全斷面爆破設(shè)計(jì)

1、新天心山隧道進(jìn)口全斷面開挖鉆爆設(shè)計(jì)優(yōu)化方案一、工程概況新天心山隧道位于福建省龍巖市新羅區(qū)大池鎮(zhèn)及小池鎮(zhèn)境內(nèi)，進(jìn) 口位于大池鎮(zhèn)大東坑村，出口位于小池鎮(zhèn)南山村，起點(diǎn)里程DK253+840， 終點(diǎn)里程DK258+348,全長4508m。隧道洞身最大埋深，洞身最淺埋 深為。隧道進(jìn)出口均有鄉(xiāng)間便道，交通較為方便。通過地層巖性為全 風(fēng)化弱風(fēng)化粉砂巖夾頁巖、片麻狀花崗巖，11級(jí)圍巖占37%,111級(jí) 圍巖占49%,IV級(jí)圍巖占5%,V級(jí)圍巖占9%。目前掌子面圍巖均為II級(jí)，圍巖為弱風(fēng)化花崗巖，圍巖整體性好， 地下水弱發(fā)育，圍巖硬度高，抗擾動(dòng)能力強(qiáng)，本次優(yōu)化基于以上圍巖 特性。二、施工方法與機(jī)具1、施工方法為

2、減少對圍巖的擾動(dòng)，降低爆破振動(dòng)強(qiáng)度，周邊眼采用光面爆破。 掏槽眼及底板眼按拋擲爆破設(shè)計(jì)，其他炮眼采用深孔微振動(dòng)控制爆破。 采用微差爆破技術(shù)，嚴(yán)格控制最大裝藥量鉆爆法施工。I級(jí)圍巖采用 全斷面法開挖，設(shè)移動(dòng)臺(tái)架，人工風(fēng)鉆打眼。2、施工機(jī)具采用YT28型天水產(chǎn)手持風(fēng)鉆，鉆頭直徑42mm,鉆爆臺(tái)車分四層。 采用全斷面開挖法施工，高壓風(fēng)、水管路用軟管通過左側(cè)邊墻預(yù)先打 設(shè)好的錨桿掛牽到掌子面。3、進(jìn)尺選擇周邊眼采用4m長鉆桿鉆孔，考慮鉆桿與鉆機(jī)搭接20cm,考慮掌 子面整齊度20cm,成孔平均長度一般在，即設(shè)計(jì)進(jìn)尺為。掏槽眼采 用大面積深孔楔形掏槽，掏槽眼鉆眼采用5m鉆桿，成孔深度最大達(dá)。三、鉆爆設(shè)計(jì)

3、1、掏槽方式根據(jù)實(shí)際情況及前期II級(jí)圍巖開挖積累經(jīng)驗(yàn)，掏槽仍采用大面積 深孔楔形掏槽。根據(jù)圍巖硬度、整體性、抗擾動(dòng)能力，爆破后巖石塊 狀情況，以及前期積累的爆破開挖經(jīng)驗(yàn)，特別是掏槽部分爆出巖石塊 狀較大，因此在掏槽眼中間加設(shè)4個(gè)解炮眼，另外適當(dāng)加密兩側(cè)拱腳 部分炮眼，具體見炮眼布置圖。2、爆破器材的選定根據(jù)本地區(qū)及現(xiàn)場施工情況，炸藥選擇2號(hào)巖石乳化炸藥，炸藥 性能指標(biāo)：藥卷密度：cm3g/cm3殉爆距離：3cm爆速：mX103m/s猛度：12mm藥卷規(guī)格：外徑32mm1mm,藥卷質(zhì)量：200g10g炸藥每箱6包，每包20根，每箱重24Kg。雷管采用非電毫秒導(dǎo)爆雷管，連接擊發(fā)管擊發(fā)針引爆。為提高

4、 光面爆破效果，周邊眼采用導(dǎo)爆索實(shí)現(xiàn)間隔裝藥。非電毫秒導(dǎo)爆雷管共采用13個(gè)段位。3、光面爆破參數(shù)周邊眼參數(shù)1）鉆眼直徑d=42mm,周邊眼間距E二（816） d=3467cm,為取 得良好的爆坡效果，以及前期經(jīng)驗(yàn)，取E=55cm,待施鉆工人熟習(xí)并 且技術(shù)穩(wěn)定后，可根據(jù)情況調(diào)整到E=60cm。2）光爆層厚度W：直接影響光爆效果，其值取決于周邊眼密集 系數(shù)E/W,般取為最佳，前期取W=60 cm,新班組進(jìn)場后，根據(jù)現(xiàn) 場實(shí)際情況，目前掌子面圍巖為II級(jí)，圍巖為弱風(fēng)化花崗巖，圍巖整 體性好，地下水弱發(fā)育，考慮圍巖硬度大，圍巖抗擾動(dòng)能力強(qiáng)，以及 綜合考核開挖爆破施工進(jìn)度、質(zhì)量、火工品成本情況等，鉆眼時(shí)

