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中国水电五局获得四项爆破技术国家专利

2017-09-19    来源:中国水电五局卡鲁玛尾水隧洞项目部    浏览:









 
      由中国水电五局施工的卡鲁玛尾水隧洞工程位于乌干达境内的卡尔扬东哥地区卡鲁玛村。尾水隧洞共两条:1#尾水洞长8705.505m,2#尾水洞长8609.625m,开挖断面呈平底马蹄形,宽13.60~15.20m,高13.45~15.05m,围岩主要为花岗片麻岩,以II~III类围岩为主,f=8~10,极少量IV类围岩。尾水隧洞布置有8#、9#、10# 三条施工支洞,支洞开挖断面均呈城门洞形,宽8.16~8.44m,高7.38~7.52m。隧洞总开挖方量295.8万m3,总投资5.9亿美元,是目前世界上规模最大的尾水隧洞工程。
      乌干达卡鲁玛水电站尾水隧洞工程具有洞线长、开挖断面大、围岩坚硬、工期紧等特点,是典型的境外长大隧洞,能否保质、按期履约完工,涉及到国家的形象、荣誉,因此中国水电五局抽调全局力量,组建了高效精干的项目经理及技术专家团队。项目部高度重视开挖质量及技术管理工作,自2014年9月下旬,各支洞开挖作业陆续开工以来,技术专家团队在中国水电五局教授级高工、中国爆破行业协会专家、四川省工程爆破协会专家委员会委员杨玉银带领下,很抓光面爆破技术创新工作,采取了多项快速掘进技术措施,攻克了多项技术难题,最终实现了尾水隧洞光面爆破和快速掘进,在非洲东部创造了“卡鲁玛速度”,创造了施工支洞提前80天进入主洞,开挖单面月进尺235.2m(开挖断面54.34m2);创造了主洞上层开挖单面月进尺257.1m(开挖断面91.54m2),主洞下层开挖单面月进尺324.3m(开挖断面76.27m2)的好成绩,成功实现了快速掘进,确保了主洞开挖进度满足整个工程总进度工期要求。在尾水隧洞10个主要开挖作业面全面实现了光面爆破,半孔率达到90%以上,平均超挖量控制在10cm以内,为中国电建集团赢得了荣誉,也为中国电建集团扎根乌干达国际市场奠定了坚实的基础。中国电建集团总工程师宗敦峰2015年9月视察卡鲁玛尾水隧洞时,盛赞中国水电五局施工的卡鲁玛尾水隧洞的光面爆破技术水平可以代表电建集团的水平。
      在尾水隧洞开挖过程中,为了克服境外施工的实际困难,实现快速掘进和光面爆破,进行了多项关键爆破技术攻关,共获得了四项国家专利,其中3项发明专利和1项实用新型专利;形成了四项省部级工法;获得了两项省部级科技进步奖;撰写相关爆破技术论文7篇,分别在《工程爆破》、《爆破》上发表。经中国电力建设专家委员会鉴定,该系列技术成果达到了国内领先水平。相关专利介绍如下:
      1、发明专利:一种应用于软岩和极软岩的光面爆破方法(专利号ZL 2015 1 0097442.7)有效地解决了:在软岩和极软岩隧洞开挖中,由于岩石过软,孔内药量偏大,造成光爆效果差等问题,实践证明:采用本发明所述应用于软岩和极软岩的光面爆破方法,可有效减轻爆破对围岩的扰动,避免了因爆破振动、冲击造成围岩大量超挖的情况,并且岩层爆破脱落效果很好,有效的减少超挖,降低成本。
      2、发明专利:一种基于φ32mm药卷的光面爆破方法(专利号ZL 2015 1 0097511.4)很好地解决了:在8#支洞III类围岩开挖期间,光爆用φ25mm细药卷短缺、绑扎光爆药串用的竹片无法买到等问题,通过一系列改进,即便在只有最常见的φ32mm常规药卷和导爆索条件下,仍能取得良好的光爆效果。这一发明专利简化了光爆药串加工工序,减少了光爆层脱落需要克服的阻力,减轻了爆破对洞周被保留岩体的伤害,同时也节省了光爆药串加工费及竹片、胶布等材料费,并有效控制超挖,从而节省了因超挖造成的大量混凝土回填,降低施工成本。
      3、发明专利:一种分部楔形掏槽 (专利号ZL 2015 1 0554219.0):通过对传统掏槽方式的改进与创新,深度挖掘提高爆破效率的施工技术,同时改善隧洞爆破的整体效果,发明了分部楔形掏槽,将掏槽分为上部楔形掏槽和下部楔形掏槽两部分,中间间隔适当距离,这样能够合理增大掏槽面积,形成较深且环向面积较大的掏槽空腔,从而有效减小周围崩落孔爆破时孔底和环向的夹制作用,提高炮孔的利用率,加快爆破循环进尺,使得爆破更加容易,并且在保证爆破效果的基础上减少了掏槽孔钻孔的数量,从而能够减少钻孔工作量,减少炸药装药量,加快了隧洞开挖的施工进度。
      4、实用新型专利:一种应用于隧洞开挖光面爆破的装药结构(专利号ZL 2015 2 0701963.4)成功地解决了:在国外施工时,隧洞光面爆破专用光爆细药卷、绑扎光爆药串的竹片难于买到,并且装药程序较为复杂,导致装药时间较长,爆破成本较高等问题。本实用新型专利成功改进了光面爆破传统的装药结构及装药方法,形成了一种新的光面爆破装药结构,使线装药密度的控制更加容易,装药方法更加简便。 
 
                                                       中国水电五局卡鲁玛尾水隧洞项目部   图/文:李亚