1、引水洞开挖爆破设计 XXXXXXXXXXXX工程引水洞开挖爆破方案批准:是是是校核:是是是编写:是是是XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX一、工程概述引水洞洞身为圆拱直墙型,洞径为3.2m,全长135.2m。支洞洞口附近开挖明渠段,长度41.6m,断面为倒梯形。洞挖施工前,对明渠段边坡及洞脸立面进行锚喷支护以确保边坡稳定,并沿洞口开口位置设计边线以外20cm和50cm处打入2圈锁口锚杆,以保证开口处岩石稳定及洞口成型效果。根据地勘资料显示,支洞轴线所穿过围岩类型多为-类,成洞条件较好。石方开挖爆破作业施工程序为:施工准备测量放线布孔钻孔装药布
2、孔爆破开挖修整验收。石方开挖采用YT28型手风钻钻孔,分层高度控制在23m。分层分段爆破采用孔间顺序微差“V”型起爆网络。沿设计轮廓线采用预裂爆破,对于水平建基面预留保护层。最后采用一次爆破法挖除保护层,开挖至邻近基础水平建基面时,预留岩体保护层,其保护层的厚度由现场爆破试验确定。根据以往类似工程的经验,保护层厚度H25D(D是分段爆破炮孔底部的装药直径),本工程初拟预留1.0m的保护层。水平建基面的保护层开挖均采用水平光面爆破法。机械施工后的边坡或基础,最后采用人工修整,直至满足施工图纸要求为止。施工中对出现的软弱岩层和构造破碎带区域采用控制爆破,并按照施工图纸和技术人员的指示进行安全支护。
3、开挖施工前先开挖好永久边坡上部的截水沟,以防止雨水漫流冲刷边坡。施工过程中,在坡脚、施工现场周边均开挖好排水沟槽和设置排水设施,及时排除坡底积水,保护边坡稳定。爆破后的石渣采用1.2m3反铲运出,暂时就近堆放,集中运出。 1.爆破参数设计(1)梯段爆破参数设计在正式开挖过程中,先认真做好爆破试验,根据爆破试验确定合理的爆破参数和起爆网络,严格控制单孔药量和一次起爆药量。根据类似工程成功经验,初拟梯段爆破参数如下:钻孔直径:42mm 药卷直径:32mm钻孔间距:1.5m钻孔排距:1.5m梯段高度:2.03.0m钻孔深度:1.52.5m钻孔角度:7585超钻深度:0.5m装药结构:底部集中装药堵塞
4、长度:1.01.5m单孔药量:0.60.9Kg炸药单耗:0.350.55Kg/m3起爆网络:孔间顺序微差“V”型起爆网络。(2)预裂爆破参数设计预裂爆破超前梯段爆破75100ms。预裂爆破参数亦通过爆破试验确定,根据类似工程经验,初拟爆破参数如下:钻孔直径:40mm 钻孔间距:0.8钻孔角度:按设计边坡药卷直径:32mm不耦合系数:2.0装药结构:间隔装药线装药密度: 250300g/m(底部1.0 m范围按1200g/m)堵塞长度:0.60.8m (3)距预裂面第一排缓冲孔爆破设计缓冲孔与梯段爆破孔一起爆破。缓冲孔爆破参数由爆破试验确定,根据类似工程经验,初拟爆破参数如下:钻孔直径:42mm
5、 钻孔间距:0.8m钻孔深度:不超深,由试验确定距预裂面距离:0.81.5m 药卷直径:32mm不耦合系数:2.0堵塞长度:0.81.0m2.保护层开挖施工方法为保证各建基面的完整性,预留0.5m厚的保护层。根据本工程地层岩性的特点,为了确保施工质量,对基底建基面预留保护层的开挖拟定采用水平光面爆破方法;采用手风钻钻孔,沿水平建基面设计开挖线布置一排水平光面孔,以上部分小梯段垂直爆破采用不大于42mm孔径,炮孔孔底距建基面不小于30cm,每循环进尺2.5m。控制最大单段起爆药量不超过20kg。为加快水平建基面开挖进度,多布置水平保护层开挖工作面。先期开挖水平建基面保护层中部,形成开挖先锋槽,然
6、后开挖先锋槽两侧的保护层。其爆破参数亦通过爆破试验确定,根据类似工程经验,初拟爆破参数如下:(1)水平光爆孔循环进尺:2m钻孔直径:42mm 钻孔间距:0.5m钻孔深度:2.5m药卷直径:32mm堵塞长度:0.5m正常段线密度:180220g/m上部小梯段垂直爆破孔采用毫秒塑料导爆管逐排起爆;光面孔采用导爆管连接,并迟于小梯段垂直爆破孔25ms起爆。爆破后石渣采用反铲集渣,然后装15t自卸汽车运输出渣。3.3硐室石方洞挖引水洞及其上下游侧引水洞洞身围岩为类,多为混合花岗岩,岩质坚硬,节理中等发育,岩体较完整,多显微风化状态和少量弱风化状态,局部受断层影响,岩体较破碎。其开挖断面型式为3.23.
