隧道光面钻爆施工方案.docx
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隧道光面钻爆施工方案
隧道
光面爆破钻爆设计方案
一工程概况
二工程地质条件
地层岩性、地质构造及地震动参数
（1）地层岩性
隧区地表上覆第四系全新统冲洪积（Q4al+pl）淤泥质土、粉质黏土、坡残积（Q4dl+el）粉质粘土及更新统坡洪积（Q3dl+pl）粉质黏土；下伏基岩为白垩系上统江底河组一段（K2j1）泥岩夹砂岩、马头山组（K2m）砂岩夹泥岩、砾岩及下统普昌河组（K1p）泥岩夹砂岩、泥灰岩。
地层岩性分述如下：
1）<1-3>人工填土（Q4ml）：
以粉质黏土为主，棕褐、褐灰色，硬塑状，土质不均，含20%～30%泥岩、砂岩质角砾，一般厚0～2m，局部较厚，主要分布于隧区水库、鱼塘堤坝、乡村道路路基及房屋建筑基础内。
属Ⅱ级普通土。
2）<5-1>淤泥质土（Q4dl+pl）：
灰黑、浅灰、灰绿色，流塑，局部软塑，土质不均，含少量细砂及角砾，有机质含量较高，局部为淤泥。
呈层状分布于测段内鱼塘或沟槽表层，一般厚0～2m，硬底层为粉质黏土或基岩风化层。
属Ⅱ级普通土。
3）<5-3>粉质黏土（Q4dl+pl）：
褐红色、灰褐色、褐黄色，硬塑，土质不均，含10%～20%的砂泥岩质角砾，φ10～20mm，厚0～4m。
分布于隧道进出口缓坡及沟槽地带。
属Ⅱ级普通土。
4）<6-3>粉质黏土（Q4dl+el）：
褐红色、棕褐色、褐灰色，硬塑，土质不均，含10%的砂泥岩质角砾，φ10～30mm，厚0～2m。
分布于隧道洞身斜坡地带。
属Ⅱ级普通土。
5）<8-1>粉质黏土（Q3dl+pl）：
褐黄色、褐灰色、深灰色，硬塑或半干硬状，土质不均，含5%～10%的砂泥岩质角砾，φ10～20mm，厚0～12m，呈层状分布于隧道进口端斜坡地带<5-3>层下。
属Ⅱ级普通土。
6）<10-3>泥岩夹砂岩（K2j1）：
紫红色、砖红色、局部黄灰色、灰色，泥岩为泥质、粉砂质结构，泥质胶结，中厚层状，砂岩为粉细粒结构，泥质胶结，薄～中厚层状。
岩体节理较发育，泥岩质软，易风化，浸水后易软化崩解。
岩体差异风华明显，风华层厚度大且不均。
全风华带（W4）岩芯呈土状，厚0～4m，属Ⅲ级硬土；强风华带（W3）岩体破碎，钻探岩芯呈土夹碎石、角砾状，厚2～12m，属Ⅳ级软石；其下弱风华带（W2）钻探岩芯呈柱状及碎块状。
钻探揭示岩芯含片状、脉状石膏。
与下伏K2m呈整合接触，属Ⅳ级软石。
7）<11-1>砂岩夹泥岩、砾岩（K2m）：
紫红、灰黄、浅紫灰色，砂岩中细粒结构，中厚层结构，泥质胶结，部分为钙质胶结，岩质相对较硬；泥岩为泥质结构，块状构造，泥质胶结；底部为底砾岩。
岩体节理较发育，岩质软，易风化，浸水后易软化崩解。
全风华带（W4）呈土状、砂状，厚0～5m，属Ⅲ级硬土；强风华带（W3）岩体破碎，钻探岩芯呈土夹碎石、角砾状，厚0～6m，属Ⅳ级软石；；其下弱风华带（W2）钻探岩芯呈柱状及碎块状。
与下伏K1p呈整合接触，属Ⅳ级软石。
8）<12-1>泥岩夹砂岩、泥灰岩（K1p）：
红褐色、砖红色、局部黄灰色、灰色，泥岩为泥质、粉砂质结构，泥质胶结，薄～中厚层状，砂岩为粉细粒结构，泥质胶结，部分为钙质胶结，中厚层状。
岩体节理较发育，岩质软，易风化，浸水后易软化崩解。
风华带厚度不均，风华差异大。
全风华带（W4）呈土状，厚0～6m，属Ⅲ级硬土；强风华带（W3）呈土夹碎石、角砾状，厚3～10m，局部稍厚，属Ⅳ级软石；其下弱风华带（W2）钻探岩芯呈柱状及碎块状。
钻探揭示岩芯含片状、脉状石膏，属Ⅳ级软石。
