[发明专利]一种软岩、极软岩区大直径调压井长进尺先导井光面爆破开挖法

说明书

本发明一种软岩、极软岩区大直径调压井长进尺先导井光面爆破开挖法，包括（A）长进尺先导井开挖和（B）调压井开挖的步骤。其中，（A）中包括I.布设先导井的爆破孔、II.先导井起爆、III.先导井出渣、IV.布设水平爆破孔的小步骤；（B）中包括V.布设调压井的爆破孔、VI.调压井起爆、VII.调压井出渣的小步骤。通过布置先导井以及调压井的爆破孔位置、设定起爆顺序、设计各个爆破孔的孔深、孔径和爆破强度的方式，解决之前由于反复爆破、开挖造成的围岩及混凝土衬彻剥落、开裂、掉块的问题，实现光面爆破效果，一次性开挖成型，自上而下出渣，改善了施工方式，提高了工作效率，有效保证了掘进进度，缩短了工期，也保证了人员及设备的安全。

技术领域

本发明涉及水利水电工程技术领域，具体涉及一种软岩、极软岩区大直径调压井长进尺先导井光面爆破开挖法。

背景技术

在水利水电领域，调压井是一种常见的水工建筑物结构，其已建工程的垂直深度范围可从十几米到四百多米，直径范围从几米到几十米。调压井可直接为水轮机提供水动力，其开挖质量和光面效果对水轮机后期的出力效果有很大影响，直接关系到发电量，甚至关系到整个电站的运行效率。

本发明所研究的对象是在软岩、极软岩区开挖大直径调压井的方法。软岩、极软岩是指强度低、孔隙度大、胶结程度差、受构造面切割及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的松、散、软、弱岩层，是天然形成的复杂的地质介质，一般将单轴抗压强度30MP作为界定软岩和硬岩的区分标准，小于30MP的则定义为软岩、极软岩。当大直径（大于10米）调压井处于软岩、极软岩区时，通常采用常规的全断面开挖支护方法，以短进尺爆破，采取自上而下的钻爆法循序渐进。每次进尺爆破后，开挖边界的围岩极易受到爆破影响，出现开裂、剥落、掉块、超挖、甚至大面积塌方现象，给后期衬彻工作造成巨大困难，另外，反复的爆破震动易对上层已经衬彻过的围岩及衬彻混凝土造成变形、开裂和坍塌的影响。这严重影响了调压井开挖施工的进度、成本、质量和安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种改善施工方式、提高工作效率、降低施工风险、缓解围岩与混凝土衬砌剥落、开裂及掉块问题的软岩、极软岩区大直径调压井长进尺先导井光面爆破开挖法。

为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：

一种软岩、极软岩区大直径调压井长进尺先导井光面爆破开挖法，包括如下步骤：

（A）长进尺先导井开挖

先导井布设在圆形开挖面中心，与开挖面形成同心圆结构，先导井开挖深度贯穿调压井，先导井直径为调压井直径的三分之一；

I. 布设先导井的爆破孔

在先导井圆心处布设中心爆破孔，深度贯穿调压井，全程装药；距离中心爆破孔0.8-1.2米处以其为圆心均匀布设8个爆破孔，深度贯穿调压井，全程装药；距离中心爆破孔1.6-2.4米处以其为圆心均匀布设8个光面爆破控制孔，深度贯穿调压井，全程装药；

II.先导井起爆

首先起爆光面爆破控制孔，间隔0.5秒后同时起爆中心爆破孔和爆破孔；

III.先导井出渣

采用钢纤维混凝土喷护先导井围岩，喷护厚度为8-10厘米；混凝土喷护施工48小时后，先导井自上而下出渣；

IV.布设水平爆破孔

在先导井出渣过程中，同时在先导井内井壁处布设与圆形开挖面平行的水平爆破孔，水平爆破孔的层数贯穿调压井，第一层距离先导井井口0.8-1.2米处以其中轴线为中心均匀布设水平方向呈辐射状的8个水平爆破孔，距离第一层0.8-1.2米处向下布设第二层水平爆破孔，以此类推直到布设完成最底层水平爆破孔为止；

（B）调压井开挖

V.布设调压井的爆破孔