6m左右高度填筑。

堆渣体填筑过程中尽量使堆渣平起上升,以便于机械化快速施工;

堆渣场周围及场地内做好防洪、排水等保护措施,以防止冲刷和水土流失。

2.4施工期排水

根据招标文件,坝址区雨量充沛,年内降雨量主要集中在5~10月,大洪水多发生在6~7月。

而本标段土石方明挖主要在枯水期施工,因此不需重点考虑地表水的排放,施工期间排水主要为基坑排水。

基坑排水主要为围堰及地下渗水、降雨汇水和少量施工弃水的排放,以保证基坑具备干地施工条件。

施工时首先在基坑上下游开挖面外侧设置集水坑拦截围堰渗水,各布置2台8″离心泵进行抽排,若渗水较大不能及时排除时,可在上下游各增加2台10″离心泵加大抽排能力;

同时在基坑开挖面内根据实际积水情况增设3~4个临时集水坑(低于大面2~3m),利用排水沟或排水管将水引流至临时集水坑内,用2~4″泥浆泵抽排至上下游集水坑内。

对可能影响施工的地下水、渗漏水等,就近开挖集水坑和排水沟槽将水妥善引排。

3、施工进度计划说明

根据现场情况和工程总进度的要求,土石方明挖及支护于2005年10月中旬开工,2006年4月底基本结束,剩余坝区基坑保护层开挖待2006年主汛期以后10月初开始施工。

坝区及护坦土石方总开挖量约为8.7万m3,最高月开挖强度为2.8万m3/月。

主要部位开挖、支护施工工期安排如下:

左岸坝肩开挖、支护(高程780.00以上):

2006年01月01日开始,于2006年03月21日结束。

总开挖开挖方量为1.73万m3(含Dr1危岩体处理)。

右岸坝肩开挖、支护(高程780.00以上):

2005年10月25日开始,于2006年03月12日结束。

总开挖开挖方量为1.34万m3。

坝基河床开挖、支护(高程780.00~767.00):

2006年03月10日开始施工,于2006年04月17日结束,总开挖方量为0.9万m3。

基坑保护层开挖(高程767.00~765.00):

2006年10月1日开始施工,于2006年10月20日结束,总开挖方量为0.23万m3万。

消能区开挖、支护:

2005年10月25日开始施工,于2006年04月30日结束,总开挖方量为4.28万m3。

各部位开挖支护施工进度计划详见《大坝及护坦土石方明挖及支护施工进度计划横道图》。

4、开挖施工方法

4.1大坝开挖施工

由于坝肩地处峡谷,两岸边坡陡直,施工道路布置极为困难,另开挖量较小,考虑主要采用人工手风钻钻爆施工,下部岩体较厚处可采用100B潜孔钻机或小型履带式钻机钻孔。

㈠施工程序

开挖施工时,按自上而下、自外而内的原则进行,开挖顺序为:

场地清理覆盖层开挖梯段钻爆开挖保护层开挖。

㈡施工方法

⑴场地清理

施工前由测量放出设计开挖边线,对开挖范围内的原始地形、地貌进行复测,核实开挖原始断面,确定开挖及清理范围,清理开挖区内的植被、杂物,并在开挖开口边线外做好排水沟。