7、2m的圆拱直墙式,采用光面爆破开挖。3.3.1施工程序根据目前石方洞挖正常循环作业,施工程序为:施工准备施工测量画出周边轮廓线及中心高程布孔钻孔装药连线起爆排烟排险出渣、清底下一循环。3.3.2爆破参数1.炮孔数目炮孔数目的多少直接影响每一循环凿岩工作量、爆破效果、循环进尺、洞成型的好坏。暂按下式计算炮孔数目,在施工中,根据具体情况再作调整,以达到最佳爆破效果。炮孔数目N,按下式计算: Nqs/r式中:q炸药单耗量,取q=1.30kgm3S开挖面积,S=7.0m2r每米长度炸药的重量,取r=0.75kgm炮孔装药系数,取=0.7经计算,N=18。2.每个炮孔的装药量Q1=Lr式中:炮孔装药系数
8、,取0.7 L孔深,L=2.5m r每米长度炸药量,r0.78kgm经计算Q1=1.37取Q1=1.35kgQ2=Lr=0.73.20.78=1.75kg 取Q2=1.8kg3.光面爆破参数针对各类岩石初次选用下表爆破参数,在施工中可按照选定的参数总结每次爆破效果,测量半孔率和轮廓不平整度,不断调整光爆参数。周边孔间距a=(610)d=(610)42mm252420mm最小抵抗线W500mm密集系数m=aW=0.500.84。爆破参数表孔名钻孔参数装药参数孔径mm孔深m孔距cm孔数个最小抵抗线cm药径mm单孔药量Kg/孔总装药量Kg掏槽孔423.2307321.81.8崩落孔422.56018
9、321.3524.3光爆孔422.5402950320.4513.1洞挖爆破布孔示意图说明:图中尺寸以厘米计。3.3.3钻爆施工方法1.施工准备出渣结束后,立即对工作面进行清理,人工清理底孔炮位,满足钻孔施工条件,同时布置好照明、排水、供风设施等,并及时平整道路,使钻机能够就位。2.施工测量为满足设计断面要求,每个循环钻孔前必须采用全站仪对开挖掌子面进行全断面测量放样,测出断面开挖轮廓线,用红油漆标在开挖面上,并测出洞顶中心线、两侧起拱点(腰线)及钻孔方向等施工控制点,测量人员向施工人员进行交底,并在断面上标出,同时将上个循环断面的超欠挖情况说明,欠挖立即处理,严格控制超挖。3.布孔爆破工程师
10、根据揭露的岩石情况、测量交底、按爆破参数以及爆破监测成果,填写爆破参数表,交底至现场施工员、钻爆队,并组织布孔。炮孔孔位用红油漆在开挖面上标出,由施工员组织施工。4.钻机就位测量完成后,钻孔人员、YT28型手风钻就位,准备开钻。5.钻孔、验孔一切交底确认无误后进行开钻。钻孔过程中,施工员要逐一检查每个钻孔角度、深度及间排距等控制要点,经检查不符合要求的钻孔,需要进行处理或重新钻孔。钻孔完成后,由质检人员检查炮孔孔深、间排距、角度等,查看与设计是否相符,填写炮孔检查记录,上报爆破工程师。6.装药、联网、起爆炮孔验收合格后,由爆破员按操作规程采用人工进行装药、堵塞。严格按爆破设计要求进行装药,采用
11、炮泥等柔性材料对炮孔进行堵塞,并用炮棍轻轻捣实。装药、堵塞完成后,按设计联网。爆破网络要处于松弛状态,不要拉得太紧,要有一定的拉伸余地。联网结束后,要检查复核整个网络,避免漏装漏联。爆破前进行清场警戒,施工人员清离洞口,机械设备做好安全防护,并预警三次,第三次预警结束,确认一切准备工作完毕后,由爆破员点火起爆。7.为降低洞内粉尘浓度,开挖采用湿式钻孔,爆破时喷水雾降尘,出渣时向渣堆洒水,并保持路面湿润。8.爆破后安全检查及处理待烟尘消散后,爆破员进入作业面进行检查,发现瞎炮、拒爆及时处理。待确定安全后解除警报、警戒,采用人工配合反铲进行安全处理。9.出渣根据本工程实际情况及以往施工经验,洞内运
12、输拟采用有轨运输方式。(1)材料选择:为保证运输安全,提高运输速度,钢轨采用24Kg/m钢轨,枕木采用12cm15cm方木,枕木布置间距为0.7m,每根枕木长为1.2m。(2)轨道布置方案:1)单线布置:轨距762mm。2)距作业面3080m开始设置菱形浮放道岔,以利矿车调度使用。3)每隔200m布置一条会车道。洞内出碴采用电动扒渣机配合V型轨道式矿车辅助轨道式电瓶车以提高和加快出碴速度,弃渣经过轨道直接运至洞挖卸至弃渣场,洞外渣场采用1.2m3反铲配15t自卸汽车运输定期进行清理。出碴完毕后,人工处理迎头面安全,并清除掌子面下部残碴,为下一循环的开挖创造条件。3.3.4钻爆施工技术要求1.钻
