隧道爆破施工方案819.docx
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隧道爆破施工方案819
隧道爆破施工方案
1、工程概况
XXXX-XXXXX公路隧道有一座,为双向分离式隧道。
隧道左幅Km18+294.5~Km20+310.5长度为2016m,隧道右幅Km18+279.5~Km20+274.5长度为1995m。
根据设计提供资料,隧道左幅入口高程为EL.910.435m,出口高程为EL.960.039m。
隧道右幅入口高程为EL.909.906m,出口高程为EL.959.522m。
隧道开挖半径:
5.25m,开挖高度7.9m,隧道成型净空:
9.9m×6.7m。
隧道岩层为Ⅲ、Ⅳ级,隧道右幅Ⅳ围岩316m、Ⅳ-Ⅲ围岩469m、Ⅲ-Ⅳ围岩1189m;隧道左幅Ⅳ围岩310m、Ⅳ-Ⅲ围岩501m、Ⅲ-Ⅳ围岩1184m。
隧道右幅挖方138587.66m3,隧道左幅挖方145038.32m3。
2、施工安排
2.1施工人员安排
隧道洞身开挖工程由项目总工程勇清直接负责指挥,标段负责人梁光华,现场技术负责人张涛,安全负责人龙海剑,质检负责人王华,材料负责人杨建辉,作业班长等,负责实施。
2.2施工工期
洞身开挖于2014年10月10日开工,完工日期2016年7月10日。
2.3施工机具
开挖台车、YT-28气腿式风动凿岩机、钻杆、挖掘机、装载机、照明灯、对讲机等。
3、洞身开挖施工工艺
隧道开挖应根据采用的施工方法、施工机械,合理选择开挖方法和步骤,确定合理循环进尺及施工速度,保持各工序相互协调,确保施工安全和工程质量满足施工进度要求。
3.1、钻爆开挖
隧道开挖应根据工程地质条件、开挖断面、开挖方法、掘进循环进尺、钻眼机具和爆炸材料等进行钻爆设计,钻爆设计应根据爆破效果调整爆破参数。
3.2、钻爆设计
钻爆作业是隧道施工控制工期、保证开挖轮廓的关键。
为了充分发挥围岩的自承能力,减轻对围岩的振动破坏,本合同段隧道采用微振控制爆破技术,实施光面爆破,并根据围岩情况及时修正爆破参数,达到最佳爆破效果,形成整齐圆顺的开挖断面,减少超欠挖。
3.2.1、设计原则
本隧道爆破设计遵守以下原则:
A、炮孔布置要适合机械钻孔。
B、提高炸药能量利用率,以减少炸药用量。
C、减少对围岩的破坏,周边采用光面爆破,控制好开挖轮廓。
对于Ⅳ类围岩,考虑开挖线内的预留量,爆破后,机械凿除至开挖轮廓线。
D、控制好起爆顺序,提高爆破效果。
E、在保证安全前提下,尽可能提高掘进速度,缩短工期。
3.2.2、爆破器材选用
采用塑料导爆管、毫秒雷管起爆系统,引爆采用火雷管。
炸药采用乳化炸药,选用φ25、φ32、两种规格,其中φ25为周边眼使用的光爆药卷,φ32为掘进眼使用药卷和掏槽眼使用药卷。
3.2.3、炮眼布置
进洞class-4a断面采用三台阶开挖法光面爆破,其余断面均采用台阶法开挖光面爆破,各断面开挖光面爆破炮眼布置见附件《隧道炮孔布置图》。
3.2.4、爆破参数
3.2.4.1线装药密度
线装药密度指单位长度炮孔内的装药量。
1崩落孔和掏槽孔采用连续装药方式线装药密度r,按下式计算:
r=πd12△/4
式中:
d1—药卷直径,取=32mm;
△—炸药密度,取=1200kg/m3;
经计算r=0.9646kg/m,取0.96kg/m.
②周边孔(光爆孔)采用环向不耦合连续装药方式线装药密度r,按下式计算:
r=πd22△/4k2
式中:
d2—炮眼直径,取=45mm;
△—炸药密度,取=1200kg/m3;
k—不耦合系数,k=d2/d1,d1为药卷直径,k=45/25=1.8
经计算r=0.58875kg/m,取0.58kg/m.
