一種地下洞庫中層換裝施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種地下洞庫中層開挖施工方法，特別涉及一種地下洞庫中層換裝施工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]油氣儲備是保障國家能源安全的重要措施，而地下儲備庫是一種安全而節(jié)約的儲備方式。國外主要通過地下巖洞、鹽穴、廢棄油氣藏進(jìn)行油氣儲藏，而國內(nèi)則通過在基本完整的地層中采用人工修建地下洞庫群的方式進(jìn)行油氣儲藏。此類儲備庫群一般由多條相同洞庫間隔平行組合而成，單一洞庫高度約20?30m，寬約18?20m，長度約600?1000m。洞庫修建采用鉆爆開挖，根據(jù)施工裝備分層組織施工，通常為三層開挖。具體作法一般是采用由施工巷道通過上、中、底三層橫通道進(jìn)入主洞進(jìn)行分層開挖，待上層開挖、支護(hù)完成后，依次進(jìn)行下面各層的開挖與支護(hù)，而開挖慣用水平鉆孔爆破的方式完成。
[0003]此方法有明顯的局限性，主要表現(xiàn)在以下3點(diǎn):
(1)開通橫通道較多，既增加投資又加長工期；
(2)中層施工必須等中層橫通道完成后方可進(jìn)行，施工效率較低，施工時(shí)間長，增加施工成本；
(3)不能夠充分發(fā)揮機(jī)械化作業(yè)優(yōu)勢，無法實(shí)現(xiàn)鉆孔與裝碴運(yùn)輸同步作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述不足，提供一種無需中層橫道、施工效率高且能實(shí)現(xiàn)鉆孔與裝碴運(yùn)輸同步作業(yè)的地下洞庫中層換裝施工方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
一種地下洞庫中層換裝施工方法，包括以下步驟:
(1)進(jìn)行上層橫通道施工，并通過上層橫通道對洞庫上層進(jìn)行水平爆破施工；
(2)待完成所述上層橫通道與下層橫通道位置之間的洞庫上層施工或洞庫上層施工完成后，進(jìn)行下層橫通道施工；
(3)自洞庫上層對應(yīng)于所述下層橫道豎直中心線上進(jìn)行豎直爆破開井，利用對稱桶形深孔爆破一次成井技術(shù)形成一次成型豎井，連通洞庫上層與下層橫通道，擴(kuò)挖一次成型豎井到與下層橫通道等寬的方形深井；
(4)對稱擴(kuò)挖所述方形深井成與洞庫等寬的矩形深槽；
(5)以所述矩形深槽為臨空面，實(shí)施中層臺階深孔梯段爆破，對洞庫中層開挖；
(6)對所述洞庫中層進(jìn)行施工進(jìn)行到一定階段時(shí)，在洞庫下層從下層橫通道處實(shí)施洞庫下層水平爆破，并完成洞庫下層低臺階檢底施工。
[0006]作為優(yōu)選，步驟(3)中的用對稱桶形深孔爆破一次成井技術(shù)形成一次成型豎井的方法為:在洞庫上層底面對應(yīng)于所述下層橫通道的中心線上開豎井中空孔，所述豎井中空孔四周設(shè)置4-6個(gè)豎井掏槽孔，所述豎井掏槽孔不鉆透，并且豎井掏槽孔內(nèi)從上至下依次設(shè)置起堵塞作用的頂層鉆肩和間隔設(shè)置的炸藥，爆破后形成一次成型豎井。
[0007]作為優(yōu)選，所述豎井中空孔的直徑大于等于130mm，且必須鉆透。
[0008]作為優(yōu)選，所述豎井掏槽孔的直徑為76-90mm，第一個(gè)豎井掏槽孔距豎井中空孔的距離小于等于260mm，其余豎井掏槽孔距豎井中空孔的距離依次遞增50-100mm。
[0009]作為優(yōu)選，步驟(3)中的擴(kuò)挖一次成型豎井成與下層橫通道等寬的方形深井的方法為:在距一次成型豎井中心60-80cm的圓周上均勻布置第一圈豎井?dāng)U槽孔，從第二圈開始擴(kuò)槽孔與上一圈擴(kuò)槽孔間距控制在40?60cm且為正方形布置，分次完成爆破，形成方形深井。
[0010]作為優(yōu)選，所述豎井?dāng)U槽孔不鉆透，并且豎井?dāng)U槽孔內(nèi)從上至下依次設(shè)置起堵塞作用的頂層鉆肩和連續(xù)設(shè)置的炸藥，利用豎井?dāng)U槽孔分次進(jìn)行爆破擴(kuò)挖，將下層橫通道正上方洞庫中層巖石全部爆破。
