葫芦山隧道爆破方案.docx
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葫芦山隧道爆破方案
1.工程概述
葫芦山隧道是一座铁路客运专线双线长大隧道，该隧道跨越卢龙、扶宁两县，位于柳河北山与西徐庄两村之间，隧道进口位于卢龙县柳河北山北面约300米处，出口位于西徐庄西面约500米处。
隧道从柳河北山进洞，穿越葫芦山从西徐庄出洞。
隧道进口里程DK222+215，出口里程DK226+015，全长3800米，隧道洞门为斜切帽檐式。
2.爆破设计
2.1开挖方案
根据隧道的围岩条件，不同的围岩等级采用不同的施工方法。
II级围岩，围岩整体性较好，自稳性强，采用全断面开挖；III级围岩采用台阶法施工，IV级围岩采用台阶发或三台阶发施工，V级围岩采用交叉中隔壁发（CRD）发施工。
为有效减少爆破振动，隧道掏槽设计均采用楔形掏槽形式。
本标段隧道开挖按新奥法原理组织施工，采用光面爆破设计或预裂爆破设计，II、III、IV、V级围岩光面爆破参数见施工工艺部分。
施工中根据爆破效果随时调整，严格控制超欠挖，达到爆破周边圆顺，减少爆破对周边围岩的扰动和降低劳材消耗。
2.2光面爆破施工工艺、方法及技术措施
2.2.1施工工艺
光面爆破施工工艺流程见下图。
光面爆破设计
设置警戒
装药计算
光爆效果与质量
准备填筑材料
爆破效果检查
测量放线
钻孔
钻孔质量检查
装药与堵塞
连接起爆网络
起爆
通风
网络检查
爆破材料准备
清理钻孔
隧道光面爆破施工工艺框图
2.2.2施工方法
放样布眼：
钻眼前，测量人员要用红铅油准确绘出开挖面的中线和轮廓线，标出炮眼位置，其误差不得超过5cm。
在直线段，可用3～5台激光准直仪控制开挖方向和开挖轮廓线。
定位开眼：
采用钻孔台车钻眼时，台车与隧道轴线要保持平行。
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3cm和5cm以内。
钻眼：
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，一定要有丰富经验的老钻工司钻，台车下面有专人指挥，以确保周边眼有准确的外插角（眼深3m时，外插角小于3°；眼深5m时，外插角小于2°），尽可能使两茬炮交界处台阶小于15cm。
同时，应根据眼口位置及掌子面岩石的凹凸程度调整炮眼深度，以保证炮眼底在同一平面上。
清孔：
装药前，必须用由钢筋弯制的炮钩和小于炮眼直径的高压风管输入高压风将炮眼石屑刮出和吹净。
装药：
光爆孔装药结构见下图。
光爆孔装药结构示意图
装药需分片分组按炮眼设计图确定的装药量自上而下进行，雷管要“对号入座”。
所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞长度不小于20cm。
装药前将炮眼内泥浆、石粉吹洗干净。
所有装药的炮眼均堵塞炮泥，周边眼的堵塞长度不小于20cm，确保连线无漏连现象。
光面爆破孔采用φ25的药卷连续装药，或用φ32的药卷间隔装药，力争达到周边眼炮痕保留率达到90%以上。
联结起爆网路及方式：
起爆网路为复式网路，以保证起爆的可靠性和准确性。
联结时要注意：
导爆管不能打结和拉细；各炮眼雷管连接次数应相同；引爆雷管应用黑胶布包扎在离一簇导爆管自由端10cm以上处。
网路联好后，要有专人负责检查。
对于全断面开挖，周边眼则采用光面爆破，以控制超欠挖；对于软弱围岩则周边炮眼采用预裂爆破的方式，以减少爆破对围岩的扰动。
瞎炮的处理：
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《铁路隧道爆破安全规程》有关条款处理。
2.2.3检测标准
超欠挖：
爆破后的围岩面应圆顺平整无欠挖，超挖量（平均线性超挖）应控制在10cm（眼深3m）以内。
半眼痕保存率：
围岩为整体性好的坚硬岩石时，半眼痕保存率应大于80%，中硬岩石应大于60%。
对围岩的破坏程度：
爆破后围岩上无粉碎岩石和明显的裂缝，也不应有浮石（岩性不好时应无大浮石），炮眼利用率应大于85%。
2.3微震爆破施工方法及技术措施
2.3.1施工方法
2.3.1.1微震爆破作业段最大一段允许装药量
Qmax＝R3.（Vkp／K）3/a
式中：
Qmax——最大一段爆破药量，kg；
Vkp——安全速度，cm／s；根据《爆破安全规程》并结合本隧道所处的地形、地质情况、地表建筑物的重要程度，取距隧道周边净距10m处质点震动速度为V≦2.5cm/s；