（2）地质构造
隧区位于南华扭动褶皱区，段内为单斜构造，地层层序正常。
斜坡地带覆盖层较薄，基岩出露，岩层产状为：
N30°W／38°NE、N32°W／22°NE及N30°W／11°NE。
基岩裂隙较发育，砂岩中节理主要见于浅部，裂隙多而细小。
主要节理有：
N15°~18°E/75°~82°NW、N60°~70°W/90°。
（3）地震动参数区划
根据国家地震局《中国地震动峰值加速度区划图》（GB18306~2001）及中国地震局地壳应力研究所《改建广通至大理铁路工程场区地震动参数区划报告》（2009年3月），隧区地震动峰值加速度<0.10g，地震动反应谱特征周期为0.45s。
三爆破施工工艺流程及器材选择
为了充分发挥围岩的自承能力，减轻对围岩的振动破坏和减小对既有隧道的影响，隧道开挖采用微振动控制爆破技术。
根据围岩情况及时修正爆破参数，达到最佳爆破效果，形成整齐圆顺的开挖断面，减少超挖，杜绝欠挖。
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，达到保护围岩的目的。
钻孔作业采用钻孔台车为主，人工钻孔作业时采用多功能台架配合手持式风动凿岩机钻孔，人工装药连线，非电毫秒雷管微差起爆。
炮孔的装药、堵塞和引爆线路的连接，均由考核合格，执证上岗的爆破工负责。
爆破施工工艺流程见“爆破施工工艺流程框图”。
洞身钻爆设计根据广通到大理扩能改造工程设计施工图纸提供的资料，铁路爆破器材选用如下表所示：
爆破施工工艺流程框图
爆破设计
超前地质预报
测量放线
钻孔
钻孔质量验收
装药与堵塞
连接起爆网络
起爆
通风
危石处理
装药计算
爆破材料准备
网路检查
爆破效果与质量检查
台架就位
爆破器材选择表
序号
爆破器材名称
规格
备注
1
2号岩硝铵炸药
Ф20×200mm
无水地段
2
2号岩硝铵炸药
Ф32×200mm
无水地段
3
4号抗水岩石硝铵炸药铵
Ф25×200mm
有水地段
4
RJ-2乳胶炸药
Ф32×200mm
有水地段
5
毫秒雷管
1—15段
6
导爆索
Ф5.7～6.2mm
周边眼用
8
塑料导爆管
Ф3.0mm
四光面爆破
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。
五钻爆参数
通过爆破实验确定爆破参数，试验时参照围岩台阶法开挖爆破设计图，选定实验段的参数后，再通过现场爆破效果修正参数。
现场跟踪开挖爆破质量信息，并及时调整，保证爆破开挖效果。
台阶法开挖光面爆破设计参数表
岩石类别
周边眼间距E（cm）
周边眼抵抗线W（cm）
相对距离E/W
极硬岩
50～60
55～75
0.8～0.85
硬岩
40～55
50～60
0.8～0.85
软质岩
30～45
45～60
0.75～0.8
（1）III、Ⅳ级围岩台阶法开挖炮眼设计
III、Ⅳ级围岩台阶法开挖光面爆破装药参数表
部位
序号
雷管段别
炮孔
名称
炮孔深度（m）
炮孔数量（个）
单孔装药量（kg）
小计
装药量（kg）
上台阶①步
1
1
掏槽眼
2
6
0.6
3.6
2
3
辅助眼
1.5
6
0.45
2.7
3
5
掘进眼
1.5
24
0.45
10.8
4
7
内圈眼
1.5
23
0.45
10.35
5
9
周边眼
1.5
49
0.45
22.05
6
11
底板眼
1.5
15
0.45
6.75
合计
123
56．25
下台阶②步
1
1
掏槽眼
2
8
0.6
4.8
2
5
掘进眼
1.5
10
0.45
4.5
3
7
内圈眼
1.5
18
0.45
8.1
4
9
周边眼