3.2.4.2炮眼数目
炮眼数目的多少直接影响每一循环凿岩工作量、爆破效果、循环进尺、隧洞成型的好坏。
暂按下式计算炮眼数目,在施工中,根据具体情况再作调整,以达到最佳效果。
炮眼N,按下式计算:
N=q*s/r*η
式中:
q—炸药单耗量,取=1.3kg/m3;
s—开挖面积,s=64.97m2;
r—每米长度炸药的药量均值r=0.77kg/m
η—炮眼装药系数,取η=0.9;
经计算,N=121只。
3.2.4.3每个炮眼的装药量
a掏槽眼
Q1=η*L*r
式中:
η—炮眼装药系数,取η=0.8;
L=眼深,L=3m
r=每米长度炸药的药量,r=0.96kg/m
经计算Q1=2.3kg
b辅助眼
Q2=η*L*r=0.4*2.5*0.96=0.96kg
c周边孔(光爆孔)
Q3=η*L*r=0.32*2.5*0.58=0.464kg
3.2.4.4光面爆破参数
岩石初次选用如下爆破参数,在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果,测量半径和轮廓不平整,不断调整光爆参数
周边孔间距a=(10-20)d=(10-20)*45mm=450~900mm
密集系数m=a/W=0.8~1.0,最小抵抗线W=360~900mm
为减轻爆破时对围岩的扰动,周边眼采用φ25小直径光爆药卷,并采用导爆索串装药结构,孔口堵塞长度不小于40cm。
Ⅲ、Ⅳ级围岩周边眼间距E=60cm,最小抵抗线W=75cm,相对距离E/W=0.8。
爆破参数分别见下参数表。
钻爆作业时,根据地质条件及时修正爆破参数,以期达到最佳爆破效果。
钻爆炸药分配表
起爆
顺序
雷管
段别
炮眼
名称
炮眼
个数
孔深(m)
装药(kg)
备注
装药
系数
单孔
药量
装药量
中空眼
3
3
乳化
炸药
1
1
掏槽眼
6
3
0.8
2.3
13.8
2
7
辅助眼
9
2.5
0.4
0.96
8.64
3
8
辅助眼
12
2.5
0.4
0.96
11.52
4
9
辅助眼
16
2.5
0.4
0.96
15.36
5
12
周边眼
30
2.5
0.32
0.46
13.92
6
13
内圈眼
13
2.5
0.4
0.96
12.48
1
1
周边眼
27
2.5
0.32
0.46
12.53
2
7
辅助眼
11
2.5
0.4
0.96
10.56
合计
121
98.81
台阶法开挖爆破参数表
项目
爆破参数
周边眼间距E(cm)
60
周边眼抵抗线W(cm)
75
相对距E/W
0.8
装药集中度(kg/m3)
0.63
堵塞长度(cm)
50/60/100
隧道爆破炸药量表
雷管段别
炸药量(kg)
1
43304.29
7
31580.16
8
18948.10
9
25264.13
12
22895.62
13
20527.10
合计
162519.40
3.2.5、钻爆作业
采用钻孔台架配YTP-28手持式风动凿岩机钻孔,人工装药起爆。
钻爆作业按照爆破设计进行钻眼、装药、接线和引爆。
如围岩出现变化需要变更爆破设计时,由主管工程师确定。
炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接,均由考核合格的爆炮工负责。
3.2.5.1测量
测量是控制开挖轮廓精确度的关键。
每循环都由测量技术人员在掌子面标出开挖轮廓和炮孔位置。
3.2.5.2定位开眼
采用钻孔台车钻眼时,台车与隧道走线保持平行,台车就位后按炮眼布置图正确钻孔。
对于掏槽眼和周边眼的钻眼精度要求比其它眼要高,开眼误差要控制在3~5cm以内。
3.2.5.3钻孔
钻工要熟悉炮眼布置图,要能熟练地操纵凿岩机械,特别是钻周边眼,一定要丰富经验。
钻孔时严格按照炮孔布置图正确对孔,以确保爆破质量。
周边孔外插角1°~2°,炮孔相互平行,周边孔在断面轮廓线上开孔(在IV级围岩地段,周边孔在断面轮廓线内5~10cm处开孔),周边孔对孔误差环向不大于5cm。
掏槽孔对孔误差不大于3cm,其它炮孔开眼误差不大于10cm。
在钻眼过程中,应根据岩孔位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼程度,以保证炮眼底在同一平面上。
3.2.5.4装药
钻完孔后,用高压风吹孔,经检查合格后装药。
装药分片分组负责,自上而下严格按爆破设计规定的装药量、雷管段号“对号入座”。
3.2.5.5堵塞
所有装药的炮眼均堵塞炮泥,堵塞长度不小于40cm。
