桥梁隧道Ⅲ级围岩台阶法开挖钻爆设计方案.docx
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桥梁隧道Ⅲ级围岩台阶法开挖钻爆设计方案
高岩梁隧道Ⅲ级围岩微台阶法开挖钻爆设计方案
一、工程及地质概况
1．工程概况
隧道位于贵州省榕江县平永乡加会村，隧道起讫里程D3K201+032~DK203+225，全长2193米，其中Ⅲ级围岩全长880米，适合于光面爆破。
隧道属剥蚀中低山地貌，沟谷深切，隧道穿越两座北东向脊状山脉，绝对高程330~520m,相对高程10~180m，自然横坡10～45°。
2、隧道设计地质情况
1）地层岩性：
D3K201＋220~+320段设计为Ⅲ级围岩，属砂质板岩。
围岩完整性差，强度较低，实测值20MPa，层理发肓，层间厚度在40cm至几米不等等，岩层走向北偏东50°，倾向北偏西60°。
受构造影响，岩层层面局部扭曲变形，岩体破碎，完整性较差，拱顶易掉块。
洞身地下水为基岩裂隙水，局部出水达到股状，涌水量较大。
2）水质：
洞身地下水为基岩裂隙水，受大气降水补给，洞身基岩裂隙水含水较丰富，含水量中等。
侵蚀等级H1、主要为酸性侵蚀，局部为硫酸盐侵蚀。
3）沿线地震动参数：
沿线地震动参数如下:
小于0.05g
地震动反应谱特征周期：
0.35s
经取水样进行水质试验，沿线地表水绝大多数对砼及砼结构都无侵蚀性。
地下水对砼多具侵蚀性，主要为膏盐侵蚀。
二、隧道开挖总体方案
Ⅲ级围岩段开挖台阶法施工。
台阶法施工：
上台阶长度不大于30～40m，台阶高度为上台阶7m，中台阶长度10～20m；中台阶高3.5m，下台阶长5～6m,台阶高2m左右。
三、钻爆施工方案
本管段施工方法有CRD法、大拱脚台阶法、台阶法施工，我队负责高岩梁进口段施工任务，而进口段主要以Ⅲ级围岩正台阶法施工为主，下面主要介绍台阶法施工爆破设计。
1、台阶法开挖作业施工
1）台阶施工方法
高岩梁隧道进口段Ⅲ级围岩采用台阶法进行钻爆开挖，上、下台阶爆破后派专人找顶、刷帮，并立即对开挖裸露面初喷3~4cm厚混凝土及时封闭。
隧道出碴采用LG856装载机配合挖机装碴，大吨位自卸汽车运输出碴。
出碴后安装锚杆、挂网，然后复喷砼至设计厚度。
施工过程中，执行“短进尺、弱爆破、强支护、早封闭、勤量测”的施工原则。
及时进行封闭。
隧道台阶法钻爆开挖施工如下图所示：
2）台阶法施工工序
Ⅲ级围岩阶法上部开挖施工工艺流程如下图所示
3）台阶法施工组织
台阶法施工组织：
在暗洞施工地质条件变好后采用台阶法进行开挖施工，施工时下部利用简易自制钻爆平台进行钻眼及安装锚杆、挂钢筋网片和喷砼作业。
钻爆平台设计示意如下图：
施工时上、下部台阶钻眼、装药、连线、爆破应尽量错开一段时间，以充分发挥机械的利用率，爆破后应立即进行通风排尘，同时挖机进入掌子面配合人工找顶，找顶完成后立即初喷混凝土封闭开挖面，再进行出碴，施作锚杆、钢筋网片及喷射混凝土作业。
喷锚完成后，再进行下一循环开挖作业。
计划安排：
Ⅲ级围岩微台阶法施工，每循环进尺2.7m，每个循环11小时，每月考虑27天，则Ⅲ级围岩微台阶法施工每月可完成159m。
Ⅲ级围岩微台阶法施工循环作业时间如后所示：
4）微台阶法开挖爆破设计
Ⅲ级围岩采用台阶法开挖，上、下断面交替爆破，爆破器材选用乳胶炸药非电起爆系统，毫秒微差有序起爆。
周边眼采用Φ25mm小直径药卷。
（1）主要爆破器材：
A、炸药采用广西柳州威奇化工有限责任公司兴安分公司生产的2号岩石乳化炸药；炸药规格：
Φ32mm-200g。
B、雷管采用湖北卫东机械化工厂有限公司生产的非电毫秒雷管和电雷管，非电毫秒雷管分为1～15段，脚线分3m、5m、7m三种，根据爆破循环进尺长度和炮眼间距分别选用。
（2）钻眼及装药
为保证隧道光面爆破效果，周边眼间距在拱部控制在40～50cm以内并均匀布置，边墙周边眼间距控制在50～60cm以内并均匀布置；周边眼采用间隔装药结构，辅助眼采用连续装药结构。
掏槽眼采用斜眼掏槽，为保证掏槽效果，掏槽眼水平间距按2.4～4m进行控制，炮眼底间距不大于60cm，掏槽眼采用集中装药。
眼内采用分段装药，眼外采用“一把抓”族联方式，电雷管起爆网络。
连续装药及间距装药结构示意图如下：
（3）开挖循环作业时间及钻爆设计参数见后
Ⅲ、IV级围岩光面爆破炮眼布置、雷管段别后图所示：
III围岩微台阶法钻爆开挖工序循环用时横道图（进尺2.7m）
序号
工序名称
用时
（min）
前接工序
工序用时
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
1
上部施工准备
15
6
2
上部钻掘进眼
180
1
3
上部装药连线
45
2
4
上部出碴
120
3
5
上部锚杆施作
120
4
6
上部喷砼
180
5
7
下部施工准备
15
14
8
下部钻眼
120
7
9
下部装药连线
30
8
10
爆破通风
15
9
11
下部出碴
90
10
12
下部锚杆施作
60
11
13
下部喷砼
120
12
14
挖机挖清边墙角
30
无
总计
660
附注：
红色代表上部工序禄色代表下部工序
Ⅲ级围岩微台阶法钻爆设计参数表（进尺2.7m）
序号
部位
炮眼
分类
炮眼数
雷管段数
炮眼长度
（米）
炮眼装药量
装药结构
爆破方量
每孔药卷数
单孔装药量
合计药量（Kg）
（个）
（卷/孔）
（Kg）
1
