太焦铁路TJZQ10标隧道爆破施工设计Word格式文档下载.docx
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Ⅱ级围岩采用全断面施工，Ⅲ级围岩采用二台阶施工，Ⅳ、Ⅴ级围岩采用三台阶施工，Ⅴb级采用三台阶加临时仰拱。
珏山隧道进口Ⅱ、Ⅲa采用三臂凿岩台车机械钻孔爆破，其余施工作业面均采用人工钻眼爆破开挖。
1.4工期及爆破作业要求
合同工期为50.7个月，计划开工时间为2016年10月10日，计划完工时间为2020年12月31日。
施工计划隧道贯通时间为2019年12月31日，耗时约38月。
每月进度指标安排如下：
表-1每月进度指标安排表
围岩类别
Ⅴ
Ⅳ
Ⅲ
Ⅱ
成洞米数（m）/月
30~50
60~80
100~150
200
Ⅳ、Ⅴ级围岩爆破按设计控制进尺，爆破开挖轮廓线基本平顺，炮痕保留率达到规范要求，掌子面平整竖直。
Ⅱ、Ⅲ级围岩采用光面爆破，炮痕保留率达到90%以上，开挖轮廓线达到岩面光滑圆顺平整规则，每循环错台宜控制10cm以内，掌子面平整竖直。
每循环爆破进尺达到设计要求，无炮根，提高爆破利用率。
2.爆破施工方法和工法转换
2.1爆破施工方法
Ⅱ级围岩采用加工三层钻孔台架钻孔全断面（不含仰拱）光面爆破施工，每循环进尺4米。
Ⅲ级围岩采用加工二层钻孔台架二台阶（不含仰拱）上台阶光面爆破施工，上台阶每循环进尺3.5米。
Ⅲa级可根椐地质情况采用全断面法施工（参考Ⅱ级围岩全断面）。
Ⅳ、Ⅴ级围岩采用三台阶（不含仰拱）爆破施工，上台阶采用小台阶爆破每循环进尺Ⅳ2.5米，V级围岩2米；
Ⅳ、Ⅴ级围岩可根椐地质、进度、施工队伍的能力，上台阶适当增加高度，为下台阶降低高度方便钻孔操作。
Ⅳa级可根据地质情况采取二台阶施工。
Ⅴb级上台阶与临时仰拱一次开挖。
中下台阶的施工因上台阶爆破后有临空面，爆破布眼水平分层分排，控制好边墙周边眼间距，爆破简单，本设计不作具体设计。
但中下台阶的施工方法采用半幅换边开挖，上中下台阶同时进行爆破施工，优点是道路畅通，工序好组织；
不宜采用拉中槽挖马口或两边错开拉槽开挖施工方法。
珏山隧道Ⅱ、Ⅲa级采用三臂凿岩台车机械钻孔全断面或二台阶爆破，其余施工作业面均采用人工钻眼爆破开挖。
2.2工法转换
隧道施工方法为Ⅱ级三层钻孔台架全断面施工，Ⅲ级两台阶，上台阶为两层钻孔台架，Ⅳ、Ⅴ级为三台阶开挖，上台阶为小台阶，一层小型台架。
施工台架转换Ⅳ、Ⅴ级转换Ⅲ级，Ⅲ级转换Ⅱ级。
一层钻孔台架外型小，进退容易，不需改装，只需对Ⅲ级围岩两层钻孔台架在洞内加高改装为三层钻孔台架，同时三层钻孔台架可以改装成两层钻孔台架。
工法变换Ⅲ级上台阶变Ⅱ级全断面，就是Ⅲ级下台阶拉到掌子面后改装好的三层架进行Ⅱ级全断面施工；
同理，Ⅳ、Ⅴ级可变三级。
Ⅱ级全断面变Ⅲ级上台阶先用三层架施工Ⅲ级，再用两层架Ⅲ级施工Ⅳ、Ⅴ级，推进一定长度后再用两层台架进行Ⅲ级施工。
或先用三层架施工Ⅲ级，施工Ⅲ级平台长度不够后面填虚碴（或者用三臂凿岩台车施工Ⅲa级围岩，但洞内必须有高压电路），保证三级台架钻孔，只需一排炮可直接Ⅱ级变Ⅲ级。
3.隧道爆破设计
3.1Ⅱ级围岩全断面光面爆破设计
采用的全断面开挖（不含仰拱，初支背后外放5cm），循环进尺4m，开挖断面积114.57m²
，炮眼总数203个，总装药量366.6kg，总爆破方量435.36m³
。
二、三架采用8-7级大楔形多重复式掏槽施工，二架掏槽眼34个，三架掏槽眼30个。