清理的植被、杂物,表土等,按监理工程师指定位置堆放。

⑵覆盖层开挖

上部覆盖层采用人工开挖,河床覆盖层采用CAT320反铲挖装,12t自卸汽车运输至渣场。

遇有较大的漂石时,采用手风钻解爆。

⑶石方开挖

采用自上而下、边坡预裂、分层开挖的方式进行施工,分层高度为3m,临近马道或水平建基面时,预留1.5~2m厚保护层。

上部开挖时重机无法进入工作面,为减少人工扒渣量,采用抛掷爆破。

各部位、层的开挖按钻孔、爆破和出渣的顺序进行。

具体详见附图2《大坝开挖分层示意图》。

①石方钻爆

采用手风钻施工,分层高度确定为3m,炮孔直径为Φ45mm。

预裂孔间距0.5m,利用导爆索串联φ20药卷间隔装药,爆破孔间排距为1.5m×

1.0m,装药时采用直径φ32mm的药续装药,炸药为2#岩石硝铵炸药(遇水时采用乳化炸药),爆破采用非电毫秒延期雷管微差起爆网络。

具体爆破参数在施工前期经现场生产性爆破试验后确定,爆破设计见附图3《边坡开挖典型块爆破设计图》

②保护层开挖

为确保大坝建基面不遭受破坏,临近水平建基面时预留1.5~2m厚保护层。

马道水平预裂孔采用手风钻造孔,孔径φ45mm,孔距0.5m,装药时采用竹片绑扎,导爆索串联φ20mm乳化药卷间隔装药,线装药密度为150~200g/m。

基坑保护层施工时,先在基坑中部沿上下游方向开槽,然后从中间向两侧扩展,采用水平预裂法施工。

水平预裂孔采用岩石电钻钻孔,孔径φ50mm,孔距0.6m,装药时采用竹片绑扎,导爆索串联φ32mm乳化药卷间隔装药,线装药密度为200~250g/m。

爆破孔采用YT-28手风钻钻孔,孔径φ45mm,间排距为1.2m×

0.8m,孔底距水平预裂孔0.2m,炸药采用乳化药卷,药卷直径φ32mm。

爆破采用非电毫秒延期雷管微差起爆网络,最大单响药量不大于50kg。

具体爆破参数在施工前期经现场生产性爆破试验后确定。

爆破设计见附图4《基坑保护层开挖爆破设计图》。

③出渣

上部采用抛掷爆破,人工清除工作面余渣,下部采用反铲配合推土机翻渣,反铲或装载机在基坑挖装,12t自卸汽车经下基坑道路运输至1#渣场,部分开挖弃渣直接用于围堰填筑。

4.2护坦开挖

护坦上下游方向长约50m,大面开挖高程为766.0m高程,趾槽底部高程763.0m。

覆盖层开挖:

采用人工配合反铲开挖,机械无法施工时人工开挖,河床部位覆盖层采用TY-220推土机推集,CAT320反铲挖装,12t自卸汽车经基坑施工道路运输至渣场。

遇有体积大于0.7m3的孤石时,采用手风钻钻孔解爆。

石方开挖采用自上而下、自上游向下游开挖的施工方式,由于边坡开挖厚度较薄,采用手风钻钻孔浅孔爆破、边坡预裂进行施工,分层高度为3m左右。

炮孔直径为φ45mm,爆破孔间排距为1.5×

1.0m,采用φ32药卷直径连续装药,预裂孔间距0.5m,采用导爆索串联φ20mm乳化药卷间隔装药,线装药密度为150~200g/m。

爆破采用非电毫秒延期雷管微差起爆网络。

具体爆破参数在施工前期经现场生产性爆破试验确定。

保护层开挖:

临近水平建基面时预留1.5m左右厚保护层。

采用“一次钻爆法”施工。

爆破孔采用YT-28手风钻钻孔,孔径φ45mm,间排距为1m×

0.8m,孔底直接钻至设计高程,装药时孔底加设20~30cm柔性垫层作为人工撬挖层。

炸药采用直径φ32mm药卷连续装药,爆破采用非电毫秒延期雷管微差起爆网络,最大单响药量不大于50kg。

趾槽开挖:

趾槽位于坝纵0+095.030,趾槽底部高程为EL763.0。

采用两侧预裂,一次成型的开挖方式,钻孔采用手风钻钻孔,孔底直接钻至设计高程,装药时孔底加设20~30cm柔性垫层,爆破采用非电毫秒延期雷管微差起爆网络,并遵循先中间再两侧的“V”型起爆方式,周边采用光面爆破。

出渣:

开挖石渣采用反铲挖装,12t自卸汽车运输。

4.3危岩体开挖

Dr1危岩体位于左坝肩798m~840m高程,Dr1危岩体的开挖采用手风钻钻爆、人工撬挖配合的施工方法,爆破采用浅孔、小药量、弱爆破的方式进行施工,在开挖过程中应经常观测,及时支护。

4.4石方明挖爆破试验及弹性纵波波速检测

4.1.1爆破试验

石方明挖时,应对爆破材料的性能、爆破参数等进行试验。

选择最佳的爆破参数,是保证工程施工质量的先决条件。

施工方案中引用的爆破参数均为根据本工程的地质资料及其它类似工程施工经验初步拟订的,实际施工时,必须经过不同的爆破试验,选择不同特性岩层的爆破参数,一方面满足设计要求,同时满足开挖施工的进度要求。