R——爆破安全距离，m；
K——地形、地质影响系数，
a——衰减系数，
K、a值是针对隧道的具体情况，通过多次试爆基础上进行K、a值回归后确定。
根据爆破物距爆心的安全距离要求，并由此推出的每段的最大装药量。
2.3.1.2爆破参数的选择
微震控制爆破参数可要具体实施时，结合试验确定。
2.3.1.2.1装药结构
周边眼的装药结构：
严格控制周边眼装药量，采用合理的装药结构，尽量使炸药孔深均匀分布，是实现光面爆破重要条件，为此在施工中采用不偶合装药结构，双传爆线结构装药形式，炸药采用φ22的2号抗水炸药，炮眼直径为φ42mm、.不偶合系数一般在1.4-2.0范围内。
其它眼的装药结构：
底板眼、内圈眼、二台眼、掘进眼、掏槽眼等炮眼直径为φ42mm，药卷直径φ32mm，均采用连续装药结构。
2.3.1.2.2起爆顺序
掏槽眼→掘进眼→二台眼→内圈眼→底板眼→周边眼。
为了减少底板眼爆破产生的地震动强度，可将底板眼分成2个段分开起爆。
2.3.1.2.3爆破作业的实施
测量放线：
用全站仪准确绘出开挖轮廓线及周边眼、掏槽眼和辅助眼的位置。
距开挖面50m埋设中线桩，每100m设临时水准点。
每次测量放线时，要对上次爆破效果检查一次，并及时将结果告知技术主管和爆破人员，技术人员将测量数据输入计算机处理后，及时修正爆破参数，以达到最佳爆破效果。
钻孔作业：
炮眼位置及数量严格按照光爆设计图施作。
特别是周边眼和掏槽眼的位置、间距及个数，未经主管技术工程师的许可不得随意改动。
准确定位凿岩台车钻杆，钻孔位置误差不大于5cm，方向平行，严禁相互交错。
周边眼钻孔外插角度控制在4°以内。
同类炮眼钻进深度要达到设计要求，眼底保持在一个沿垂面上。
围岩爆破器材：
炸药：
选用低爆速的煤矿安全炸药和二号岩石小药卷，周边眼用φ22×200小药卷，不偶合装药，其余炮眼用φ32×200药卷。
雷管：
采用电雷管，跳段使用，段间距时差控制在100ms左右。
2.3.2检测标准
2.3.2.1爆破作业标准
隧道钻爆采用我公司隧道光爆的成功经验，按“一标准、两要求、三控制、四保证”办法组织光面爆破施工。
“一标准”:
即一个内控标准
“两要求”:
即钻眼作业要求和装药联线作业要求。
“三控制”:
即控制钻眼的角度、深度、密度；控制装药量和装药结构；控制测量放线精度。
“四保证”:
即搞好思想保证，端正态度，纠正“宁超勿欠”等错误思想；搞好技术保证，及时根据爆破实际情况调整钻爆设计参数；搞好施工保证，落实岗位责任制，组织QC小组活动，严格工序自检、互检、交接检；搞好经济保证，落实经济责任制。
2.3.2.2爆破作业要求
装药作业要定人、定位、定段别，不得乱装药；
装药前，所有炮眼必须用高压风吹洗；
严格按设计的装药结构和药量施作；
严格按设计的联接网络实施，注意导爆索的连接方向和连接点的牢固性。
2.3.2.3技术措施
爆破时，在震源（爆破中心）激起的震波，经过围岩传播到地表，可以用简谐振动的数学模型来表示：
X=Asinωt，同时，利用记录的速度峰值也可以定量地反映振动强度。
隧道爆破时，相应测点引起的振动，经传感器接受后，转化成电荷量输出，再经放大电路后转成电压量输出，由电压量峰值可换算成振动速度峰值。
3.爆破开挖施工工艺、方法及技术措施
3.1全断面法开挖施工工艺、方法及技术措施
3.1.1施工工艺
全断面法开挖施工工艺流程见下图。
施工准备
测量中线、水平
画轮廓线
装药
联结起爆网络
爆眼布置
钻孔
钻爆设计
起爆
通风、降尘
钻孔台车就位
警戒
清除危岩、处理瞎炮
出碴
全断面开挖施工工艺流程图
3.1.2施工工序
全断面法开挖施工工序见下图。
全断面开挖
二次衬砌
开挖掌子面
初期支护
底板
150～200m
开挖断面
隧道正洞Ⅱ级围岩地段开挖施工程序示意图
3.1.3施工方法
3.1.3.1施工步聚
全断面法开挖施工步骤见下图。
全断面法施工顺序步骤图
（一）
全断面法施工顺序步骤图
（二）
3.1.3.2开挖方法
Ⅱ级围岩双线隧道全断面开挖钻爆见下图。
Ⅱ级围岩全断面爆破炮眼布置图
（一）
双线隧道Ⅱ级围岩全断面爆破炮眼布置图
（二）
Ⅱ级围岩双线隧道全断面开挖装药参数见下表。
双线隧道Ⅱ级围岩全断面药量分配表
序
号
炮眼分类
炮眼数
（个）
雷管
段数
（段）
炮眼
长度
（cm）
炮眼装药量
备注
每孔药卷数（卷）
单孔装药量（kg）
合计药量（Kg）
1
掏槽眼
6
1
400
18
2.7
16.2
