麟北煤矿运输铁路麟游段隧道.docx
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麟北煤矿运输铁路麟游段隧道
麟北煤矿运输铁路麟游段隧道
DK229+850～DK231+730段
隧道工程钻爆设计方案
编制：
审核：
批准：
安达爆破有限公司
二0一一年八月二十七日
施工组织设计（方案）报审表
工程项目名称：
施工合同段：
第标段编号：
致：
我单位根据承包合同的约定已编制完成段隧道工程钻爆设计工程的施工组织设计（方案），并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。
附件：
施工组织设计（方案）。
施工单位（章）：
项目负责人：
日期：
年月日
专业监理工程师意见：
专业监理工程师：
日期：
年月日
项目监理机构意见：
项目监理机构（章）：
总监理工程师：
日期：
年月日
隧道工程钻爆设计方案
1、工程概况
1、工程地点范围
麟北煤矿运输铁路麟游段隧道位于宝鸡市东北方向（中心里程:
DK230+390）起讫里程DK229+850～DK231+730。
长度180米。
线路连接宝鸡铁路段至麟北煤矿，进入麟游县境内主要是山区，属隧道爆破区域。
2、地形地貌及岩性
麟北煤矿群山连绵，山体陡峭，岩石结构复杂，主要以碳岩为主，还有石岩、石英岩、节里裂隙发育。
3、水文特征
地表水系发育，主要为溪沟水，多具季节性，地下水主要为岩石基岩裂隙水，受大气降水补给，水量贫乏，动态变化不大，属于深层地下水，深部基岩节理裂隙大多闭合，含水更弱，附近及其影响带裂隙密集，雨季水量较大。
本地区属于季风性气候，四季分明，春季气温回升缓慢，夏季多发雷雨，气温不高，无酷暑，秋季多雨，降水多，冬季气候干旱少雨，气温较低，，接续时间长。
对隧道爆破影响主要是秋季。
4、工程要求
（1）保护好山体植被，减少对山体稳定的影响。
（2）在保证安全、保证质量的情况下，提前或按工期完成工程任务。
二、光面爆破理论
隧道光面爆破采取微振动控制爆破技术。
为控制超挖，周边采用光面爆破方法。
隧道光面爆破要求周边眼爆破既能将岩石爆落下来，又能形成规整的轮廓，尽可能保留半孔痕迹，减小爆破对围岩的扰动，减少超挖量。
装药集中度（q）、最小抵抗线（W）直接影响周边岩石的爆落效果；“规整轮廓”主要与炮眼间距（E）、炮眼密集系数（m=E/W）和最小抵抗线有关（W）；半孔率主要与不耦合系数（D=d炮眼/d炸药）有关。
因此，影响隧道光面爆破效果的主要参数应是：
炮眼间距（E）、炮眼密集系数（m）、装药集中度（q）、最小抵抗线（W）、不耦合系数（D）。
而它们之间又是相互联系的，只有这些参数整体上处在某一正确的范围内，才能达到理想的光爆效果。
影响光面爆破效果的因素有很多，主要有围岩地质条件、炸药特性、断面形状和大小、钻孔质量等。
其中岩地质条件和钻孔质量是最主要的影响因素。
实践表明，通常的光面爆破参数取值范围如下：
炮眼间距E=（8～15）d、炮眼密集系数m=0.7～1.0、最小抵抗线W=（10～20）d或者W=E/m、不耦合系数D=1.5～2.0、装药集中度q=（0.04～0.4）kg/m。
具体计算设计方法有：
工程类比法、半经验半公式法、理论计算法。
三、钻爆设计
各级围岩开挖施工方法见表1。
表1隧道开挖施工方法一览表
作业地段
开挖施工方法
Ⅱ级围岩
全断面法开挖
钻爆法
Ⅲ级围岩
台阶法开挖
钻爆法
Ⅳ级围岩
台阶法开挖
人工配合机械开挖为主，辅以弱爆破
Ⅴ级围岩
三台阶七步作业法，
人工配合机械开挖为主，辅以弱爆破
Ⅴ级围岩洞口浅埋、偏压段
大拱脚台阶法、CRD法或双侧壁导坑法
