某铁路隧道光面爆破优化汇报材料.docx
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某铁路隧道光面爆破优化汇报材料
XX铁路XX隧道光面爆破优化汇报材料
一、工程概况
XX隧道全长6.258km，起讫里程为DK145+564～DK151+822。
隧道内设置单面连续上坡，从隧道进口DK145+564至DK147+400为5‰上坡，隧道内坡长1836m，DK147+400至DK151+822为3.7‰上坡，隧道内坡长4422m。
XX隧道为单洞双线隧道，隧道Ⅴ级围岩500m，占8%，Ⅳ级围岩648m，占10.4%，Ⅲ级围岩3508m，占56.0%，Ⅱ级围岩1602m，占25.6%。
横洞辅助坑道与正洞交于DK147+450，全长330m。
XX隧道合同工期：
2014年6月28日～2016年12月28日，工期30个月。
二、工程进展情况
1、XX隧道
XX隧道隧道开挖支护累计完成4506米，完成设计长度6258米的72%。
（1）各工作面完成情况
进口、横洞、斜井、出口各工区具体进尺情况如下：
表2-1进尺情况表
工区
施工位置
开挖支护（m）
进口工区
进口
1454
横洞工区
横洞
小里程
245
大里程
1050
斜井工区
斜井
小里程
50
大里程
375
出口工区
出口
1368
小计（m）
4542
（2）隧道剩余工程量及计划贯通时间
根据XX隧道工作面安排，有三个贯通面，具体如下：
表2-2贯通剩余工程量及贯通节点工期表
序号
施工段落
贯通剩余米数
计划贯通时间
1
进口～横洞段
186
2016年5月10日
2
横洞～斜井段
230
2016年8月15日
3
斜井～出口段
1299
2016年9月30日
4
小计（m）
1715
2016年9月30日
三、XX隧道设计情况
1、地质情况
XX隧道主要穿越花岗岩中低山区，隧道正洞洞身穿越6条断层带及2条节理裂隙密集带。
根据设计勘察XX隧道除了穿越这8个软弱地段及洞门部位属于Ⅳ、Ⅴ级围岩外，其余地段均属Ⅱ、Ⅲ级围岩，施工图显示Ⅱ、Ⅲ级围岩长度占全隧道的81%。
XX隧道Ⅱ、Ⅲ级围岩属于弱风化花岗岩、岩体较完整～完整。
2、隧道断面
以上两图为Ⅱ、Ⅲ级围岩断面形式及开挖断面尺寸，Ⅳ、Ⅴ级围岩由于岩体较破碎采用三台阶法和四步CD法，光面爆破效果不明显，开挖主要采用切割松动弱爆破，避免围岩扰动，在此不细述。
四、隧道主要施工方法
XX隧道Ⅱ级围岩采用全断面法开挖，Ⅲ级围岩采用台阶法开挖，Ⅳ级围岩采用三台阶临时仰拱法或三台阶法，Ⅴ级围岩段采用四步CD法、六步CD法、三台阶临时仰拱法；进出口明洞采用明挖法；隧道穿越断层F4、F5、F6、F8段（累计167m）采用四步CD法开挖，开挖前采用超前大管棚支护，3m超前帷幕预注浆及3m径向注浆止水。
五、光面爆破优化设计
XX隧道II、III级围岩占全隧道的81%，因此光面爆破的控制在XX隧道的质量控制及成本控制上有着举足轻重的位置。
本隧道根据目前爆破开挖进展情况对光面爆破设计优化经验如下，望批评指正：
1、光面爆破设计布孔
（1）前期光爆布孔
以III级围岩上台阶为例进行分析，原光爆设计图如下：
图5-1原光爆设计布孔示意图
此种光爆设计脱离现场实际情况，现场操作困难，无法按照设计的孔位进行钻孔。
（2）优化后III级围岩光爆设计布孔
目前隧道开挖主要采用钻爆法，光面爆破设计必须结合现场实际情况，由于工人是站在自制开挖台架上钻孔，因此爆破设计要以现场开挖台架为基础进行布设炮孔，方便工人操作。
采用多级楔形掏槽方式，形成大的临空面。
图5-2优化后的光爆布孔示意图
图5-3多级复式楔形掏槽孔示意图
图5-4现场操作人员钻孔图
2、优化主要爆破参数
（1）原设计爆破参数
表5-1原Ⅲ级围岩上台阶开挖爆破参数表
项目
爆破参数
周边眼间距E（㎝）
60