上台阶
掏槽眼
6
1
3.4
1.3
7.8
集中
204.8
辅助眼
11
3
3.0
1.0
11.0
连续
17
5
3.0
1.0
17.0
连续
2
19
7
3.0
1.0
19.0
连续
3
22
9
3.0
1.25
27.5
连续
4
34
11
3.0
1.25
42.5
连续
5
周边眼
55
13
3.0
0.7
38.5
间隔
6
底板眼
16
15
3.0
1.3
20.8
连续
7
下台阶
一排眼
11
1
3.0
1.0
11.0
连续
123.7
8
二排眼
10
3
3.0
1.0
10.0
连续
周边眼
12
7
3.0
0.7
8.4
间隔
底板眼
11
9
3.0
1.3
14.3
连续
仰拱
辅助眼
4
1
3.0
1.0
4.0
连续
25.9
周边眼
19
3
3.1
1.0
19.0
间隔
16
合计
214
646.3
250.8
354.4
Ⅲ级围岩微台阶法钻爆主要经济技术指标
序号
项目
单位
数量
备注
1
开挖断面积
m2
131.2
2
预计每循环进尺
m
2.7
3
每循环爆破石方
m3
354.4
4
炮眼总数
个
214
5
钻孔总长度
m
646.3
6
雷管用量
发
214
未计连接管
7
炸药用量
Kg
250.8
8
比钻眼数
个/m2
1.631
9
比钻眼量
m/m3
1.82
10
比装药量
Kg/m3
0.707
11
单位体积岩体耗雷管量
发/m3
0.60
12
预计炮眼利用率
%
90%
四、钻爆记录
见钻爆记录表
五、爆破效果
1、总体评价
从围岩类别的实际情况出发，事先做好钻爆设计图、完成至班组级施工技术交底与培训工作，组织开挖班全体成员认真学习理论业务知识，掌握施工要点和要领，为搞好光面爆破作好技术准备工作。
期间技术室全程参与了高岩隧道Ⅲ级围岩开挖指导服务工作，通过爆破试验，基本掌握了隧道光面爆破钻爆参数，及时修正了爆破设计图，较好的实现了光面爆破，目前高岩梁隧道开挖轮廓较圆顺，开挖面较平整，超欠挖基本满足设计要求，前后两次爆破形成的台阶在20cm以内，无大的剥落和坍塌，炮眼痕迹保存率达70%以上，爆破进尺基本满足设计要求，渣块粒径大小合适，满足装车出渣要求，取的了较好的光面爆破效果。
2、钻爆施工注意事项
1）用仪器找出圆心，用钢尺沿周边轮廓划出周边轮廓线。
2）圆弧是由无数个小线段首尾相连组成的，所以周边眼距离应尽量控制在设计值以内，使爆破后的轮廓成型较好。
3）装约结构应装应尽量沿孔径分布均匀，使爆破后岩面不留残埂或深坑。
4）周边眼开眼位置应根据围岩软硬程度稍作调整，软岩可在周边轮廓线向内移5~10cm。
5）尽量减少周边眼的外插角，钻孔作业应定人定岗，周边眼的司钻工不宜变动。
6）当开挖面凹凸不平时，应按实际情况调整炮眼深度主装药量，合底板眼在同一垂直面上。
四、安全质量保证措施
1、开挖轮廓形状和断面尺寸应符合要求，尽量减少开挖轮廓线放样误差。
2、通过爆破试验，选择合理的爆破参数，并根据地质条件变化不断优化钻爆参数，实现光爆效果。
3、掏槽眼尽量控制好眼底间距，使其间距不小于0.5m。
在遇岩石比较坚硬的情况下可采才用二次掏槽，以保证爆破循环进尺长度和使其炮眼利用率达到最佳效果。
掏槽眼应加深0.1~0.2m。
4、辅助眼、周边眼可根据掌子面不同位置岩石软硬情况进行眼距调整，同时装药量也进行调整。
5、周边眼外倾角度尽量减小，辅助眼尽量平行于线路方向，以便达到控制超挖目的。
6、掏槽眼采用集中装药、辅助眼采用连续装药、周边眼采用间隔装药，孔内分段装药，孔外采用“一把抓”，电雷管起爆的网络系统。
7、炮眼必须堵塞，周边眼堵塞长度不少于30cm，其他眼堵塞长度不小于0.5m,当炮眼长度大于2.5m时堵塞长度不低于1m,堵塞采用粘土或粘土和河沙的混合物作为炮泥。
8、装药时严禁采用铁器作为炮棍，炮棍采用木制或塑料制工具，当放入雷管后再装炸药时必须先轻捣后逐渐加以重捣，同时保护好非电毫秒雷管脚线，否则易造成瞎跑。
9、起爆网络连接好后，在连接起爆器前必须让花线短路，以免静电引发电雷管，造成早爆现象。
10、装药时无关人员必须撤离掌子面，装药完成并经检查线路情况完好再检查确认无人员在爆破区域后，然后撤至安全距离方可起爆。
11、如发生瞎跑，必须在爆破员的指导下才能进行处理，并在当班处理完成。
12、钻爆台车顶端四周应设置安全防护栏杆，上下扶梯焊接必须牢固。
13、风管接头连接必须牢固，避免风管脱落伤人。
高岩梁隧道控制爆破作业过程记录表
施工单位：
隧道七队 施工班组：
开挖班 钻爆起止时间：
2009年11月2210:
11~13:
47
施工里程
开挖方法/施工部位
设计进尺m/开挖面积（m2）
周边眼个数/间距E（cm）
周边眼抵抗线W（cm）
辅助眼个数
掏槽眼个数/方式
总装药量（kg）
炸药单耗kg/m3
DK201+221~223.7
台阶法/①部
2.7/72.17
52/40
50
50
6/斜眼掏槽
165.6
0.85
掏槽眼
钻孔深度/角度
掏槽眼斜率
装药结构
装药量Kg
装药集中度q（kg/m）
炮泥堵塞长度
起爆顺序（分段）
1号孔
3.2m/26o
0.49
集中装药
2.4
0.75
90cm
1段
2号孔
3m/26o
0.49
集中装药
2.4
0.8
100cm
1段
3号孔
3.1m/25o
0.46
集中装药
2.4
0.77
90cm
1段
4号孔