人工配合机械开挖为主，辅以弱爆破
明洞段
明挖法
机械开挖
隧道施工采用钻爆法开挖时，应采用光面爆破或预裂爆破。
拱部宜采用光面爆破，墙部宜采用预裂爆破，底板应预留光爆层进行光面爆破。
爆破前应根据地质条件、断面尺寸、开挖方法、循环进尺、钻眼机具和爆破材料等进行钻爆设计，施工中应根据爆破效果及时调整爆破参数，以达到最佳爆破效果。
钻爆设计的内容包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、深度、斜率和数目；爆破器材、装药量和装药结构；起爆方法和爆破顺序；钻眼机具和钻眼要求等。
1、Ⅱ级围岩全断面法开挖钻爆设计
隧道Ⅱ级围岩全断面法采用光面爆破开挖，严格控制装药量及按照光面爆破设计施工，减少炮轰波对围岩的扰动，达到爱护围岩的目的。
光面爆破设计工艺流程见图1。
周边眼采用φ25mm小直径药卷不隅合装药方式，其余炮眼采用连续装药，富水地段采用乳化防水炸药，掏槽眼采用复式楔形掏槽。
爆破材料采用1～15段非电毫秒雷管和塑料导爆管起爆，周边眼采用低爆速、低密度、高爆力、传爆性好的小直径2号岩石硝铵炸药（φ25mm直径），富水地段采用乳化炸药，炮泥堵塞，导爆管复式网路联接，各部一次起爆。
光面爆破受多种因素影响,包括围岩强度、整体性、节理、层理等地质因素，爆破参数进行现场设计动态调整。
同一类围岩经试爆取得的技术参数，做为初步依据，每一循环爆破作业都要根据上一循环爆破效果，以及本循环围岩特征进行适当调整，选择一组最佳技术参数。
上一循环是下一循环的预设计和试爆破。
图1光面爆破设计流程图
施工顺序：
测量放样→标出孔位→钻正顶孔→钻孔→装药连线→起爆。
钻爆作业整个钻孔过程，可分为准备、定位、开口、拔杆、移位五步。
⑴准备
开工前准备工作做到“四查”，即：
查风枪的运转；查风水管路连接部位是否牢固；查钻头钻杆等配件是否备全；查易耗材料、器材是否有充分的备用量。
⑵定位
在掌子面画出各炮孔位置及中线和高程十字线，确定钻孔范围，并明确钻孔先后次序。
⑶开口
风枪开口时缓慢推进，并特别注意钻杆方向与隧道中线的夹角是否符合设计外插角。
⑷拔杆
在整体性好的石质可中速较慢拔出；如遇破碎岩石卡钎时，应慢慢来回推进，使之拔出；如拔杆困难，再靠近该钻位重新钻眼，使之拔出。
⑸移位钻孔
钻好一个炮孔进行下一炮孔钻进时，要做到“准、顺、平、齐”。
准：
按周边孔参数要求，孔位要选准；
顺：
侧墙孔孔口要顺开挖轮廓线布置，使孔底均位于开挖允许的超欠范围内；
平：
各炮眼相互平行（孔口和孔底距相等）；
齐：
孔底要落在同一平面上，爆出的断面要整齐，便于下一循环作业。
按各断面炮孔爆破设计装药量装药联线，塑料导爆管起爆网络联接采用复式联接网路。
炮孔孔口采用炮泥堵塞。
围岩光面爆破通过不段的进尺，不断来调整、优化，根据以往施工经验，周边眼间距宜控制在60～65cm、底板眼间距宜控制在65～70cm之间、抵抗线控制在75cm左右；上台阶内圈眼间距为70～90cm，每环间距控制在75～100cm之间根据，中、下台阶内圈眼间距可根据出碴能力灵活控制，一般为110～130cm之间，每层之间为70～110cm。
Ⅱ级围岩钻爆设计及周边眼装药结构示意图如图2、图3。
图2Ⅱ级围岩钻爆设计图
图3周边眼装药结构示意图
Ⅱ级围岩全断面爆破开挖设计参数及综合爆破参数分别如表2、表3。
表2Ⅱ级围岩全断面爆破开挖设计参数表
钻孔
名称
段号
孔深（m）
眼数
炸药类型
单孔条数（条）
单孔药量（kg）
单短药量（kg）
装药长度
（m）
装药
结构
掏槽眼
1
0.83
4
0.2
3
0.6
2.4
0.6
集中
掏槽眼
3
2.3
4
0.2
7
1.4
5.6