13、孔质量要符合下列要求:(1)钻孔孔位要根据测量定出的中线、腰线及孔位轮廓线确定;(2)周边孔在断面轮廓线上开孔,洞轮廓线的孔距误差宜小于50mm,炮孔外偏斜率不应大于50mm/m,孔深误差不宜大于100mm;沿轮廓线调整的范围和掏槽孔的孔位偏差不大于5cm,其它炮孔的孔位偏差不大于10cm;(3)炮孔的孔底要落在爆破图规定的平面上;(4)炮孔方向要一致,钻孔过程中,要经常进行检查,对周边孔要特别控制好钻孔角度;(5)炮孔经检查合格后,才可装药爆破。2.光面爆破效果要达到下列要求:(1)残留炮孔痕迹要在开挖轮廓面上均匀分布,炮孔痕迹保存率:一般硬岩不少于80%,中硬岩不少于70%,软岩不少于50
14、%;(2)相邻两孔间的岩面平整,孔壁不能有明显的爆震裂隙;相邻两茬炮之间的台阶不应大于20cm;(3)钻孔爆破要保证已建完的混凝土衬砌和支护结构免遭损坏;(4)本隧洞属小断面隧洞,开挖断面有结构要求的部位不允许欠挖,无结构要求的部位一般不允许欠挖,洞身开挖半径的平均径向超挖值不得大于20cm,不良地质条件下的容许超挖值,由现场技术小组研究确定。(5)其它钻孔爆破要求参见爆破施工工艺方法。3.3.5特殊情况施工1.严重渗水处施工洞挖施工过程中必须加强渗水处的地质监测,根据围岩状况确定合理的开挖支护方案。对于地下水主要采取排、引、堵、截等方式进行处理。观察渗水部位出水的渗水点,对渗水点打排水孔进行
15、引、排,钻孔孔径50mm,钻孔深度视地质情况和渗水情况而定,在孔口安装埋设导管排水,导水效果不好的含水层设排水盲沟,对淋水处可设截水圈排水。顶拱部位的排水设施沿开挖周边引至侧墙底部土妥善引排。2.塌方的预防与处理(1)塌方前征兆:1)监测设施所反映的围岩变形速度或数值超过允许范围;2)喷混凝土产生纵横向的裂纹或龟裂;3)隧洞顶拱、侧墙发现掉块或支撑间隙不断漏出碎石等;4)支撑变形或折断;5)岩石的层理、节理缝、裂隙等变大或张开;6)隧洞渗水、滴水突然加剧或变浑。3.预防措施:防止塌方是确保隧洞开挖质量和安全的特等大事,开挖支护施工必须以预防塌方为核心,必须认真对待。一定要严格执行设计标准、设计
16、施工规范、设计图纸等,根据地质变化情况因地制宜地确定开挖支护施工方案。开挖前早预报、早超前支护,开挖后早支撑、早锚喷、强支护,做到宁早勿迟、宁强勿弱,勤检查、勤监测,发现围岩变化异常,立即采取有效措施及时处理。4.塌方处理:开挖过程中,一旦出现冒顶塌方情况,立即停止施工,疏散施工人员,并上报监理人,分析情况,及时制定处理方案。根据我单位多年洞挖施工经验,塌方处理首先对塌方相邻段加强支护,以控制塌方的发展和蔓延,而后对塌方体采用超前管棚等方法支护、注浆、灌浆,再进行锚喷支护,然后进行钢支撑加挂网喷混凝土支护。施工过程中要不间断的进行监测,发现异常立即停止施工,重新研究支护方案。所有支护方案必须先
17、进行研究、设计,严格按照设计施工。待支护完成确保围岩稳定后,方可继续施工。5.超前勘探施工为确保开挖后洞室安全稳定,开挖遇不良地质段时,必须谨慎施工。为查清未开挖岩体的地质情况,及时确定开挖断面尺寸和支护措施等,可先进行勘探孔或勘探洞施工。超前勘探孔或勘探洞的位置、长度、数量等与监理人共同商定后组织施工,施工时详细勘察围岩状况、记录钻进情况并钻取岩芯等,及时收集整理超前勘探资料并报送监理人。最后按监理人指示要求进行开挖施工。依据围岩监测资料和超前勘探资料等,可随时分析洞室围岩的稳定性,及时进行相应支护施工,对有可能发生塌方的危险情况,能及时采取紧急措施快速支护,尽最大可能避免塌方现象发生。6.地质不良地段开挖与支护施工过程中,通过地质条件差地段时,采取“短进尺、弱爆破、强支护”紧跟作业面的施工方法,开挖循环进尺不得大于1m,严格控制瞬时起爆药量。在开挖过程中,时刻监测、观察围岩变化情况,必要时采取钢支掌支护。
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