[0011]作為優(yōu)選，步驟(4)中，當(dāng)一次成型豎井?dāng)U寬到與下層橫通道等寬的方形深井后，以所述方形深井為中心，沿洞庫寬度方向在方形深井兩端布置擴(kuò)井掘進(jìn)孔，所述擴(kuò)井掘進(jìn)孔成矩形布置，其間距為100-125cm，分層擴(kuò)挖爆破，直到形成一個(gè)與洞庫等寬的矩形深槽。
[0012]作為優(yōu)選，所述豎井中空孔與豎井掏槽孔、豎井?dāng)U槽孔和擴(kuò)井掘進(jìn)孔的中心線平行，所述豎井掏槽孔的鉆孔精度誤差小于lcm/m，所述豎井?dāng)U槽孔的鉆孔精度誤差不大于2cm/m。
[0013]作為優(yōu)選，所述步驟(5)對洞庫中層實(shí)施臺階深孔梯段爆破的同時(shí)，鉆孔與裝碴運(yùn)輸同步作業(yè)、周邊進(jìn)行預(yù)裂爆破，逐步完成洞庫中層施工。提高施工效率，節(jié)省施工時(shí)間。以導(dǎo)井?dāng)U挖形成中層梯段爆破起始臨空面的方法，較常規(guī)放坡開挖創(chuàng)造起始臨空面，更為安全、經(jīng)濟(jì)、高效。
[0014]作為優(yōu)選，步驟￠)中，所述洞庫中層梯度爆破面與下層水平爆破面的水平安全距離大于40m。
[0015]本地下洞庫中層換裝施工方法，取消了中層橫通道，待洞庫上層施工完成后，利用對稱桶形深孔爆破一次成井新技術(shù)施工豎井并進(jìn)行擴(kuò)挖，連通洞庫上層與下層橫通道，為梯段臺階爆破創(chuàng)造臨空面和出碴通道，洞庫中層有序?qū)嵤┨荻伪?，?shí)現(xiàn)鉆孔與裝碴同步作業(yè)，大大提高了洞庫的安全施工效率。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果:
1、通過在洞庫上層施工后，利用對稱桶形深孔爆破一次成井技術(shù)形成一次成型豎井，連通洞庫上層與下層橫通道，再進(jìn)行擴(kuò)挖形成與洞庫等寬的矩形深槽，再以所述矩形深槽為臨空面，實(shí)施中層臺階深孔梯段爆破，對洞庫中層開挖，減少了中層橫通道，節(jié)約了投資與施工成本；且在洞庫上層施工的同時(shí)，洞庫中下層可提前組織施工，縮短了其施工間隙，節(jié)約了工期；深孔梯段爆破結(jié)合周邊預(yù)裂爆破，大大降低了爆破對圍巖的擾動，既有效保護(hù)了圍巖，并且邊墻平整，有利于降低噴砼回彈；
2、以導(dǎo)井?dāng)U挖形成中層梯段爆破起始臨空面的方法，較常規(guī)放坡開挖創(chuàng)造起始臨空面，更為安全、經(jīng)濟(jì)、高效；在洞庫中層施工到一定階段時(shí)，保證與洞庫下層水平爆破的安全距離后，可對洞庫下層實(shí)施開挖，洞庫中層和下層的炮眼鉆設(shè)和出碴運(yùn)輸同步作業(yè)，一次爆破方量大；洞庫下層預(yù)留量少，低臺階撿底有利于保護(hù)底板質(zhì)量。
[0017]【附圖說明】: 圖1為本發(fā)明地下洞庫中層換裝施工方法的洞庫上層施工示意圖。
[0018]圖2為一次成型豎井的施工位置示意圖。
[0019]圖3為一次成型豎井和擴(kuò)挖爆破孔網(wǎng)布置示意圖。
[0020]圖4為一次成型豎井爆破裝藥布置示意圖。
[0021]圖5為洞庫中層臺階深孔梯段爆破開挖示意圖。
[0022]圖6為中層梯段爆破下層底臺階撿底示意圖。
[0023]圖7為圖6的俯視圖。
[0024]圖中標(biāo)記:1-洞庫上層，2-洞庫中層，3-洞庫下層，4-一次成型豎井，5-下層橫通道，6-上層橫通道，7-上層水平爆破面，8-中層梯度爆破面，9-下層水平爆破面，41-豎井中空孔，42-豎井掏槽孔，43-豎井?dāng)U槽孔，44-間斷炸藥，45-連續(xù)炸藥，46-頂層堵塞段，47-未鉆透段，48-擴(kuò)井掘進(jìn)孔，49-方形深井。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合試驗(yàn)例及【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)施例，凡基于本
【發(fā)明內(nèi)容】
所實(shí)現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