周边眼抵抗线W（㎝）
75
相对距E/W
0.8
周边眼线装药集中度（kg/m）
0.3～0.4
堵塞长度（㎝）
无
装药结构（周边眼）
连续装药
我标段在开始采用光面爆破技术进行隧道开挖时，由于追求进度，缩短了打孔时间，周边眼间距最大达到了60cm，为避免欠挖加大了装药量（未采用间隔装药），因此光面爆破参数选取不合适；爆破后经常造成大面积超挖现象，对局部欠挖部位也采用大药量爆破（工人为避免二次处理欠挖），这样又造成了二次超挖。
现场导致开挖轮廓面凹凸不平，局部超挖达到60-70cm，为后续工序的施工造成了很大困难。
图5-5周边眼间距过大造成欠挖
（2）优化后的爆破参数
表5-2优化后Ⅲ围岩上台阶开挖爆破参数表
项目
爆破参数
周边眼间距E（㎝）
45
周边眼外插角
1～3°
周边眼抵抗线W（㎝）
55
相对距E/W
0.8
周边眼线装药集中度（kg/m）
0.15～0.3
堵塞长度（㎝）
40
装药结构（周边眼）
间隔装药导爆索引爆
注：
上表中光爆按照孔间距0.45m设计，局部或整体围岩性质不完整时，可以在0.3m至0.45m之间调整，装药线密度调整范围为0.15kg/m~0.3kg/m。
周边眼间距与抵抗线的相对距离要合理，减小周边眼间距，爆破后轮廓成形好。
整个XX隧道都属于花岗岩地质，围岩较硬、性脆。
对已开挖隧所使用的爆破参数进行优化如下：
（1）以III级围岩为例，周边眼间距为45cm、炮眼长度4m、外插角1-3°（以上参数要根据花岗岩风化程度微调）。
（2）周边眼装药从拱顶向两侧直至边墙装药量在3-6卷（即从上往下装药量逐步递增，采用2#岩石乳化炸药，每卷200g，长20cm，Φ32mm。
）（3）周边眼采用间隔装药（孔口留40cm空孔堵塞，其余长度根据装药卷数均匀布置）导爆索起爆。
1）掏槽眼布置
针对隧道爆破只有一个临空面的特点，为提高爆破效果，先在开挖断面的适当位置，布置一些装药量较多的炮眼，先行爆破，炸出一个槽腔，为后续炮眼的爆破增加新的“临空面”。
掏槽眼位置布置在断面中央偏下部位，其深度应比其它眼加深20cm-30cm。
为爆出平整开挖面，除掏槽与底板眼外，其他所有掘进炮眼眼底应基本落在同一断面上。
底部炮眼深度一般与掏槽眼相同。
之所以要加深掏槽眼、底板眼深度，是因为要确保掏槽眼的掏槽效果和深度、要确保底板不留台阶（不留“门坎”），同时因为这两部的爆破，岩层对其的夹制作用特别大。
本隧道使用复式水平楔形掏槽，掏槽眼水平成对布置，爆破后形成楔形槽口。
炮眼与开挖面的夹角α、上下两对炮眼的间距a、同一水平面上一对掏槽眼掌子面的距离B和眼底的距离b，是影响此种掏槽爆破效果的重要因素。
掏槽眼眼深4.7~4.9米，一般是先用4米的钻杆定位钻眼，再用5米的钻杆加深。
图5-6水平楔形掏槽示意图
图5-7掏槽眼布置示意图
图5-8掏槽眼角度示意图
本隧道a=35cm，α=55°，B=590cm，b=100cm。
2）辅助眼布置（以上台阶为例）
位于掏槽眼与周边眼之间的炮眼，统称为辅助眼。
其作用是扩大掏槽眼炸出的槽腔，为后续和周边眼爆破创造“临空面”。
常把靠近掏槽眼的炮眼并有扩大掏槽作用的炮眼，又称为“辅助掏槽眼”或“扩槽眼”；常把靠近周边眼的一排炮眼，称为“内圈眼”。
图5-9辅助眼示意图
上台阶共有辅助眼58个，周边眼抵抗线W（内圈眼到轮廓线的距离）为55cm。
辅助眼中靠中间的4列4.70~4.9米，其它3.75~4.0米。
3）周边眼布置（以上台阶为例）
沿隧道周边布置的炮眼，称为周边眼。
其作用是爆出较平整光滑的隧道断面轮廓。
按其所在不同位置，又可分为“帮眼”、“顶拱眼”、“底板眼”。
周边眼沿隧道轮廓布置，基本上取等距离布眼。
周边眼有一定的外插角，外插斜率为0.03-0.05，使前后两排（两槽）炮眼的街接台阶为最小，控制在15cm内，即不影响风钻操作为宜。