5、按盡 量少鉆眼，多裝藥的原則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),將光爆層厚度調(diào)整到W=30cm, 相應(yīng)的加大內(nèi)圈眼的間距。3）周邊眼線裝藥密度前期按q=0.25kg/m,目前已調(diào)整到q=m。4）不耦合系數(shù)：r=D/d=42/32=（因采購25藥卷炸藥困難）5）裝藥結(jié)構(gòu)采用不耦合間隔裝藥、導(dǎo)爆索起爆。內(nèi)圈眼參數(shù)1）內(nèi)圈眼間距：取1，55130cm。眼距小，裝藥少，對圍巖 擾動(dòng)小，眼距大，相應(yīng)的要增加裝藥量，對圍巖的擾動(dòng)也就越大。新 天心出隧道進(jìn)口掌子面為II級(jí)圍巖，巖性為弱風(fēng)化花崗巖，硬度硬， 抗擾動(dòng)能力強(qiáng)，目前施工內(nèi)圈眼間距調(diào)整到55cm130cm不等，在邊 墻及拱腳處因臨空面小適當(dāng)減少布眼間距。2）內(nèi)圈眼裝藥采用

6、眼底連續(xù)反向裝藥結(jié)構(gòu),非電毫秒雷管起爆。輔助眼參數(shù)裝藥結(jié)構(gòu)采用眼底連續(xù)反向裝藥結(jié)構(gòu)。掏槽眼參數(shù)掏槽采用大面積深孔楔形掏槽，裝藥結(jié)構(gòu)采用眼底連續(xù)反向裝藥 結(jié)構(gòu)。在具體實(shí)施中，可先在現(xiàn)場試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)、圍巖性質(zhì)、量測資 料所反饋的信息及時(shí)總結(jié)分析，反復(fù)調(diào)整參數(shù)，使爆破效果達(dá)到最佳 狀態(tài)為止。4、炮眼布置全斷面開挖采用大面積深孔楔形掏槽，采用非電毫秒雷管、導(dǎo)爆 索連接擊發(fā)管擊發(fā)針起爆，炮眼布置如全斷面開挖爆破炮眼布置圖 所示，圖中數(shù)字為非電雷管段數(shù)，圖中炮眼標(biāo)注尺寸以cm計(jì)。1）為確保開挖進(jìn)尺，掏槽眼深度比周邊眼大20cm，內(nèi)圈眼深度 比周邊眼大20cm。鉆眼角度、深度見大面積深孔楔形掏槽眼布置 圖

7、。JO 用 一 149.79 一 149.23 , 1餌19 ,116.78 卜 11II大面積深孔楔形掏槽眼布置圖2）當(dāng)巖石較硬及整體性較好時(shí)，因左右兩側(cè)掏槽眼間6m范圍內(nèi) 均無炮眼，因此爆破后易出現(xiàn)塊狀較大的石碴，造成出碴困難，耽誤 整個(gè)循環(huán)進(jìn)度，為保證掏槽質(zhì)量和掏槽巖石塊塊度大小合適，可在掏槽眼間增加4個(gè)解炮眼，解炮眼雷管段位取3段，詳見隧道中線解 炮眼布置圖。隧道中線解炮眼布置圖3）為保證光面爆破效果，邊墻及拱腳處周邊眼、內(nèi)圈眼應(yīng)適當(dāng)均 勻加密，并增加裝藥量；左右側(cè)同一排、同一高度的掏槽眼鉆設(shè)完成 后應(yīng)在同一水平面上，同一垂直線上的掏槽眼鉆設(shè)完成后，從上向下 看應(yīng)在同一鉛垂面上，為確保

8、鉆眼角度方向，可在鉆完的炮眼中插入 一根鉆桿，鉆設(shè)其他孔時(shí)，參照此鉆標(biāo)進(jìn)行施鉆。4）炮眼布置詳見全斷面開挖爆破炮眼布置圖所示，圖中數(shù)字 為非電雷管段數(shù)，圖中炮眼標(biāo)注尺寸以cm計(jì)。一架左右兩側(cè)周邊眼從上到下裝藥量分別為5節(jié)、5節(jié)、6節(jié)、7 節(jié)、10節(jié)，非電雷管段數(shù)從上到下為：前4個(gè)炮眼為11段，最下面 的1個(gè)炮眼為13段。底板眼共計(jì)9個(gè)，中間3個(gè)，左右側(cè)各3個(gè)，裝藥量為中間3個(gè) 炮眼裝10節(jié)，其他炮眼裝9節(jié)；非電雷管段數(shù)為：中間3個(gè)為3段， 左側(cè)3個(gè)從兩側(cè)往中心分別為9段、7段、7段，右側(cè)與之對稱。隧道中線上4個(gè)解炮眼非電雷管段數(shù)為3段，裝藥量為6節(jié)。5、全斷面裝藥參數(shù)及經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)全斷面裝藥參