㈠、爆破试验的目的、试验内容、试验区的选定

⑴试验目的:

确定适合本工程地质条件、岩石特性的预裂爆破、梯段爆破参数;

控制爆破对非开挖岩体的破坏、扰动范围;

掌握爆破对相邻建筑物的影响程度;

确定爆破区爆破地震效应参数。

⑵试验内容:

①爆破材料性能及爆破参数试验;

②爆破对地表、地下岩体破坏范围测试;

③爆破前与爆破后保留岩体的声波测试;

④爆破振动测试地震衰减规律。

⑶试验区选定:

爆破试验区初步选定坝基上部。

㈡、爆破参数的试验方法

(1)梯段爆破参数试验方法;

①按照初拟爆破设计和图纸设计边线,进行布孔、钻孔、装药;

②不同特性岩体分别布置试验测点;

③改变单位耗药量(kg/m3)和装药结构,逐排或两排爆破;

④对初步确定的爆破参数进行一组复核试验;

⑤梯段爆破效果应符合下述要求:

爆破石渣的块度和爆堆应能适合挖掘机机械作业,可利用爆破石渣,其块度和级配应符合有关技术要求;

爆破对紧邻爆区岩体的破坏范围小,爆破底部炮根少;

爆破地震效应和空气冲击波小,爆破飞石少。

(2)预裂爆破参数试验方法

①用统一孔径;

②不耦合系数(分别取2、3)固定;

③不同特性的岩体分别布置试验测点;

④对边坡、水平预裂面分别测试;

⑤沿预裂面改变孔距和线装药密度;

⑥对初步确定的爆破参数进行一组复核试验;

⑦检查试验预裂效果,预裂面的平整度对规范要求(<15cm=的符合程度,孔壁爆破裂隙和半孔率。

4.2弹性纵波波速检测

根据标书要求,为检测坝基岩体质量及爆破开挖质量,需对坝基岩体爆前、爆后以及开挖以后一段时间内的跨孔、单孔弹性纵波波速进行测试。

在坝基开挖过程中,每20m高差对建基面进行一次爆前、爆后岩体波速测试,按照监理工程师确定的测试孔数及测点密度,在钻孔内进行测试。

爆前、爆后波速测试孔必须相同。

对每次的监测成果及时整理分析,报送有关部门,用以有效的指导现场施工。

分析内容主要包括:

本次爆破对监测部位的振动影响情况,爆破对基岩的影响深度。

综合成果,结合现场爆破情况,分析爆破效果,对下阶段爆破提出改进建议,提高开挖质量和施工安全。

5、支护工程

施工支护主要部位为大坝、护坦边坡、危岩体边坡。

支护形式主要为锚杆、喷混凝土、挂钢筋网及排水孔等,支护随开挖及时进行,开挖一层支护一层。

支护时分片搭设脚手架。

5.1锚杆施工

根据现场揭露岩石实际情况,除局部岩石较差部位及时打安随机锚杆外,其余按施工图纸的设计进行支护。

边坡锚杆均采用“先注浆后插杆”的方式施工。

锚杆规格主要有Φ25、L=3m;

Φ25、L=4.5m;

Φ25、L=9m三种。

1锚杆施工工序:

布孔→钻孔→清孔→注水泥砂浆→插锚杆→孔口封堵→验收。

2锚杆施工方法

布孔:

开挖面形成后,将开挖面上的浮石撬除,并将岩面清理干净,根据设计图纸布设孔位;

造孔:

长度为4.5m和3m的锚杆钻孔采用手风钻(YT-28)造孔,长度9m的锚杆采用岩石电钻造孔。

洗孔:

钻孔结束后,用高压风水洗孔,并将孔内水吹干;

验孔:

对孔位、孔深、斜度进行检查,验收合格后方可进入下道工序;

注浆、插锚杆:

按配合比拌制砂浆,注浆机注浆,人工安插锚杆,必须遵循“先注浆、后插杆”施工原则。

锚杆在后方加工厂制作。

注浆密实度试验:

选取与现场锚杆施工参数和工艺相同的钢管或塑料管进行注浆,养护7天后剖管检查其密实度。

拉拔力试验:

按作业分区在每300根中抽查一组(三根)进行拉拔力试验。

5.2喷射混凝土施工

喷砼施工程序为:

