隧道开挖减振光面爆破施工工法Word文档下载推荐.doc
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确定总体施工方案，配备劳动力、机械、材料
确定开挖方法
爆破振动监测设计
施工工艺及操作要点
制定
减振措施
光面爆破设计
掏槽爆破设计
修改爆破设计
测量隧道轮廓线；
布孔
钻孔
装药和堵塞
连接起爆网络
警戒、起爆
埋设爆破振动监测点
现场爆破振动监测准备就绪
若不符合量测基准
图5.1施工工艺流程
5.2施工工艺及操作要点
5.2.1施工准备
1.确定爆破开挖施工方案
1）采用掏槽爆破技术和光面爆破技术相结合施工方案。
隧道爆破开挖质量，关键在于掏槽爆破技术和周边成型控制爆破技术，掏槽爆破的目的：
为后续炮眼爆破提供新的、足够的临空面和空间，隧道周边成型控制爆破技术采用光面爆破施工技术。
光面爆破参数的选择，采用工程类比法并结合施工经验综合选取，并由现场爆破试验进行总结和动态调整。
2）确定爆破振动安全标准
根据《爆破安全规程》（GB6722-2003）的规定，爆破振动安全允许标准见表5.2.1
爆破振动安全允许标准表5.2.1
序号
保护对象类别
安全允许振速/（cm/s）
<
10Hz
10Hz~50Hz
50Hz~100Hz
1
土窑洞、土坯房、毛石房屋
0.5~1.0
0.7~1.2
1.1~1.5
2
一般砖房、非抗震的大型砌块建筑物
2.0~2.5
2.3~2.8
2.7~3.0
3
钢筋混凝土结构房屋
3.0~4.0
3.5~4.5
4.2~5.0
4
一般古建筑与古迹
0.1~0.3
0.2~0.4
0.3~0.5
5
水工隧道
7~15
6
交通隧道
10~20
7
矿山巷道
15~30
8
水电站及发电厂中心控制室设备
0.5
注1：
表列频率为主振频率，系指最大振幅所对应波的频率。
注2：
频率范围可根据类似工程或现场实测波形选取。
选取频率时亦可参考下列数据：
硐室爆破<
20Hz；
深孔爆破10~60Hz；
浅孔爆破40~100Hz。
A选取建筑物安全允许振速时，应综合考虑建筑物的重要性、建筑质量、新旧程度、自振频率、地基条件等因素。
B省级以上（含省级）重点保护古建筑与古迹的安全允许振速，应经专家论证选取，并报相应文物管理部门批准。
C选取隧道、巷道安全允许振速时，应综合考虑构筑物的重要性、围岩状况、断面大小、埋深、爆源方向、地震振动频率等因素。
D非挡水新浇大体积混凝土的安全允许振速，可按本表给出的上限值选取。
爆破开挖区附近的房屋性质按保守估计，可以划归一般非抗震的大型砌块建筑物一类内。
根据隧道爆破振动的频谱分析，其主振频率f>
20Hz，因此一般砖混结构房屋爆破振动安全允许标准为不大于2.3cm/s~2.8cm/s，其他设备和设施按照相关要求执行。
2.人、材、机配备
人员配备：
隧道爆破配备人员有爆破技术人员、生产管理人员、爆破员、安全员、凿岩机操作手、爆破辅助工等，所有人员均必须参加由公安部门组织的爆破安全培训并持证上岗。
对于作业班组、作业人员要保持相对稳定，人员数量满足施工需要。
材料准备：
采用当地民用爆炸物品管理部门批准使用品种，主要有非电导爆索、2#岩石硝铵炸药、2#岩石乳化炸药，炸药均采用ф25mm和ф32mm卷装炸药。
设备机具配置：
设备机具应结合隧道爆破方案、开挖方法、工期要求进行合理配置。
配套的生产能力应为均衡施工能力的1.2～1.5倍。
根据围岩类别和开挖方法，掌子面配备液压钻机台车、气腿式钻机、空气压缩机、半自动施工台架以及其它辅助设备等。
5.2.2确定开挖方法
隧道开挖按照新奥法原理施工，根据不同的围岩等级选择不同的开挖方法如全断面法、台阶法、三台阶法、弧形导坑预留核心土等，特别对于软弱围岩、断层破碎带及岩溶地段，严格按照“早预报、先治水、管超前、短进尺、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测，步步为营，稳步前进”的原则，施工则由人工配合机械开挖或弱爆破进行开挖，稳扎稳打。
为提高围岩的自承能力，对坚硬围岩则主要控制对遗留岩体的损伤，而对软弱破碎围岩则是主要控制围岩的松弛，各开挖方法确定应考虑爆破振动控制和爆后光面层的要求。
各级围岩一般开挖方法见表5.2.2。
各级围岩开挖方法表5.2.2
围岩级别
开挖方法
机械配备
正洞Ⅰ、Ⅱ级
全断面法、台阶法
液压钻机台车配YT28风动凿岩机钻孔，减振光面爆破
正洞Ⅲ级
台阶法开挖
钻孔平台配YT28风动凿岩机钻孔，减振光面爆破
正洞Ⅳ级
台阶法或三台阶法开挖
钻孔平台配YT28风动凿岩机进行上下断面钻孔，减震光面爆破
正洞Ⅴ级