周边眼间距40cm，个数66。
周边眼装药结构采用三段用导爆索连接组成间隔装药结构，详见炮眼布置、掏槽眼、周边眼装药结构图1、装药参数表1。
3.2Ⅲb级围岩二台阶法上台阶光面爆破设计
上台阶开挖（初支背后外放5cm），循环进尺3.5m，开挖断面积79.82m²
，炮眼总数155个，总装药量257kg，总爆破方量263.4m³
一、二架采用8-7级大楔形多重复式掏槽施工，一架掏槽眼34个，二架掏槽眼28个。
周边眼间距40cm，个数55。
周边眼装药结构采用三段用导爆索连接组成间隔装药结构，详见炮眼布置、掏槽眼、周边眼装药结构图2、装药参数表2。
3.3Ⅳ级围岩三台阶法上台阶爆破设计
上台阶开挖（初支背后外放10cm），循环进尺2.5m，开挖断面积31.928m²
，炮眼总数95个，总装药量105.55kg，总爆破方量73.43m³
采用7级大楔形多重复式掏槽施工，掏槽眼32个。
周边眼间距40cm，个数39。
详见炮眼布置图、掏槽眼图3、装药参数表3。
中台阶开挖（初支背后外放10cm），循环进尺2.5m，开挖断面积24.865m²
，炮眼总数28个，总装药量32.97kg，总爆破方量57.19m³
采用2级楔形复式掏槽施工，辅助掏槽眼13个。
周边眼间距40cm，个数8。
下台阶开挖（初支背后外放10cm），循环进尺2.5m，开挖断面积21.54m²
，炮眼总数22个，总装药量25.81kg，总爆破方量49.54m³
采用2级楔形复式辅助掏槽施工，辅助掏槽眼10个。
周边眼间距40cm，个数7。
3.4Ⅴb级围岩三台阶法上台阶带临时仰拱爆破设计
上台阶开挖（初支背后外放15cm），循环进尺1m，开挖断面积32.33m²
，炮眼总数94个，总装药量42.53kg，总爆破方量25.86m³
周边眼间距40cm，个数36。
详见炮眼布置图、掏槽眼图4、装药参数表4。
3.5三臂凿岩台车钻眼Ⅲa级二台阶上台阶爆破设计
上台阶开挖（初支背后外放5cm），循环进尺4m，开挖断面积76.53m²
，炮眼总数149个，总装药量257.2kg，总爆破方量290.8m³
采用8级大楔形多重复式掏槽施工，掏槽眼46个。
周边眼间距40cm，个数56。
详见炮眼布置、掏槽眼、周边眼装药结构图5、装药参数表5。
4.光面爆破施工工艺的控制
为提高爆破后岩面上的半个炮孔炮痕保留率，达到光滑圆顺平整规则开挖的轮廓线。
提升隧道爆破开挖施工技术水平，掌握隧道的施工方法、钻爆设计、安全技术、提高隧道光面爆破的施工质量等。
加强隧道光面爆破施工工艺控制，措施如下：
4.1施工钻眼精度控制
钻眼精度是保证爆破循环进尺和光爆效果的关键，一是要控制好掏槽眼的角度和深度，掏槽眼的角度要现场实际量测，使掏槽眼孔底间厚度符合设计要求，确保掏槽眼的掏槽效果。
二是周边炮孔的间距Ⅳ、Ⅴ级围岩30cm，Ⅱ、Ⅲ级围岩40cm并按围岩情况进行调整。
周边炮孔的外插角应由炮孔进尺深度选择1~2°
为宜，外插角的钻孔在考虑施工操作方便的前提下，尽量紧贴开挖轮廓线，选择小角度，减少超挖，避免出现较大错台。
为了避免凿岩机凿眼偏差，让技术水平高的工人钻爆周边眼，减小开眼偏差，并使眼底尽量落在同一平面上。
4.2施工测量和布孔
爆破钻眼施工前要进行隧中、开挖轮廓线的放线并用红油漆标注，根据炮孔布置图进行布孔，各炮孔的位置用红油漆点在掌子面上，便于施工人员钻孔。
4.3周边眼的间隔装药结构
