向家湾隧道机械化快速施工作业指导书Word文件下载.doc

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图1-1-2Ⅳ级围岩两台阶大断面开挖示意图

1.1.3.2爆破设计

1）总体要求

（1）隧道爆破作业必须编制专门爆破设计或专项爆破技术方案。

（2）隧道钻爆设计应根据工程地质、地形环境、开挖断面、开挖方法、循环进尺、钻眼机具、爆破材料和出碴能力等因素综合考虑，并根据实际爆破效果及时对爆破设计参数进行调整。

（3）钻爆设计主要内容包括：

炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度、装药量和装药结构、起爆方法、爆破顺序、爆破震动理论值、爆破防护距离、爆破安全防护措施等。

设计图应包括炮眼布置图、周边眼装药结构图、钻爆参数表、主要技术经济指标及必要的说明。

2）光面爆破技术要求及爆破参数

（1）根据围岩特点合理选择周边眼间距及周边眼的最小抵抗线。

（2）严格控制周边眼的装药量，并使药量沿炮眼全长合理分布。

（3）周边眼宜采用小直径药卷和低爆速炸药，用传爆线以实现空气间隔装药。

（4）采用毫秒雷管微差顺序起爆，使周边爆破时产生临空面，雷管起爆时差，应尽可能小。

（5）光面爆破参数如周边眼间距（E）、最小抵抗线（V）、相对距（E/V）和装药集中度（q）等，应采用工程类比或根据爆破漏斗及成缝试验确定。

爆破参数按表1-1-1选用，再根据实际爆破效果对光面爆破参数进行调整，以达到理想的效果。

相对距在软岩或裂隙较多的围岩段取小值，一般取0.5～0.7。

表1-1-1光面爆破参数

参数

岩石种类

饱和单轴抗压极限强度Rb（MPa）

装药不耦合系数D

周边眼间距E（mm）

周边眼最小抵抗线V（mm）

相对距E/V

周边眼装药集中度（kg/m）

中硬岩

30～60

1.50～2.00

450～600

600～750

0.8～1.0

0.20～0.30

软岩

≤30

2.00～2.50

300～500

400～600

0.5～0.8

0.07～0.15

注：

①表中所列参数适用于炮眼深度2.0m，炮眼直径40～50mm，药卷直径20～25cm。

②当围岩软弱、破碎或对曲线、折线开挖成形要求较高时，周边眼间距E应取较小值。

③周边眼抵抗线W值在一般情况下均应大于周边眼间距E值。

软岩在取较小E值时，W值应适当增大。

④装药集中度按2号岩石硝铵炸药考虑，当采用其他炸药时，应进行换算，换算指标主要是猛度和爆力（平均值）。

不同围岩条件下光面爆破技术参数参考见表1-1-2所示。

表1-1-2不同围岩条件光面爆破技术参数表

围岩级别

周边眼间距

（cm）

周边眼抵抗线

相对距

（E/W）

线装药密度ρ

（kg/m）

Ⅳ

35~50

60~70

0.55~0.8

0.15~0.20

Ⅴ

30~45

50~60