导坑预留核心土、三台阶七步法开挖
风镐配合机械开挖，减震光面爆破或非爆破法开挖
5.2.3掏槽爆破技术
掏槽爆破是利用微差爆破的原理，在只有一个临空面条件下，首先在工作面形成较小但有足够深度的槽穴，创造其它炮孔爆破需要的辅助自由面和破碎岩石膨胀空间，为后起爆装药眼创造有利爆破条件，依次扩大槽腔。
这个槽穴是隧道等地下工程施工开挖中的先导，掏槽爆破是实现爆破减振的关键，隧道爆破能否减轻爆破振动，关键在于掏槽爆破能否成功。
掏槽爆破若失败，爆碴未抛掷出去，大部分爆炸能量将以振动波的形式传播出去，则掘进无进尺，爆破振动大。
掏槽型式主要取决于岩性和掏槽眼深度，其主要包括空眼直径、空眼数目，布置掏槽平面几何形状等方面的控制。
在隧道爆破开挖中常使用直眼掏槽和楔形掏槽两种形式。
掏槽形式的选择应遵循如下原则：
掏槽孔设计越简单越好，易于工人掌握和实现设计；
每孔掏出面积大，以节省钻孔劳动量和用药量；
首段起爆的每装药孔占中空孔眼数多，可增大每装药孔的自由面和补偿空间，提高爆破效率；
尽可能减少起爆段数；
炮眼利用率高。
1.直眼掏槽
1）为保证减振效果和隧道围岩及地表、附近建筑物的安全，直眼掏槽适用于除韧性岩石之外炮眼深度小于2米的各种硬度围岩条件，尤其更适用于Ⅲ级~Ⅴ级围岩的台阶法、三台阶法、三台阶七步法、导坑预留核心土等围岩较差较小断面开挖。
经现场爆破试验、掏槽效果观测及地震波检测，直眼掏槽方法采用双孔眼六孔菱形直眼掏槽、相隔双孔眼七孔菱形掏槽和单孔眼五孔菱形掏槽三种型式，请见图1、图2、图3。
图5.2.3-1直眼掏槽型式示意图
2）特点：
掏槽眼都垂直于工作面，钻眼互相干扰少，要求钻眼精度高；
岩石抛掷不远，爆渣集中，不易崩倒棚子和损坏设备；
韧性岩石不适用。
利用中空眼作为其它炮孔临空面，在掏槽区域实现逐孔和少孔起爆，最大限度降低掏槽爆破单响药量，降振效果显著，提高炮孔利用率，装药量可至炮眼深度的85%左右。
隧道掘进施工多采用钻头ф32mm的小直径气腿式凿岩机，中空眼间距15~30cm，抵抗线间距25~50cm，中空眼的直径为60~100mm,解决的办法可用多个小直径空眼或毗邻并列的空眼来代替。
3）三种掏槽形式现场施工数据比较表，见表5.2.3-1
掏槽形式施工数据比较表表5.2.3-1
掏槽型式
抵抗距（cm）
眼数（个）
平均掏槽面积（m2）
孔深（cm）
起爆段数
炸药单耗（kg/m3）
W1
W2
装药孔
空孔
合计
双孔眼六孔菱形直眼掏槽
20
40
1.365
200
3.11
相隔双孔眼七孔菱形直眼掏槽
50
1.675
3.17
单孔眼五孔菱形直眼掏槽
1.36
3.125
由表分析：
三种掏槽型式炸药单耗量几乎相同，以相隔双孔眼七孔菱形直眼掏槽效率最高，单孔眼五孔菱形直眼掏槽效率最小，并通过振动波检测，其振动峰值均在2.3cm/s~2.8cm/s控制要求范围内，保证了爆破安全。
2.楔形掏槽
1）楔形掏槽形式：
楔形掏槽由两排及以上相邻对称的倾斜炮孔组成，爆破后形成楔形槽，槽可分为水平楔形和垂直楔形掏槽两种形式；
其掏槽形式分为水平楔形掏
槽和垂直楔形掏槽；
根据地质情况及开挖面宽度，可采用单层掏槽、双重掏槽、多重楔形掏槽，常采用对称多重楔形掏槽等方式。
2）楔形掏槽与直眼掏槽比较具有的优点：
直眼掏槽炸药消耗量大，炮眼利用率偏低，并需要大直径中空孔为其提供临空面。
楔形掏槽在岩石条件复杂、岩性坚硬又有较大塑性情况下，楔形掏槽显出更大的优越性。
楔形掏槽能提供较大区域的槽腔体积，有利于后续炮孔的爆破，提高循环进尺和炮孔利用率，有利于快速施工；
楔形掏槽的夹制作用比直眼掏槽相对较小，减振效果较好。
但是药量控制不得偏大，不得盲目增加掏槽高度和采用大角度和大抵抗线，否则飞石过远、冲击波偏大。
3）适用条件：
楔形掏槽是斜眼掏槽中较易掌握并具有普遍性掏槽方式，其适用性较强。
适用于各种围岩等级（包括塑性岩石）、各种开挖断面的隧道爆破开挖，可根据开挖面节理裂隙发育程度以及走向分别采用水平楔形掏槽和垂直楔形掏槽（当存在水平层理时应用水平楔形掏槽，当存在竖向层理时应用垂直楔形掏槽）。
4）起爆顺序：
根据现场爆破振速测试：
当采用楔形掏槽时，雷管使用ms1、3、5、7、9计5个段别的非电毫秒雷管，在距工作面5m附近测得最大振动速度超过20cm/s，同等条件下采用不跳段布置，即用ms1、2、3、4、5、6、7、8、9等段，其振动速陡降10cm/s以上，其超前支护以外的围岩坍落高度大大减小,通过分析与测试表明,控制爆破振动是防止不良地质条件下产生坍方及降低爆破危害的有效措施。
对于双重
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