3.2.5.6瞎炮处理
发现瞎炮,应首先查明原因,如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮,则切去损坏部分重新连接导爆管即可,但此时的接头应尽量靠近炮眼,如因孔内导爆管损坏或其本身存在问题造成瞎炮,则应参照《爆破安全规程》有关条款处理。
3.2.6、光面爆破施工工艺流程
光面爆破施工工艺流程见下图:
光面爆破工艺流程图
3.2.7、超欠挖控制
钻爆法开挖是否经济、高效,关键是控制好超欠挖,钻爆施工中将采取如下措施:
①根据不同地质情况,选择合理的钻爆参数,选配多种爆破器材,完善爆破工艺,提高爆破效果。
对于IV级围岩,考虑开挖线内的预留量,爆破后机械凿到设计开挖轮廓线。
实践证明此法对于光面爆破十分有效,可起到事半功倍的效果。
②提高画线、钻眼精度,尤其是周边眼的精度,是直接影响超欠挖的主要因素,因此要认真测画中线高程,准确画出开挖轮廓线。
③提高装药质量,杜绝随意性,防止雷管混装。
④断面轮廓检查及信息反馈:
了解开挖后断面各点的超欠挖情况,分析超欠挖原因,及时更改爆破设计,减少误差,配专职测量工检查开挖断面,超挖量(平均线性超挖)应控制规定的范围以内。
⑤建立严格的施工管理:
在解决好超欠挖技术问题的同时,必须有一套严格的施工管理制度来保证技术的实施,为此,从进洞前,制定严格的奖罚制度,用经济杠杆来调动施工人员的积极性,造成人人关心超欠挖,人人为控制超挖去努力。
3.3、爆破中注意的问题
钻孔作业要做到“七快”,即:
拉风水管快、安钻快、开钻快、换钻杆快、移动钻杆快、交换位置快、排除故障快;“四勤”,即:
保养钻机勤、维修风水电路勤、检查钻孔质量勤、检查险情勤;“四不钻”,即:
不钻残孔、不钻石缝、不钻软夹层、不钻破碎层,只有这样才能有效地提高钻孔质量和速度。
3.4、主要问题处理及施工方法改进
3.4.1、光爆效果差,超欠挖严重
原因:
周边眼位置不准确,外差角偏大或不一致,爆破工责任心不强,未按照钻爆设计的装药结构、装药量和雷管的段数进行装药。
处理方法及方法改进:
1)、周边眼定位要准确,炮眼应平直、平行,炮眼间距严格按照钻爆设计要求布置;
2)、.软弱围岩边墙宜采用预裂爆破,拱部宜采用光面爆破,并预留沉落量;
3)、.加强爆破工的责任心。
提高业务水平,施工中严格按照钻爆设计的装药结构、装药量和雷管段数进行装药;周边眼采用小药量间隔装药,导爆索引爆;
4)、测工应每循环对开挖断面进行准确测量。
测量实行双检制,每开挖10米,对中线、标高和轮廓线进行一次复查;
5)、控制超欠挖,欠挖应凿除,超挖部分在允许范围内,应按照同级喷射混凝土回填。
3.5、爆破施工安全
1、爆破人员必须是经过专业培训且有爆破作业合格证的持证上岗人员。
2、采用风钻钻眼时,应检查机身、螺栓、卡套、弹簧和支架是否正常,管子接头是否牢固,有无漏风情况,钻杆有无不直、损伤及钎孔堵塞现象。
若有以上异常情况应排除后方可进行。
3、司钻人员不得把胸部、腹部紧贴风钻手柄,腿部不得抵住卡套弹簧,卡钻时应用扳手拨出,不得敲打,未关风门不得拆除钻杆,要加强风钻保养和维修,不得在工作面进行拆除和维修工作
4、洞内爆破作业必须统一指挥,爆破时,所有人员撤到不受有害气体、震动和飞石损伤的地点。
其安全距离为不小于200m。
5、装药前,应检查爆破工作面附近支护是否牢固,必要时应先进行加固,炮眼内泥浆、石粉应吹洗干净,刚打好的钻孔因温度高不得立即装药,不得使用已经冻结或分解的炸药,若遇大量溶洞水、高压水涌出情况时,要严禁爆破。
6、装药点炮必须由爆破员统一指挥,要严格按照爆破设计规定的装药量装药,并按要求堵塞炮眼。
7、爆破后,必须经过通风排烟,15分钟后检查人员方可进入工作面检查,检查内容为:
有无瞎炮及可疑现象;有无残余炸药或雷管,顶板及两帮有无松动石块,支护有无松动与变形,如发现瞎炮,必须由原装炮人员按规定进行处理,如果是孔外的导爆管损坏引起的瞎炮,则切去损坏部分重新连接导爆管即可,但此时的接头应尽量靠近炮眼。
有另外的原因,平行于该眼相距30cm钻眼,装药后引爆拆除该瞎炮,严禁用镐刨或用高压风吹炮,并要仔细收集未爆的药卷。
当检查确认危险因素已经排除后,才可以撤除警戒,允许施工人员进入工作面作业。
8、爆破器材加工应在洞外加工房进行,严禁在洞内设置加工房,需用的爆破器材,有专人从库房取出送到工作面,装炮后剩余的雷管、炸药应及时回收到库房存放。
9、爆破作业人员,严禁穿化纤衣服操作,防止静电火花导致早爆事故发生