隧道爆破施工专项方案-修改.docx
《隧道爆破施工专项方案-修改.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《隧道爆破施工专项方案-修改.docx（14页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
大西客专工程韩信岭隧道爆破施工专项方案
隧道爆破施工专项方案
1、工程概况
1.1、沿线地形、地貌
1.2、工程地质
1、***隧道表覆第四系上更新统风积层（Q3pl）新黄土：
浅黄色，坚硬～硬塑，含碎石；中更新统洪积层（Q2pl）老黄土：
棕红色，坚硬，土质均匀，含砂砾石层，下伏奥陶系马家沟组（O2m）角砾状灰岩、泥灰岩、角砾状泥灰岩、泥质灰岩、豹皮灰岩、石灰岩、白云质灰岩、白云岩等。
2、该隧道中部基岩裂隙水及岩溶水较发育。
勘测期间ZD-3-5013孔（里程DIK428+654右14米）见地下水，稳定水位为151.2m,良子焉沟里有泉水出漏。
1.3、水文地质特征
地下水主要为松散岩类孔隙水、碳酸盐岩裂隙岩溶水、基岩裂隙水。
孔隙水可分为第三系孔隙水、第四系孔隙水。
碳酸盐岩裂隙岩溶水广泛分布在太岳山山区及中条山区，地下水水量主要受岩溶发育程度控制。
基岩裂隙水在霍山等变质岩、火成岩区。
岩石风化裂隙发育，大气降水直接渗入形成基岩裂隙水，具潜水特征，流量较大。
2、爆破施工
对于斜井，IV、V级围岩地段采用全段面或台阶法开挖，正洞采用三台阶法进行开挖，开挖采用YT28风动凿岩机钻眼。
光面爆破采用塑料导爆管非电起爆系统，毫秒微差有序起爆，每循环进尺1-2m左右。
出碴采用无轨运输，装载机装碴，自卸车运输。
以斜井单车道V级围岩为例，阐述爆破设计过程。
2.1爆破器材的选定
根据隧道所穿越围岩的坚固系数f等，本工程选用低密度、低爆速、威力适中、匹配性好、防水性能好、易于切割分装成小卷的2#岩石乳化炸药，该炸药直径32mm,每卷长200mm,每卷重量200g,周边眼采用φ25小药卷，引爆器材选用国产系列15段非电毫秒微差导爆管。
2.2爆破参数计算
光面爆破对围岩扰动小，又尽可能保存了围岩自身原有的承载能力，从而改善了衬砌结构的受力状况；由于围岩轮廓圆顺、壁面平整，减少了应力集中和局部落石、掉块现象。
确定合理的光面爆破参数，是获得良好光面爆破效果的重要保证。
光面爆破的主要参数有：
周边眼间距（E）、周边眼密集系数（K）、最小抵抗线（W）、不耦合系数（D）和装药集中度（γ）。
2.3炮眼深度
炮眼深度受开挖面大小的影响，炮眼过深，周边岩石的夹制作用较大，故炮眼深度不宜过大，一般最大炮眼深度取断面宽度（或高度）的0.5~0.7倍。
2.4光面爆破不耦合系数（D）及装药直径（d）
炮眼直径dk与药卷直径di之比称为不偶合系数，合适的周边眼不偶合系数应使爆炸后作用于炮眼壁的压力小于围岩抗压强度，理论与实践证明，当不偶合系数在1.5~2.0范围时，缓冲作用最佳，光爆效果最好
D=dk/di=（1-a）×{（ρ0/［δc］）1/r+a}½
式中D——不耦合系数；
dk——炮眼直径（cm）；
di——装药直径（cm）；
a——爆生气体分子余容系数，a=0.395；
ρ0——爆生气体初始压力，ρ0=6997Pa；
［δc］——岩石三轴抗压强度，对于中硬的石灰岩
［δc］=600MPa；
r——绝热指数，1/r=0.8299。
将上述数据带入后：
D=dk/di=1.56
则di=dk/D=32mm。
在实际使用过程中，我们采用直径为32mm的乳化炸药，即周边眼的不耦合系数D=50/32=1.56，符合D=1.5~2.0的要求。
2.5掏槽眼参数