1．Ⅱ级围岩断面开挖面积131.01m2；
2．每循环进尺3.2m；
3．炮眼利用系数85%；
4．单位耗药量1.3kg/m3
2
扩槽眼
4
3
380
16
2.4
9.6
3
扩槽眼
4
5
370
15
2.25
9
4
扩槽眼
4
7
360
14
2.1
8.4
5
扩槽眼
4
8
350
14
2.1
8.4
6
掘进眼
9
9
350
13
1.95
17.55
7
掘进眼
13
10
350
13
1.95
25.35
8
掘进眼
17
11
350
13
1.95
39.95
9
掘进眼
19
12
350
13
1.95
37.05
10
掘进眼
23
13
350
13
1.95
44.85
11
内圈眼
33
14
350
13
1.95
64.35
12
二台眼
17
14
350
13
1.95
33.15
13
周边眼
60
15+7
350
3
0.5
30
14
底板眼
17
16
350
14
2.1
35.7
台阶法开挖施工工艺、方法及技术措施
施工工艺
台阶法开挖施工工艺流程见下图。
超前支护施工
上台阶开挖
上台阶支护
下台阶开挖
下台阶支护
监控量测
数据处理
信息反馈
仰拱开挖浇注
防水层施工
衬砌施工
1.锚杆准备
2．钢筋网准备
3.钢架准备
4.喷砼准备
台阶法开挖施工工艺流程框图
3.3.2施工工序
台阶法开挖施工工序见下图。
上台阶开挖
喷锚支护
下台阶开挖
喷锚支护
5～8m15～20m25～30m
仰拱
开挖掌子面
下台阶开挖断面
上台阶开挖断面
初期支护
二次衬砌
隧道正洞Ⅳ级围岩地段开挖施工程序示意图
3.3.3施工方法
双线隧道台阶法开挖步骤及钻爆设计
双线隧道台阶法开挖步骤见下图。
步骤
示意图
说明
第一步
钻眼爆破，台阶法开挖。
根据地质情况，必要时先施作拱部超前小导管，然后开挖1部土石方，及时施作初喷3cm厚微纤维砼，再在拱部1800范围内打眼施作φ25中空注浆锚杆并按要求完成其注浆；再挖槽安装格栅钢架；再在拱部挂钢筋网，网格间距20×20cm；最后复喷砼至设计厚度15cm，上断面每循环进尺为２.5m
第二步
钻眼爆破，台阶法开挖。
待1部进尺6-10m后，及时开挖2部土石方，并及时施作初喷3cm厚微纤维砼，然后在拱墙按1.2m间距梅花布置打眼安装Ф22砂浆锚杆，长3.0m；；再挖槽接长格栅钢架；再在拱墙、仰拱挂钢筋网，网格间距20×20cm；最后复喷砼至设计厚度15cm，下断面开挖距上断面掌子面保持在6-10m
Ⅲ级围岩台阶法施工顺序步骤图
（一）
第三步
仰拱、结构防水及二次衬砌：
初期支护完成后，可根据实际情况安排施工仰拱，仰拱完成后按要求施作结构防水设施，主要是铺设EBC防水板、横纵软式透水盲管、安装施工缝止水带，待结构防水设施安装完成后绑扎二衬钢筋、液压衬砌台车就位进行二衬砼浇筑，浇筑厚度35cm
第四步
仰拱填充：
在二衬及仰拱完成后，且对洞内其他工序施工影响不大的情况下，及时进行仰拱填充，仰拱填充砼强度较低时，在其上架设移动栈桥，以便洞内掌子面的出碴车通过
第五步
水沟电缆槽：
待洞内其他土建工程完成后，及时施作水沟电缆槽，采用隧道全长连续施作，以利控制其线型和几何尺寸
Ⅲ级围岩台阶法施工顺序步骤图
（二）
双线隧道台阶法开挖钻爆设计见下图。
隧道Ⅲ级围岩台阶法爆破炮眼布置图
（一）
隧道Ⅲ级围岩台阶法爆破炮眼布置图
（二）
双线隧道台阶法开挖装药参数见下表。
隧道Ⅲ级围岩台阶法炮眼装药表
序号
炮眼
分类
炮眼数
（个）
雷管
段数
（段）
炮眼
长度
（cm）
炮眼装药量
备注
每孔药卷数（卷）
单孔装药量（kg）
合计药量（Kg）
一
上台阶
1．每循环进尺2.5m；
2．炮眼利用系数85%；
1
掏槽眼
6
1
316
14
2.1
12.6
2
扩槽眼
4
3
312
13
1.95
7.8
3
扩槽眼
4
5
308
13
1.95
7.8
4
扩槽眼
4
7
304
13
1.95
7.8
5
扩槽眼
5
8
300
13
1.95
9.75
6
掘进眼
55
9-12
300
12
1.8
93.6
7
内圈眼
31
13
300
12
1.8
55.8
8
周边眼
49
14
300
3
0.45
22.05
9
底板眼
15
15
300
13
1.95
29.25
二
下台阶
1
掘进眼
65
1-5
300
12
1.8
117
2
周边眼
17
6
300
3
0.45
7.65
3
底板眼
20
7
300
13
1.95
39
升级会员 