尽量减小周边眼外插角的角度，孔深小于3m时外插角的允许斜率宜为孔深的0.05；孔深大于3m时外插角斜率宜为孔深的0.03；外插角的方向要与该点轮廓线的法线方向一致。
并要根据不同的炮眼深度，适当调整斜率。
周边眼间距E，可根据围岩级别、光面爆破、炮眼直径、药卷种类或预裂爆破、装药结构、断面形式等，结合工程类比加以确定。
并应在现场爆破中实践，并加以修正改善。
本隧道E取45cm，上台阶周边眼共45个，沿隧道轮廓线均匀布置。
眼深3.75~4.0米。
4）装药（以上台阶为例）
在装药之前，应清孔，将炮眼残碴，积水清除，并检查炮眼位置、深度、角度是否满足爆破参数要求（按设计与打眼误差一并考虑），装药时严格按照爆破设计装药量进行装药，“起爆药卷”（装有起爆雷管的药卷）按爆破设计起爆顺序和雷管段别安排，“对号入座”。
连续装药结构按照雷管在炮孔中的位置不同又可分为正向起爆、反向起爆和双向起爆三种起爆方式。
将起爆雷管装在孔底部位，反向起爆，有利于克服岩石的夹制作用，能提高炮眼利用率，减小岩石破碎块度，减小大块率。
现在一般都采取这种方式起爆。
隧道周边眼间隔装药时，往往常用正向起爆方式，即从孔口向孔底方向起爆。
图5-10装药和雷管段位布置示意图
5）起爆顺序（以上台阶为例）
正确的起爆顺序是先掏槽，后辅助眼，由里向外分层起爆，然后是底板眼、侧壁眼和压顶眼。
先爆破的炮眼为后续爆破的炮眼减小岩石的夹制作用和增大临空面，创造更好的爆破条件。
同时起爆的一组炮眼，能共同作用，爆炸力更强。
这样，爆破就能由里向外，一层一层地准确剥离、破碎，达到高的炮眼利用率和平整的开挖轮廓。
（3）影响光爆效果的重要因素为控制好周边眼间距、控制内圈眼与周边眼的间距（W）、控制好周边眼的装药结构体系，严格采用间隔装药，采用导爆索引爆，有条件最好采用炮泥封孔。
图5-14导爆索连接方式示意图
六、强化光爆管理制度
1、成立光爆质量管理小组，进行过程监控
组长：
项目经理
副组长：
副经理、总工
组员：
洞口负责人、洞口光爆技术员。
洞口光爆技术员作为现场实施人员，工作内容如下：
①打钻及装药过程中监督并记录每一排炮的实施过程，包括炮眼（掏槽眼、辅助眼、周边眼）的布置、数目、深度和角度，爆破器材、装药量和装药结构，起爆方法和爆破顺序，填写检查表格。
表6-1爆破钻孔装药检查记录表
表6-2爆破钻孔装药检查记录表
②出碴完成后打下一排炮前对上一排炮光爆效果进行记录并留存影像资料。
包括超欠挖、开挖轮廓、爆破进尺、炮眼痕迹保存率、两次爆破的衔接台阶尺寸；
③对于上一排炮光爆效果满足激励条件的，现场给与工人和带班人员现金奖励并签字确认；
④盲炮检查；
⑤装药、起爆、警戒、火工品退库的安全监督；
⑥记录开挖班每个人的工作效果。
对操作效果总是达不到要求的工人，汇总情况书面报告副组长；
⑦负责与开挖班针对光爆质量进行沟通交流。
2、制定光面爆破激励办法
成立光爆质量管理小组同时制定了激励办法，考核人员指的是所有现场打钻人员及装药人员（含班组长）。
上台阶上一排炮达到项目要求相关的标准，每人奖励15元。
下台阶由于操作难度大，达到标准每人奖励20元。
达不到上述标准，所有当班打钻人员均无奖励。
3、周例会通报光面爆破质量
每周汇总本周洞口的光面爆破实施效果，并在周例会上通报，存在的问题由洞口负责人和架子队负责人落实整改。
4、根据每月的混凝土超方量大小衡量奖罚额度。
各工点间，根据每月的混凝土超方量大小进行评比，奖先罚劣。
特别是在2015年8月份，局领导到现场又做了详细的指导，施工现场加强了每茬炮的管理，对现场的奖罚措施又进行了细化，现场光爆效果取得了一定的成效。
5、分别对每个开挖面的开挖班组进行交底、培训。
强化施工队测量人员精确作业的理念，保证测量放点误差在1cm之内，
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