[发明专利]抽水蓄能电站大跨径地下洞室爆破切割结合开挖施工方法

说明书

本申请提供抽水蓄能电站大跨径地下洞室爆破切割结合开挖施工方法，涉及地下洞室爆破切割施工技术领域，包括以下步骤：(1)预裂爆破；(2)中部梯段爆破；(3)边墙切割孔造孔；(4)轨道布置；(5)绳锯切割；(6)基槽取料；本申请提供的抽水蓄能电站大跨径地下洞室爆破切割结合开挖施工方法，围岩整体性及稳定性高。边墙采用无爆破切割，对洞室岩层整体破坏性较小，尤其对岩层复杂区域或Ⅲ、Ⅳ类围岩，产生扰动较小，保证围岩不受振动破坏，确保围岩的整体性与稳定性。

技术领域

本申请涉及地下洞室爆破切割施工技术领域，具体涉及抽水蓄能电站大跨径地下洞室爆破切割结合开挖施工方法。

背景技术

目前抽水蓄能电站地下洞室开挖仍采用传统的矿山法或者无爆破切割法施工。图1为现有技术中洞室爆破开挖示意图，如图1所示，传统爆破开挖受雷管炸药管理约束不能进行24h循环作业。爆破震动大，对下部岩层的整体性影响较大，开挖过程中经常出现因爆破震动影响增加补强支护，甚至造成洞室坍塌。开挖的工艺质量难以达到设计要求。安全风险高、施工效率低、作业环境差，施工人员投入较多且施工组织复杂，传统爆破无法保证开挖安全和质量。

无爆破切割施工工艺受地质因素影响较大，特别是高地应力条件下，无爆破切割结合开挖效率较慢，对工期影响较大，无爆破切割无法保证施工进度。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本申请提供抽水蓄能电站大跨径地下洞室爆破切割结合开挖施工方法，以达到降低洞室开挖爆破作业风险、缩短工期、提高洞室开挖质量、降低施工成本的有益效果。

本申请提供抽水蓄能电站大跨径地下洞室爆破切割结合开挖施工方法，包括以下步骤：

(1)预裂爆破：为保证两侧边墙切割区域的完整性，在中部梯段爆破前，先对爆破区域和切割区域分界线进行预裂爆破；为确保洞室两侧边墙围岩稳定，洞室预裂爆破界线距离边墙宽度应不小于1.5米；

(2)中部梯段爆破：对开挖体中部区域先进行传统爆破，然后进行开挖，预留两侧对边墙进行绳锯切割；

(3)边墙切割孔造孔：采用搭设在样架的潜孔钻进行钻孔，并通过测量控制钻孔；使用全站仪测量放样时，首先在岩面放样造孔位置点，然后在造孔点后2-3米距离放样出后视点，将两个测量放样点用红色油漆相连成直线，可以参照直线控制造孔方向和角度；

(4)轨道布置：根据绳锯钻孔位置及切割高度进行绳锯轨道铺设；

(5)绳锯切割：将金刚石串珠绳穿入切割孔并套在绳锯导轮上，运转绳锯设备，先使绳锯设备缓慢运转，绳锯正常运转后，逐渐提升绳锯切割速度，在绳锯切割过程中，向切割部位持续注水以减少对金刚石串珠绳的磨损；

(6)基槽取料：边墙绳锯切割后，将珠绳沿纵向水平孔、横向水平孔穿入，用水平切割的方法将已切割完成的石料剥离出来，进行石料的运输和处理。

进一步的，预裂爆破后的预留切割部位厚度大于1.5米。

进一步的，中部梯段爆破中，当开挖高度超过5米，采用液压钻机造竖直孔，进行梯段爆破；当开挖高度小于5米，采用多臂钻造孔，采用水平爆破。

进一步的，通过边墙切割孔造孔的孔向和角度控制切割边线，造孔的全过程需要测量人员跟踪复核，切割时只需要将金刚石串珠绳穿入孔内，即可保证边墙结构无欠挖。

进一步的，轨道安装前，人工配合挖机先将基础进行平整，可下垫枕木，轨道安装必须平、顺、直，以保证绳锯行走过程中的稳定与切割的质量。

进一步的，绳锯正式启动前，先进行准备工作的检查确认，确认内容包括：施工用水、施工用电要满足绳锯施工要求；切割钻孔精度要满足开挖设计尺寸要求；绳锯设备能正常工作，轨道布置平、顺、直能满足施工要求，金刚石串珠绳检查要合格。

进一步的，绳锯切割包括以下步骤：