施工准备→岩面清理→验收→拌合→喷射→养护。

⑴在喷射混凝土前对喷射面进行检查,并做好以下准备工作:

清除开挖面的浮石和堆积物;

处理好光滑岩面;

安设工作平台;

用高压风水枪冲受喷面,对遇水易潮解的泥化岩竲,采用高压风清扫岩面;

粘土夹层或其它地质缺陷中的土应挖除到规定深度;

埋设控制喷混凝土厚度的标志。

⑵喷射作业前,施工人员应对施工施工机械设备、风、水管路和电线等进行全面检查和试运行。

⑶施工人员应在受喷面滴水部位埋设导管排水,导水效果不好的含水层可设盲沟排水,对淋水处可设截水圈排水。

⑷需挂钢筋网支护,钢筋网在后方加工,按要求的网格编焊成2~4㎡一块,运至现场后,人工铺挂。

⑸边坡喷射混凝土采用“干喷”法进行施工,混合料搅拌时间不少于1分钟。

基岩面采用高压风进行清理。

⑹喷射砼作业分段、分层进行,每层喷射厚度3cm~5cm。

喷射砼时,喷射方向尽可能垂直岩面,喷嘴至岩面的距离为0.8~1m。

采用预埋钢筋头或直接利用锚杆外露长度等措施控制喷砼厚度。

自下而上,先凹后凸,小螺旋式喷射。

⑺在钢筋网周围实施喷混凝土时,喷嘴应更近些,方向也应略偏,以便埋住钢筋。

并填满钢筋与岩石面之间的空隙。

⑻混凝土喷射完成,终凝2h后即开始喷水养护,在14天内应使喷层表面经常处于湿润状态,当气温低于+5℃时,不得喷水养护。

当喷射混凝土周围的空气湿度达到或超过85%时,经监理人同意,可准予自然养护。

各部位喷砼施工前应进行现场生产性喷砼实验。

5.3排水孔施工

坝肩、护坦及危岩体边坡排水孔共计2266.1m,孔径为φ50mm,排水孔入岩深度为3m和5m两种。

排水孔施工程序:

布孔→钻孔→洗孔→验孔。

喷锚支护结束以后,根据设计图纸布设孔位,其孔位偏差不得大于10cm;

排水孔采用KWYD40a岩石电钻造孔。

钻孔结束后,用高压风水洗孔,并将孔内水和岩粉吹干净;

对孔位、孔深、斜度进行检查,验收合格后方可进入下道工序时施工。

6、质量安全保证措施

6.1质量保证措施

㈠建立、健全质量检查监督体系,配备专职质检人员,制订完善的质检制度。

㈡对主要技术人员及爆破专业人员进行培训考核,持证上岗。

㈢大力开展“QC”小组活动,实现质量管理目标,形成质量管理网络。

建立责任制和质量奖罚措施。

㈣严格按质量管理体系操作程序的要求执行,保证各工序过程受控。

㈤提高施工工艺,优化爆破设计。

⑴每次施工前,制订详细爆破设计,按设计指导现场施工。

⑵对不同的爆破方式,不同部位的爆破前进行现场试验,确定合理爆破参数和爆破网络设计。

⑶每次开挖施工前,必须按设计图纸测量放线,精度必须达到设计和规范要求,开挖后对体型测量复核。

⑷采用预裂爆破,控制单响药量。

主要钻爆参数选择:

预裂孔间距是控制岩面平整度的重要因素,根据岩石结构面及破石等情况,岩石较完整,结构有利于岩体稳定,间距取大值,反之取小值;

预裂孔线装药密度是控制岩面半孔率的重要因素,根据岩石等情况,合理选取线装药密度,岩石完整取大值,反之取小值。

⑸钻孔均采用罗盘定位,根据所选用钻孔设备及梯段高度,预裂孔角度控制在1°

以内。

钻孔过程中及钻孔后对钻孔方位、角度、孔深采用罗盘、钢卷尺等工具逐孔检查,不合格及时补打,否则不得进入下道工序。

⑹预裂孔采用间隔不偶合装药,不偶合系数取2~5,将药卷绑扎在竹片一侧,提前在炸药库加工好。

装孔时将炸药一侧放置于被炸岩体;

在预裂孔前的一排孔设缓冲孔,其装药结构为不偶合连续装药,装药量为主爆

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