周边眼对光爆效果有直接的影响。
除了保证钻孔精度和孔间距外，还要采用间隔装药结构和控制好装药量。
采用三段用导爆索连接组成间隔装药结构见下图。
周边眼装药量不宜过大，过大会使围岩大块爆落，造成超挖；
少了或有哑炮和残炮的，就会造成欠挖而重新补炮。
周边眼司钻是否到位直接影响光爆效果，现场应做到过程控制，装药之前应检查周边眼的布设情况，做好施工现场记录，控制外插角（孔底偏距），避免出现大的错台。
周边眼钻孔质量验收记录表如下：
表4-1隧道周边眼钻孔验收记录表
里程：
循环进尺：
钻爆时间：
部位
司钻人员
钻孔编号
实测孔底偏距cm
设计
实测
4.4装药与连线
装药和连线：
起爆体应置于孔内1/4或3/4处，雷管和炸药加工形成的起爆药包要紧密，不得松脱，炸药和炸药要密贴。
网路连接要实现孔内微差，孔外簇联式采用复式网路，每束簇联线不应超过20根，并用胶布绑扎紧，绑扎时每发雷管尾部脚线要保证1米的长度。
4.5爆破后的检查
爆破施工应严格按GB6722—2014《爆破安全规程》执行。
爆后及时进行检查，对有无危石、爆破的循环进尺、周边轮廓线、掌子面盲、残炮情况进行质量分析处理，并及时调整下一循环爆破参数，不断提高爆破开挖质量。
5.光面爆破质量内控标准
5.1评定光面爆破效果优劣的主要指标
⑴、开挖轮廓线圆顺规则，岩面平整，符合设计要求，超欠挖量没有突破规定的指标。
⑵、岩面上的半个炮孔炮痕保留率达到规定的要求。
⑶、在周边炮孔（光爆孔）的装药量部位，肉眼观察不到明显的爆破裂隙。
⑷、爆破后，围岩中无危石。
5.2验收标准
钻爆法施工时，《铁路隧道工程施工技术指南》和《铁路隧道工程施工质量验收标准》对铁路隧道超欠挖的规定如下：
⑴、隧道应严格控制欠挖。
当围岩完整、石质坚硬时，允许岩石个别突出部分侵入衬砌应小于5cm（每1㎡不大于0.1㎡）；
拱角和墙角以上1m范围内严禁欠挖。
⑵、光面爆破的半个炮孔痕迹保存率，硬岩应大于等于80%，中硬岩应大于等于60%，并在开挖轮廓线上均匀分布。
⑶、隧道施工应严格控制超欠挖，允许超挖值
5-1隧道允许线性超挖一览表
评定等级
合格
良好
优秀
开挖部位
围岩级别
Ⅱ~Ⅳ
Ⅴ、Ⅵ
拱部
平均线性超挖
15
10
最大超挖
25
边墙
线性超挖
仰拱、
隧底
炮眼痕迹保存率
≥80%
≥60%
≥85%
≥70%
≥90%
欠挖
6.爆破安全
爆破开挖是隧道安全控制的最重要环节，针对不同地质情况，采取合理的开挖方案，严格控制循环进尺，选择最佳的爆破参数，确保施工安全。
隧道爆破作业按《爆破安全规程》操作施工，洞内爆破时，必须统一指挥，所有人员应撤至不受有害气体、振动及飞石伤害的地点，安全距离大于200m。
6.1钻爆施工作业安全
浅埋段、破碎带地段隧道开挖要采用机械开挖或浅孔控制爆破方法。
钻孔前，掌子面应先排除危石、孤石。
钻孔台车或凿岩机钻眼时，采用湿式凿岩，严禁在残眼中继续钻眼。
爆破后加强监测，根据监测和地质情况及时调整爆破参数，保证爆破安全。
不良地质隧道先治水，短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌，稳步前进。
爆破后必须经过通风排烟，且至少相距15分钟以上，才准安全检查人员进入工作面。
经过检查和处理确认安全后，其它施工人员才准进入工作面。
瞎炮处理设立警戒区，瞎炮必须由原爆破手按规定处理。
视情况确定具体处理方法：
将引线或电线重新接好，再行起爆，严禁打残眼；