3.3m/26o
0.49
集中装药
2.4
0.73
110cm
1段
5号孔
3.4m/26o
0.49
集中装药
2.4
0.71
85
1段
6号孔
3m/24o
0.44
集中装药
2.4
0.8
110cm
1段
周边眼
钻孔深度/角度
外插角斜率
装药结构
装药量Kg
装药集中度q（kg/m）
炮泥堵塞长度
起爆顺序（分段）
1号孔
3.1m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.39
50cm
13段
2号孔
2.7m/5o
0.08
间隔装药
1.2
0.44
35cm
13段
3号孔
2.8m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.43
30cm
13段
4号孔
2.7m/2o
0.03
间隔装药
1.2
0.44
35cm
13段
5号孔
2.6m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.46
45cm
13段
6号孔
2.6m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.46
40cm
13段
7号孔
2.8m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.43
45cm
13段
8号孔
2.7m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.44
30cm
13段
9号孔
2.6m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.46
34cm
13段
10号孔
2.8m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.43
30cm
13段
11号孔
2.6m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.46
40cm
13段
12号孔
2.5m/5o
0.08
间隔装药
1.2
0.48
33cm
13段
13号孔
2.6m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.46
35cm
13段
14号孔
2.6m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.46
35cm
13段
15号孔
2.7m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.44
30cm
13段
16号孔
2.6m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.46
30cm
13段
17号孔
2.7m/5o
0.08
间隔装药
1.2
0.44
30cm
13段
18号孔
2.7m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.44
42cm
13段
19号孔
2.5m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.48
30cm
13段
20号孔
3.2m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.38
30cm
13段
21号孔
3.1m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.39
36cm
13段
22号孔
3m/1o
0.00
间隔装药
1.2
0.4
30cm
13段
23号孔
3.1m/2o
0.03
间隔装药
1.2
0.39
30cm
13段
24号孔
2.6m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.46
30cm
13段
25号孔
2.7m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.44
44cm
13段
26号孔
2.6m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.46
30cm
13段
27号孔
3.1m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.39
35cm
13段
28号孔
2.8m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.43
35cm
13段
29号孔
3.2m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.38
37cm
13段
30号孔
2.6m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.46
35cm
13段
31号孔
2.7m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.44
43cm
13段
32号孔
2.7m/2o