[0026]
實(shí)施例1
如圖1至圖7所示，一種地下洞庫中層換裝施工方法，包括以下步驟:
(1)進(jìn)行上層橫通道6施工，并通過上層橫通道6對洞庫上層I進(jìn)行水平爆破施工；
(2)待完成所述上層橫通道6與下層橫通道5位置之間的洞庫上層施工或洞庫上層施工完成后，進(jìn)行下層橫通道5施工；
(3)自洞庫上層I對應(yīng)于所述下層橫道的豎直中心線進(jìn)行豎直爆破開井，利用對稱桶形深孔爆破一次成井技術(shù)形成一次成型豎井，連通洞庫上層與下層橫通道，擴(kuò)挖一次成型豎井到與下層橫通道等寬的方形深井49 ;
(4)對稱擴(kuò)挖所述方形深井成與洞庫等寬的矩形深槽；
(5)以所述矩形深槽為臨空面，實(shí)施中層臺階深孔梯段爆破，對洞庫中層開挖；
(6)對所述洞庫中層進(jìn)行施工進(jìn)行到一定階段時(shí)，在洞庫下層從下層橫通道處實(shí)施洞庫下層水平爆破，并完成洞庫下層低臺階檢底施工。
[0027]如圖2至圖4所示，步驟(3)中的用對稱桶形深孔爆破一次成井技術(shù)形成一次成型豎井4的方法為:在洞庫上層I底面對應(yīng)于所述下層橫通道5的中心線上開豎井中空孔41，所述豎井中空孔41四周設(shè)置4個(gè)豎井掏槽孔42，當(dāng)巖石比較堅(jiān)硬難爆時(shí)，可視情況增加I?2個(gè)豎井掏槽孔。所述豎井掏槽孔42不鉆透，并且豎井掏槽孔42內(nèi)從上至下依次設(shè)置起堵塞作用的頂層堵塞段46和間隔設(shè)置的間斷炸藥44，爆破后形成一次成型豎井4。本實(shí)施例中，頂層堵塞44段采用鉆肩堵塞，掏槽孔取4個(gè)。
[0028]如圖3和圖4所示，所述豎井中空孔41的直徑設(shè)置為130mm，且必須鉆透。
[0029]如圖3和圖4所示，所述豎井掏槽孔42的直徑為80mm，第一個(gè)豎井掏槽孔42距豎井中空孔41的距離為250mm，其余豎井掏槽孔42距豎井中空孔41的距離依次遞增50mm。
[0030]如圖3和圖4所示，步驟(3)中的擴(kuò)挖一次成型豎井4成與下層橫通道5等寬的方形深井的方法為:在距一次成型豎井4中心60cm的圓周上均勻布置第一圈豎井?dāng)U槽孔43，從第二圈開始擴(kuò)槽孔與上一圈擴(kuò)槽孔間距設(shè)為50cm且為正方形布置，分次完成爆破，形成方形深井。
[0031]本實(shí)施例中，所述豎井掏槽孔42的裝藥量按平均線裝藥量9^0.45-0.551^/111計(jì)算，擴(kuò)槽孔q2=0.55?0.75kg/m計(jì)算。
[0032]所以單孔裝藥量Q1=ql X H、Q2=q2 X H，式中H—成井深度。
[0033]如圖4所示，所述豎井?dāng)U槽孔43不鉆透，并且豎井?dāng)U槽孔43內(nèi)從上至下依次設(shè)置堵塞作用的頂層堵塞段46和連續(xù)炸藥45，利用豎井?dāng)U槽孔43分次進(jìn)行爆破擴(kuò)挖，將下層橫通道5正上方洞庫中層巖石全部爆破。本實(shí)施例中，頂層堵塞44段采用鉆肩堵塞。
[0034]步驟(4)中，當(dāng)一次成型豎井4擴(kuò)寬到與下層橫通道5等寬的方形深井49后，以所述方形深井49為中心，沿洞庫寬度方向在方形深井49兩端布置擴(kuò)井掘進(jìn)孔48，所述擴(kuò)井掘進(jìn)孔48成矩形布置，其間距為100-125cm，分層擴(kuò)挖爆破，直到形成一個(gè)與洞庫等寬的矩形深槽。
[0035]本實(shí)施例中，所述擴(kuò)井掘進(jìn)孔48內(nèi)頂層端空孔采取鉆肩堵塞，底段不鉆透，中部設(shè)置連續(xù)炸藥，炸藥單耗按q3=0.35?0.5kg/m計(jì)算。
[0036]如圖4所示，進(jìn)行掏槽和擴(kuò)槽施工時(shí)，需要注意，所述豎井中空孔41與豎井掏槽孔42、豎井?dāng)U槽孔43和擴(kuò)井掘進(jìn)孔48的中心線平行，所述豎井掏槽孔42的鉆孔精度誤差小于lcm/m，所述豎井?dāng)U槽孔43的鉆孔精度誤差不大于2cm/m ;掏槽和擴(kuò)槽孔必須預(yù)留一定長度不鉆透，其預(yù)留不鉆透長度小于炮孔堵塞長度10?20cm，即圖4