“有无进尺看掏槽”，隧道爆破开挖的关键是掏槽，掏槽成功与否直接影响爆破效果，并且掏槽的深度宜直接影响隧道掘进的循环进尺。
根据所选用的钻孔机械不同而选用最佳的掏槽形式。
根据本工程的实际情况，采用垂直楔形掏槽，比较适用于各级围岩中。
采用3对掏槽眼水平成对布置，炮眼与开挖面间的夹角α、上下两对炮眼的间距a和同一平面上一对掏槽眼眼底间距b，是影响此种掏槽效果的重要因素，参数的选用根据如下表1经验数据参考：
表1垂直楔形掏槽爆破参数
围岩级别
α
斜度比
a/cm
b/cm
炮眼数量/个
Ⅱ级以上
70°～80°
1：
0.27～1：
0.18
70～80
30
4
Ⅲ级
75°～80°
1：
0.27～1：
0.18
60～70
30
4～6
Ⅳ级
70°～75°
1：
0.37～1：
0.27
50～60
25
6
Ⅴ级
55°～70°
1：
0.47～1：
0.37
30～50
20
6
对于Ⅴ级围岩段，夹角α取70°，a值取50cm，b值取20cm，掏槽眼形式见下图1：
图1垂直楔形掏槽（单位：
cm）
2.6周边眼间距（E）、最小抵抗线（W）、周边眼密集系数（K）
周边眼应考虑0.03~0.05的外插斜率，周边眼间距一般取值范围为（8~18）dk，即336~756mm。
根据试验统计，斜井E值取500mm，正洞E值取500mm，，最小抵抗线斜井W=1.25E=625mm，正洞W=1.25E=563mm；周边眼密集系数K=E/W=0.8。
2.7装药集中度（γ）
周边眼装药集中度按规范取值范围为0.07~0.35kg/m，根据试验统计，当γ取值0.10kg/m时，效果为好。
参数的选用根据如下表2经验数据参考。
表2光面爆破周边眼一般参考数值
围岩类别
炮眼间距E/cm
最小抵抗线W/cm
密集系数K=E/W
装药集中度（kg/m）
硬岩
55～77
60～80
0.7～1.0
0.30～0.35
中硬岩
45～65
60～80
0.7～1.0
0.20～0.30
软岩
35～50
40～60
0.5～0.8
0.07～0.12
2.8炮眼数量及装药量参数设计
2.8.1炮眼数量（以斜井为例）
N=qS/ηγ
式中：
N——炮眼数量，不包括未装药的空眼；
q——单位炸药消耗量，一般取q=1.2~2.4kg/m³；
S——开挖断面面积，㎡；
η——装药系数，即装药长度与炮眼长度的比值，暂取0.6；
γ——每米药卷的炸药质量，kg/m，2号岩石乳化γ=1。
对于斜井即：
N=（1.2×45）/（0.6×1）=90个
其中掏槽眼6个，周边眼34个，底眼9个，辅助眼41个。
2.8.2每一循环装药量计算及分配（以斜井为例）
Q=qV
式中：
q——单位炸药消耗量，取q=1.2kg/m³；
V——1个开挖循环进尺爆落岩石总体积，
即：
Q=1.2×1.5×45=81kg
各炮眼装药量分配如下：
因为计算炮眼数量时，采用η=0.6，由周边眼装药集中度q=0.1kg/m，得出周边眼装药系数为0.5，设其它各炮眼装药系数取值：
掏槽眼0.9，底眼0.8，辅助眼0.6，则
6×0.9+34×0.5+9×0.8+41×0.6=（6+34+9+41）η
计算得：
η=0.5
若计算η≠0.5，则需重新调整η值代入N=qS/ηγ，并适当调整所设掏槽眼、底眼、辅助眼装填系数，使试选η值与计算η相符。
所以按上列装填系数进行分配是可以的。
每个掏槽眼装药量=1×1.8×0.9=1.6kg，折合为8卷，采用8卷；
每个辅助眼装药量=1×1.5×0.6=0.9kg，折合为4.5卷，采用5卷；
每个周边眼装药量=1×1.5×0.5=0.75kg，折合为3.75卷，采用3卷；
每个底眼装药量=1×1.7×0.8=1.36kg，折合为6.8卷，采用6卷；
炮眼名称