0.50~0.8

0.08~0.15

此表适用于φ40～φ50mm钻孔。

3）爆破器材选型

选用2#乳化炸药、导爆索、非电毫秒雷管，引爆器材则选用电雷管进而引爆非电毫秒雷管。

4）掏槽方式

掏槽采用楔形掏槽方式。

5）炮眼布置

炮眼布置应符合下列规定：

（1）掏槽眼宜布置在开挖断面的中央稍靠下部，以使底部岩石破碎，减少飞石。

（2）周边眼应沿设计开挖轮廓线布置。

（3）辅助眼应交错均匀地布置在周边眼与掏槽眼之间，并垂直于开挖面。

（4）开挖断面底面两隅处，应合理布置辅助眼，适当增加药量，消除爆破死角。

顶部应控制药量。

（5）上台阶斜眼掏槽，两个掏槽眼眼底间距不得小于200mm。

（6）掏槽的方向在岩层层理或节理发育时，不得与其平行。

（7）周边眼与辅助眼的眼底应在同一垂直面上，保证开挖面平整。

掏槽眼应比辅助眼眼底深100mm。

6）周边眼参数

周边眼参数的选用应符合下列原则：

（1）当围岩软弱、破碎或在曲线、折线处开挖成形要求高时，周边眼间距应取较小值。

（2）抵抗线大于周边眼间距。

在取较小的周边眼间距的同时，抵抗线应适当增大。

炮眼直径与爆破参数的关系见表1-1-3所示。

表1-1-3炮眼直径与爆破参数的关系表

炮眼直径（mm）

间距E（m）

最小抵抗线V（m）

装药集中度q（kg/m）

备注

34～38

0.4～0.6

0.50～0.75

0.14～0.21

手持风钻

42～46

0.5～0.7

0.65～0.90

0.28～0.38

凿岩台车

各最小抵抗线V是由E/V=0.8计算得来的。

（3）周边眼的装药形式应按炮眼孔径rh与药卷直径rc的比值D（不耦合系数）确定，也可按两者的体积之比D’确定，D值可取2左右（光面爆破不耦合系数为1.5～2.0），D’值可取4～6。

（4）选用小直径药卷时，应防止爆炸中断现象。

采用导爆管装药形式。

炮眼深小于2m时，可采用空气柱装药形式。

7）装药结构及堵塞方式

周边眼装药结构：

采用导爆索代替药卷。

其他眼：

均采用连续装药结构。

所有装药炮眼用炮泥堵塞，周边眼堵塞长度不小于25cm。

8）爆破起爆网络

起爆网络采用孔内微差起爆网络：

把不同区域炮眼中伸出的非电毫秒雷管导爆管脚线（10～20根）用1段雷管连接起来后，把外部网络雷管的脚线用引爆雷管连接起来。

注意：

孔外连接雷管必须全是同段雷。

各段毫秒雷管脚线集束于掌子面中央悬挂，用电雷管起爆。

孔内微差低段雷管一般跳段使用，使各相邻段间隔时间大于50ms。

同时每个周边眼孔设两套独立起爆系统确保周边眼同时起爆而保证光爆效果。

9）爆破效果检查及爆破设计优化

爆破效果检验

爆破后，应对开挖断面形状、轮廓尺寸及爆破效果进行检验，并符合下列规定：

（1）开挖不应欠挖或超挖量应符合《Q／CR9604-2015高速铁路隧道工程施工技术规程》、《TB10753-2010高速铁路隧道工程施工质量验收标准》和本文规定。