1.0
集中
掏槽眼
5
4
4
0.2
12
2.4
9.6
2.4
集中
扩孔眼
7
3.5
20
0.2
9
1.8
36
1.8
集中
扩孔眼
9
3.5
10
0.2
9
1.8
18
1.8
集中
扩孔眼
10
3.5
15
0.2
9
1.8
27
1.8
集中
扩孔眼
11
3.5
31
0.2
9
1.8
55.8
1.8
集中
内圈眼
13
3.5
35
0.2
9
1.8
63
1.8
集中
周边眼
15
3.5
44
0.15
5
0.75
33
1.9
间隔
底板眼
15
3.5
19
0.2
10
2
38
20
集中
表3综合爆破参数表
岩石级别
周边眼间距
E（cm）
周边眼抵抗线
W（cm）
相对距离
E/W
周边眼装药集中度
（kg/m）
Ⅱ
60
75
0.8
0.21
2、Ⅲ、Ⅳ级围岩台阶法开挖钻爆设计
Ⅲ、Ⅳ级围岩采用台阶法开挖，爆破器材选用乳胶炸药、塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。
上台阶周边眼采用Φ25mm小直径药卷，光面爆破，其它炮眼采用Φ32mm药卷；下台阶周边眼采用Φ25mm（长200mm，190g／卷）药卷，预裂爆破，其它炮眼采用Φ32mm药卷。
Ⅲ、Ⅳ级围岩台阶法施工典型断面爆破设计、装药结
构如图4、图5。
Ⅲ、Ⅳ级围岩台阶法施工典型爆破设计示意图
图4Ⅲ、Ⅳ级围岩台阶法施工典型爆破设计示意图
图5Ⅲ、Ⅳ级围周边眼装药结构示意图
爆破药量分配见表4所示，主要经济技术指标见表5和表6所示。
表4Ⅲ、IV级围岩正台阶开挖光面、预裂爆破装药参数表
序号
炮眼
分类
炮眼数
（个）
雷管段数（段）
炮眼长度（m）
炮眼装药量
每孔药卷数（卷/孔）
单孔装药量（Kg）
合计药量（Kg）
上台阶（光面爆破）
1
周边眼
33
15
2.5
4.0
0.32
10.56
2
内圈眼
24
13
2.5
3.0
0.57
13.68
3
辅助眼1
25
11
2.5
3.0
0.57
14.25
4
辅助眼2
14
9
2.5
4.0
0.76
10.64
5
掏槽眼
14
1、3、4、5、6、7
2.6
6.0
1.14
15.96
6
2
2.6
/
/
/
7
底板眼
15
15
2.5
4.0
0.76
11.4
8
合计
127
76.49
下台阶（预裂爆破）
9
周边眼
14
3
2.5
6
0.48
6.72
10
掘进眼
10
5
2.5
3.0
0.57
5.7
11
掘进眼
11
7
2.5
3.0
0.57
6.27
12
二抬眼
12
9
2.5
3.0
0.57
6.84
13
底板眼
18
11
2.5
3.5
0.665
11.97
14
合计
65
37.5
表5Ⅲ、Ⅳ级围岩上台阶光面爆破主要经济技术指标
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
56.1
2
预计每循环进尺
m
2.5
3
每循环爆破石方
m3
140.25
4
炮眼总数
个
127
5
钻孔总长度
m
319．1
6
雷管用量
发
125
7
炸药用量
Kg
76.49
8
比钻眼数
个/m2
2.26
9
比钻眼量
m/m3
2.27
10
比装药量
Kg/m3
0.545
11
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
0.891
12
预计炮眼利用率
%
100
表6Ⅲ、Ⅳ级围岩下台阶预裂爆破主要经济技术指标
序号
项目
单位
数量
1
开挖断面积
m2
30.4
2
预计每循环进尺
m
2.5
3
升级会员 