在距瞎炮0.6m处打一平行炮眼诱爆，但必须注意岩层节理情况，在打眼地点不得有连通瞎炮的裂缝；
安全妥善地取出堵塞物，重装药起爆。
隧道掘进中，围岩量测是施工管理的主要环节。
根据不同地质采取相应的安全技术措施。
隧道开挖后及时进行施工支护，围岩量测数据有变或喷砼表面开裂、地表出现裂缝时，视为危险警告信号，立即通知施工人员撤离现场，待加固处理后再行施工。
6.2爆破安全检算
隧道洞内爆破过程中，为保证地表建筑物安全，在建筑物质点震速安全控制值范围内，控制爆破炸药用量，减少隧道爆破对地表的干扰。
太焦铁路TJTL-10标隧道穿越建筑物汇总表6-1如下：
6-1隧道穿越建（构）筑物信息一览表
村落/道路名称
村庄相对线路位置
与轨面的位置关系
距离建筑物距离
采取措施
下柳泉村
DK304+800~DK305+000线路左侧20m
距轨面最近距离94m
96.1m
控制爆破
牛家庄村
DK305+400~DK305+700线路右侧20m
距轨面最近距离110m
112m
Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ
田庄村
DK310+150~DK310+400
距轨面最近距离192m
192
Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ
干棚底村
DK310+700~DK311+000
距轨面最近距离200m以上
>
200m
晋张线（县道）
DK305+190
距轨面距离79m
79m
DK305+110~DK305+270控制爆破
晋新高速
DK305+421
距轨面距离96m
96m
DK305+320~DK305+520控制爆破控制爆破
Ⅱ、Ⅲ
爆破震动安全允许距离（m）按下式计算：
（6-1式）
V----保护对象所在地的质点震动安全允许速度（cm/s），综合考虑，村庄构筑物：
V取1cm/s；
道路：
V取2cm/s
Q----炸药量，齐发爆破为总药量，延时爆破为最大一段药量（kg）;
K,a----与爆破点至计算对象保护对象间的地形地质条件有关的系数和衰减指数，可按表6-2说明选取，或通过现场试验测定。
表6-2不同岩性的K、a值
岩性
K
a
坚硬岩石
50～150
1.3～1.5
中硬岩石
150～250
1.5～1.8
软岩石
250～350
1.8～2.0
根据隧道爆破设计，不同围岩、施工方法的齐发爆破总药量，也就是同一段位爆破的炮孔装药总量Q统计如下表：
表6-3不同围岩所对应的施工方法的爆破Q值统计
围岩
Ⅲ、
施工方法及部位
全断面
台阶法
（上台阶）
三台阶法（上台阶）
凿岩台车台阶法
雷管段位
1
Q值
68.2
48
17.6
14.4
62.2
当Q＜［
］时，地表建筑物基本不受隧道爆破影响，可保证地表建筑物的结构安全。
齐发爆破总药量［
］，可根据（6-1式）可变形为下式：
［
］
（6-2式）
各参数取值及详细计算评定如下表：
综上所述：
隧道洞内爆破设计齐发爆破总药量小于或者远小于允许装药量，故隧道所穿越沿线各村落及公路爆破震速安全可控，地表建筑物影响小，满足设计及规范要求。
建议施工措施：
在穿越沿线村庄及公路的隧道爆破作业时，应尽量在有利、统一的时间段内爆破，有利于施工安全及居民的日常生活。
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