（2）周边炮眼痕迹保存率

周边炮眼痕迹保存率ξ=（残留有痕的炮眼数/周边眼总数）×

100％

炮眼痕迹保存率依岩质不同应满足：

中硬岩ξ≥70％，软岩ξ≥50％。

（3）两茬炮衔接时出现的台阶形误差不大于100mm。

对于炮眼深度大于3m的情况可根据实际情况另行确定。

（4）爆破后效果应达到下列要求：

1）软弱围岩隧道爆破后，围岩稳定，无大的剥落或坍塌；

爆破后围岩的扰动深度小于lm；

距掌子面1倍洞径处的洞内拱顶质点垂直向震动速度应小于50mm/s；

炮眼利用率达到100％；

石碴块度满足装渣要求。

2）中硬岩隧道爆破后，围岩稳定，基本无剥落现象；

爆破后围岩的扰动深度小于0.8m；

距掌子面l倍洞径处的洞内拱顶质点垂直向震动速度应小于80mm/s；

炮眼利用率达到95％以上；

石碴块度满足装渣要求；

要求碴堆集中，最大抛距20m。

（5）爆破效果检查

全站仪检查断面超欠挖是否满足设计要求；

爆破效果检查项目主要有：

断面周边超欠挖检查；

开挖轮廓圆顺度，开挖面平整检查；

爆破进尺是否达到爆破设计要求；

爆出石碴块是否适合装碴要求；

炮眼痕迹保存率符合设计上述要求，并在开挖轮廓面上均匀分布；

两次爆破衔接台阶不大于10cm。

爆破设计优化与评价

（1）每次爆破后检查爆破效果，分析原因及时修正爆破参数，提高爆破效果，改善技术经济指标。

（2）根据岩层节理裂隙发育、岩性软硬情况，修正眼距，用药量，特别是周边眼。

（3）根据爆破后石碴的块度大小修正装药参数。

石碴块度小，说明辅助眼布置偏密；

块度大说明炮眼偏疏，用药量过大。

（4）根据开挖面凹凸情况修正钻眼深度，使爆破眼底基本落在同一断面上。

（5）根据爆破震速监测，调整单响起爆炸药量及雷管段数。

10）光面爆破主要技术措施

（1）钻爆作业应按照钻爆设计进行钻眼、装药、接线和引爆。

隧道爆破作业人员必须经过专业培训，持证上岗。

（2）爆破器材必须具备相关的检验合格证、技术指标及说明书。

每批爆破器材在使用前必须进行现场测试和检验。

（3）爆破开挖一次进尺应根据围岩条件、支护参数进行确定。

开挖进尺深度与开挖面稳定程度以及裂缝、节理、涌水等围岩条件有关，还应考虑机械设备、炸药、起爆方法等综合因素。

（4）周边眼宜同时起爆。

对内圈眼的爆破参数，应严格控制，防止围岩过度龟裂。

（5）开挖施工时应采用导爆管、毫秒雷管起爆周边眼，不得采用火花起爆。

开挖断面一次起爆时，周边眼的雷管应与内圈炮眼的雷管跳段起爆，两段炮眼之间起爆时差在50～100ms。

（6）正确测设开挖轮廓线；

不断优化钻爆设计；

采用全站仪检测超欠挖情况；

采用定人、定位、定钻，明确责任，保证钻孔质量；

实行超欠挖奖罚措施，激发操作人员提高技术水平的热情。

（7）钻眼前，必须根据爆破设计在开挖面上布眼，钻眼时必须按照炮眼位置进行钻眼，钻孔参数符合设计要求。

（8）钻眼前，必须对工作面进行检查，对危石进行彻底清理，围岩较差地段，应加强对围岩的支护，确保工作面安全时，方可进行钻爆作业。

（9）钻眼方向以测量放样的中线走向为准，钻眼时，应控制钻眼深度，当开挖面凸凹较大时，应按实际情况调整炮眼深度，并相应调整装药量，除掏槽眼外的所有炮眼眼底宜在同一垂直面上。

使开挖面尽量垂直与中线，开挖面与中线不垂直时，应尽快调整，以防止因开挖面不垂直与隧道走向，而造成钻眼方向的失控。

（10）围岩变化时，现场技术员应根据实际爆破效果及围岩变化情况分析各相关影响因素，及时调整爆破设计参数，并对各种爆破参数进行技术统计，以不断提高爆破的效果。

（11）爆破前所有人员应撤至安全地点。

爆破后待有害气体浓度符合规定后方可进入开挖面工作。

（12）爆破作业应在上一循环喷射混凝土终凝不少于4h后进行。

（13）采用电力起爆时，除应执行现行《爆破安全规程》（GB6722）的有关规定外，还应符合下列规定：

a、起爆主导线应敷设在电线和管路的对侧，不得已设在同一侧时，应与钢轨、管道等导电体的间距必须大于1.0m，并悬空架设。

b、放炮前，应检查主线的连接，确认起爆顺序无误后方可起爆。

c、在地下水较多的地段，所用爆破材料应能防水，连接线应采用塑料导线。

敷设爆破网路时接头不得浸在水中，应加强接头的防水与绝缘处理。

11）爆破设计

爆破设计参考见图1-1-10隧道Ⅳ级围岩台阶法爆破设计图，实施过程中可根据现场实施情况及时调整优化。

12）钻孔位置分布

采用双台车开挖作业，左边为1#台车、右边为2#台车。

炮孔施钻过程为：

台车进入掌子面定位后，双台车6把钻先同时施钻底板眼和台炮眼，然后1#台车1#钻施钻左边边墙，1#台车3#钻施钻拱顶左边的周边眼，1#台车2#钻施钻隧道左边掏槽眼，1#台车1#钻与3#钻施钻完周边眼后再施钻隧道左边辅助炮眼；

2#台车的3#钻施钻右边边墙，2#台车1#钻施钻拱顶右边的周边眼，2#台车2#钻施钻隧道右边掏槽眼，2#台车1#钻与3#钻施钻完周边眼后再施钻隧道右边辅助炮眼，双台车施钻各钻臂钻孔位置与分布及数量具体如图1-1-3。

图1-1-