0.03
间隔装药
1.2
0.44
43cm
13段
33号孔
2.7m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.44
43cm
13段
34号孔
2.7m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.44
43cm
13段
35号孔
2.7m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.44
43cm
13段
36号孔
3.1m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.39
43cm
13段
37号孔
2.7m/2o
0.03
间隔装药
1.2
0.44
43cm
13段
38号孔
2.8m/2o
0.03
间隔装药
1.2
0.43
43cm
13段
39号孔
2.9m/2o
0.03
间隔装药
1.2
0.46
43cm
13段
40号孔
2.7m/2o
0.03
间隔装药
1.2
0.44
43cm
13段
41号孔
3.1m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.39
43cm
13段
42号孔
3.0m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.4
43cm
13段
43号孔
2.6m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.46
33cm
13段
44号孔
2.7m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.44
30cm
13段
45号孔
2.8m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.43
40cm
13段
46号孔
2.6m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.46
30cm
13段
47号孔
2.7m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.44
30cm
13段
48号孔
2.7m/4o
0.06
间隔装药
1.2
0.44
35cm
13段
49号孔
2.6m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.46
35cm
13段
50号孔
2.7m/3o
0.05
间隔装药
1.2
0.44
30cm
13段
51号孔
2.8m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.43
42cm
13段
52号孔
2.7m/0o
0.00
间隔装药
1.2
0.44
37cm
13段
辅助眼（内圈眼）
钻孔深度/角度
辅助眼排距/行距（cm）
装药结构
装药量Kg
装药集中度q（kg/m）
炮泥堵塞长度
起爆顺序（分段）
1号孔
3.1m/0o
70/80
连续装药
1.2
0.39
45cm
3段
2号孔
3.2m/0o
70/80
连续装药
1.2
0.38
30cm
3段
3号孔
3.0m/0o
70/80
连续装药
1.2
0.4
35cm
3段
4号孔
2.7m/0o
70/80
连续装药
1.2
0.44
30cm
3段
5号孔
2.6m/0o
70/80
连续装药
1.2
0.46
36cm
3段
6号孔
2.7m/0o
80/90
连续装药
1.2
0.44
30cm
5段
7号孔
3.1m/0o
80/90
连续装药
1.2
0.39
40cm
5段
8号孔
3.1m/0o
80/90
连续装药
1.2
0.39
35cm
5段
9号孔
2.7m/0o
80/90
连续装药
1.2
0.44
36cm
5段
10号孔
2.9m/0o
80/90
连续装药
1.2
0.41
45cm
5段
11号孔
2.6m/0o
80/90
连续装药
1.2
0.46
30cm
5段
12号孔
2.7m/0o
80/90
连续装药
1.2
0.44
30cm
5段
13号孔
2.7m/0o
90/100
连续装药
1.2
0.44
30cm
7段
14号孔
2.6m/0o
90/100
连续装药
1.2
0.46
45cm
7段
15号孔
2.6m/0o
90/100
连续装药
1.2
0.46
30cm
7段
16号孔
3.2m/0o
90/100
连续装药
1.2
0.38
30cm
7段
17号孔
2.7m/0o
90/100
连续装药
1.2
0.44
44cm
7段
18号孔
2.7m/0o
90/100
连续装药
1.2
0.44
40cm
7段
19号孔
2.6m/0o
90/100
连续装药
1.2
0.46
42cm
7段
20号孔
2.8m/0o
90/100
连续装药
1.2
0.43
30cm
7段
21号孔
2.6m/0o
90/100
连续装药
1.2
0.46
42cm
7段
22号孔
2.8m/0o
90/100
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