1.5
30
0.45
13.5
合计
66
30.9
仰拱③步
1
5
掘进眼
1.5
5
0.45
2.25
2
7
内圈眼
1.5
6
0.45
2.7
3
9
周边眼
1.5
12
0.45
5.4
合计
23
10.35
附注：
掏槽眼与工作面斜角70°，眼底距20cm，周边眼与底板眼沿径向外斜3°，辅助眼与掘进眼垂直工作面。
单位面积钻孔数=212÷111=1.9个/㎡，炸药单耗=97.5÷（2×111）=0.44Kg/m³；预计循环进尺2m。
（2）Ⅴ级围岩三台阶七步开挖法炮眼设计
Ⅴ级围岩三台阶七步开挖法爆破装药参数表
上台阶①步
序号
雷管段别
炮孔
名称
炮孔深度（m）
炮孔数量（个）
单孔装药量（kg）
小计
装药量（kg）
1
3
辅助眼
1.5
10
0.15
1.5
2
5
掘进眼
1.5
20
0.15
3
3
7
周边眼
1.5
49
0.15
7.35
4
9
底板眼
1.5
20
0.15
3
合计
99
14.85
中下台阶②③④⑤步
1
3
掘进眼
1.5
72
0.15
10．8
2
5
周边眼
1.5
36
0.15
5．4
3
7
底板眼
1.5
20
0.15
3
合计
128
19．2
核心土
⑥
步
1
5
底板眼
1.5
24
0.15
3．6
2
3
掘进眼
1.5
84
0.15
12．6
合计
108
16．2
仰拱⑦步
1
5
掘进眼
1.5
5
0.15
0.75
2
7
内圈眼
1.5
6
0.15
0.9
3
9
周边眼
1.5
12
0.15
1.8
合计
23
3.45
附注：
周边眼与底板眼沿径向外斜3°，辅助眼与掘进眼垂直工作面。
单位面积钻孔数=358÷113=3个/m2，炸药单耗=53.7÷（1.5×113）=0.32Kg/m3；预计循环进尺1.5m。
（3）钻爆作业
确定隧道施工方案时，要综合考虑隧道的地质条件、钻孔设备、爆破器材、支护方法和技术水平等因素来决定。
应该特别强调的是，隧道开挖施工方案和爆破方法之间有着十分密切的关系。
隧道光面爆破施工应遵循以下原则：
①按照炮眼布置图正确钻孔。
掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不大于5cm。
辅助眼深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不得大于10cm。
周边眼位置在设计断面轮廓线上，允许沿轮廓线调整，其误差不大于5cm，眼底不超出开挖面轮廓线10cm。
内圈炮眼至周边眼的排距误差不大于5cm。
②钻孔前必须严格按照钻爆设计标示出孔位和编号；如果孔位与上次的残孔重合，必须适当移位，绝对不准在残孔内钻孔。
③必须保证钻孔质量。
钻进中要防止漏钻和多钻，控制好孔位、孔深和角度，是保证光面爆破效果的基础。
④炮孔钻完后要及时清孔并用木楔封堵，防止落入石块等杂物。
炮孔经检查合格后，方可装药爆破。
⑤为减少装药时间，事先由炮工将药卷间隔串联在导爆索上，并用胶带绑扎在一根有一定强度的竹片上，装药时炮工将绑有药卷的竹片放入每个周边孔内，应使竹片紧靠围岩外侧，而药卷则紧靠开挖岩石的内侧，这样既有利于保护岩壁，又可以增强对开挖岩石的爆炸力。
炮孔内放入药卷后，应将导爆索引出孔外，然后炮泥封堵炮孔。
⑥为使周边孔装药达到一定的不偶合系数，周边眼采用直径φ25mm的小药卷进行装药。
⑦为保证周边眼光面爆破效果，周边孔最后一段起爆。
同时起爆的炮孔用导爆索串联在一起或用同段位的导爆管雷管簇联在一起，最后通过电雷管进行激发。