眼深cm
眼数
每孔药卷数量
每孔药量kg
药量kg
备注
掏槽眼
1.8
6
8
1.6
9.6
辅助眼
1.5
41
5
1.0
41
周边眼
1.5
34
3
0.6
20.4
底板眼
1.7
9
6
1.2
10.8
开挖面积（m2）
45
炮眼个数
90
比炮眼数（个/m2）
2
总装药量（kg）
81.8
比耗药量（kg/m3）
1.2
斜井及正洞炮眼及布置图见附图
2.8.3炮眼布置图及钻爆参数表
表3斜井钻爆参数表
2.9炮眼装药、堵塞及起爆
1、周边眼及辅助眼采用空气间隔装药结构，其中周边眼为导爆索连接传爆，其它炮眼采用底部放置非电毫秒延时雷管反向起爆装药结构，导爆管传爆。
炮孔装药完毕后，炮泥堵塞长度不小于20cm。
炮眼起爆采用非电毫秒延时雷管分段起爆，使用1、3、5…15段。
周边眼采用空气间隔装药使药量沿炮眼全长均匀分布，其装药结构及起爆方式见下图：
非电毫秒雷管Ф32药卷、导爆索、竹片炮泥堵塞雷管脚线
其余各炮眼均采用连续装药结构。
2、起爆方式：
隧道爆破眼中的炸药可采用正向爆或反向爆，但装瞬发雷管的炮眼采用正向起爆，其他炮眼采用反向起爆。
即掏槽眼的首段采用正向装药起爆；周边眼采用反向起爆，这样渣块度比较好。
3、堵塞方式：
炮眼装药后的堵塞要将炮泥堵在与装药相接的部位，这种堵塞方式比堵在眼口的爆破效果好，堵塞长度20~40cm。
4、起爆顺序。
掏槽辅助周边底板，预裂爆破周边眼在掏槽爆破之前起爆，其他炮眼起爆顺序仍然按上述顺序进行。
2.10爆破起爆网络
各段毫秒微差雷管脚线集束于掌子面中央悬挂，用煤矿许用瞬发电雷管起爆。
孔内低段雷管一般跳段使用（即1、3、5、7、9等），使各相邻段间间隔时间大于50ms,以改善爆破效果和防止地震波叠加而产生较大的地震波。
另外，为了确保周边眼同时起爆，保证光面爆破效果，还将各孔内的导爆索延长至孔外，用一长主干导爆索顺拱部周边眼进行串联，使每个周边眼孔内有二套独立的起爆系统，确保同时起爆。
3、钻爆操作
3.1、钻眼
1、准备工作：
开工前准备工作做到“四查”，即查钻机及支架是否正常；查风水管路到位及牢固情况；查钻头、钻杆、扳手等工具是否带齐；查消耗材料有无备用。
2、定位：
由工班长根据技术部门下达的钻爆设计将每台钻机钻孔范围及顺序分配明确，钻眼前定出开挖断面中线、水平线和断面轮廓线，标出炮眼位置，经检查符合设计要求后方可进行开钻。
炮眼的深度、角度、间距应按设计要求确定。
当开挖面凹凸较大时，应根据实际情况调整炮眼深度，并相应调整装药量，力求除掏槽眼外的所有炮眼底在同一垂直面上。
3、开口：
根据爆破设计及中线水平，选好开口位置，刨去浮石，调整支架角度，使支架与开口处岩面保持垂直。
操作时，先供水后供风。
先开半风，用力前推防止打滑，钻进3~5cm后再调整支架，保持设计规定的角度，开全风，加大推力。
4、钻进：
钻进中应充分发挥支架作用，以加快钻进速度，减轻体力劳动。
①、一条线：
扦子、风钻、气腿必须在同一垂直面上，从后面看是一条线，这样钻机就不会左右摇摆；
②、中心钻：
掌握好支架的进气量，使支架不致忽上忽下，使钻杆始终在炮眼中心位置旋转；
③靠边站：
一人操纵一台钻机，人要站在钻机的侧后方，使钻机贴在身边，稳住风钻，不使风钻左右摇摆。
5、拔钎：
钻孔满足设计深度后，不宜多钻应及时拔钎转移。
在整体性较好的岩石中，可停风拔钎，停机时应先关水后关风。
在破碎岩石中，为克服阻力钻机应带风转动拔钎。
3.2装药
1、装药前作业班组应对爆破器材的规格类型按技术交底进行核对，并将炮眼内的泥浆、岩屑清除干净。
2、作业班组按技术交底进行装药、堵塞和爆破线路连接。
3、装药完成后，应由班长或领工员对装药质量进行检
升级会员 