⑧连线必须认真细致，仔细清点数量并复核，对联结块上的上下级导爆管必须捆扎牢固，严防产生漏爆拒爆现象。
⑨爆破后的残留炮孔痕迹在开挖轮廓线上是否均匀分布；半孔残痕率在完整岩石处保持在95%以上，较完整和完整性稍差的岩石处保持在80%以上，较破碎和破碎岩石处半孔率不小于50%。
⑩每次爆破以后，要先进行通风，通风15分钟后检查人员方可进入隧道做相应的检查工作；要及时察看围岩周边光面爆破效果，核对与爆破设计是否相符，如有变化要及时调整爆破参数，使其达到最佳效果。
六爆破器材运输安全措施
a、爆炸材料的运输，必须有熟悉爆炸物性能的专人押送，装载爆炸材料的车辆保持刹车完好，车箱整洁，有防雨、防滑设备。
b、禁止在汽车的拖车内及自动倾卸货车的车斗内运输雷管及炸药。
c、装有爆炸材料的汽车在同一车箱内不得装有汽车备用燃料。
冬季不能发动时，不得用明火烤车。
d、汽车装运雷管、炸药时，其载重量不得超过额定载重量的三分之二，装载高度不得超过车箱的边缘。
e、装运雷管、炸药的车辆应有减震设备。
车箱底及炸药包装间层处，应加铺软垫层。
f、运输爆炸材料的车辆交会时，应主动减速或停车避让。
g、从库房往工地人力徒步运送爆炸材料，总重量不得超过10公斤。
炸药、雷管、导火索严禁一人同时携带。
h、禁止末经允许并与爆破工作无关的人员携带或储藏爆炸材料。
i、装卸爆破材料时，要轻拿轻放，不准投掷；在搬动时，禁止肩扛，拖拉与滚动。
七火工品领用及退库管理办法
领用火工品石，由各施工作业队领工员开具《火工品审批使用签认单》，交由当班爆破员与施工外协队领工员到火工品库领取，火工品库当班管库员与领料爆破员，必须严格按照领工员在《火工品审批使用签认单》上开具的数量进行发放与领取，并办理签认手续，以备月底统计和各使用单位进行查核，若爆破员与施工队领料员领料石任何一方不在，火工品库管库员将不予发放。
火工品到达使用现场时，必须有爆破员与施工队领料员及现场领工员在《火工品审批使用签认单》上进行数量签认核实。
发现物数量与出库数量不符时，应在第一时间通知派出所，同时原路返回仔细沿路查找。
施工现场实用的火工品和未使用的火工品，现场值班员、施工队领料员和爆破员都必须在《火工品审批使用签认单》上进行数量签认、核实、注明时间，对于未用完的火工品必须立即向火工品仓库进行退库处理。
退库时，爆破员与火工品库管员及施工队领料员办理退库手续（三方都必须签认）,并详细注明退库时间；退库时火工品库管库员必须认证核点所退火工品数量是否与《火工品审批使用签认单》相符，对于数量不符的应在发现的第一时间通知派出所，对所火工品应当按实数给于退库。
对未能及时将所剩余火工品退回库房的爆破员，施工队领料员，将作出待岗的处理；因不及时退库造成火工品短少，丢失被盗引发严重后果，药追究刑事责任。
所有施工地点的《火工品审批使用签认单》都应在最后的退库手续签认完毕后交由火工品库管库员统一保存；若没有退库的，应当在该工点下次领取火工品时交于管库员，否则火工品管库员将不予发货，管库员在收取《火工品审批使用签认单》时应当查看各签认是否齐全，若签认部全应向物资部通报。
《火工品审批使用签认单》是火工品领、用、退过程记录控制的重要依据，火工品报关员应对《火工品审批使用签认单》进行妥善保管，并在月底那工点进行汇总交与物资部。
《火工品审批使用签认单》签认人员应仔细核对火工品数量，一高度负责的态度如实签认；对思想麻痹大意漏签、错签、随意改动及发现错误隐瞒不报的将给予严肃处理
派出所在接到火工品数量不符通知时，应在第一时间赶赴现场进行处理。
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