9、數(shù)表：炮眼炮眼名稱眼深炮眼非電段數(shù)每孔藥量Kg藥量非電部位個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)拱頂周邊眼2513151210111210內(nèi)圈眼輔助眼797壓頂眼373三架周邊眼8114內(nèi)圈眼696掏槽眼4/4/4/4/67/5/3/12/8/18二架周邊眼8114內(nèi)圈眼696掏槽眼4/4/4/6/67/5/3/12/8/20_架周邊眼4/2/2/211/11/ 11/131/22/410內(nèi)圈眼696掏槽眼4/6/6/6/87/5/3/12/312/2426隧底底板眼2/4/39/7/3269隧道 中線解炮眼1/2/13/3/34導(dǎo)爆索51 X+=204m合計(jì)166145全斷面主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo):項(xiàng)目炮眼總數(shù)N (個(gè))開挖斷

10、面積 S (m2)炸藥總量Q (Kg)鉆眼總長度 L (m)比裝藥量K (Kg/m3)比鉆眼量 (m/m2)全斷面166(平均)6、裝藥結(jié)構(gòu)周邊眼采用空氣間隔裝藥結(jié)構(gòu)。采用32乳化炸藥；起爆采用導(dǎo)爆索連接非電毫秒雷管，連接擊發(fā)管擊發(fā)針引爆?？諝忾g隔裝藥結(jié)構(gòu)。如下圖：炮泥導(dǎo)爆索32藥卷連接線與腳線或母線的連接并簇聯(lián)串聯(lián)分段并聯(lián)串并聯(lián)其余炮眼均采用眼底連續(xù)反向裝藥結(jié)構(gòu)。采用擊發(fā)管擊發(fā)針起爆，其爆破網(wǎng)絡(luò)連接常用方式有串聯(lián)、并 聯(lián)、串并聯(lián)或并串聯(lián)等連接方式，連接方式如下圖：母線I腳線I7、鉆眼1）鉆爆作業(yè)必須按照爆破設(shè)計(jì)進(jìn)行鉆眼、裝藥、接線和引爆。2）鉆眼前應(yīng)繪出開挖斷面中線、水平和斷面輪廓，并根據(jù)爆

11、破 設(shè)計(jì)標(biāo)出炮眼位置，經(jīng)檢查符合設(shè)計(jì)要求后方可鉆眼。3）為了保證良好的爆破效果，現(xiàn)場施工過程中，應(yīng)要求技術(shù)人 員在掌子面準(zhǔn)確定出掏槽位置和尺寸，每列掏槽眼應(yīng)盡量布置在同一 直線上，形成平面藥包作用，增強(qiáng)破碎和拋擲效果。4）第一段掏槽眼起松動(dòng)爆破作用，以減小巖石夾制作用，為掏 槽成功創(chuàng)造條件。5）掏槽眼要控制好方向和裝藥量，開口的傾斜度可以通過用卷 尺測量鉆臂尾部到托架中心的水平距離確定鉆桿的開口角度。6）嚴(yán)格堵塞炮泥。炮泥與孔壁之間的粘結(jié)力和摩擦阻力的存在使炮孔內(nèi)爆炸產(chǎn)生 的高壓氣體作用時(shí)間相對延長，使得早先由應(yīng)力波作用生成的裂縫在 受到高壓氣體的楔裂作用后加速發(fā)展，高壓氣體向裂縫中楔入，不僅

12、 提高了破巖效果，而且增加了巖石的拋擲作用，另外還增加了炸藥化 學(xué)反應(yīng)的完全程度，從而得到更充分的爆炸能，減少有毒有害氣體生 成量，并降低炸藥單耗。炮泥宜用炮泥機(jī)制作，炮泥配合比一般為1： 3的黏土和沙子， 加含有2%3%食鹽的水制成。7）鉆眼應(yīng)符合下列要求：a掏槽眼：深度、角度按設(shè)計(jì)施工，眼口排距、行距誤差均不得 大于5cm。b輔助眼：深度、角度按設(shè)計(jì)施工，眼口排距、行距誤差均不得 大于10cm。c周邊眼：開眼位置在設(shè)計(jì)斷面輪廓線上，允許輪廓線調(diào)整，其 誤差不得大于5cm；炮眼方向可以2斜率外插，眼底不超出開挖斷 面輪廓線10cm,最大不超過15cm。d內(nèi)圈眼至周邊眼的排距誤差不大于5cm,

13、炮眼深度超過2.5m 時(shí)。e鉆眼完畢，按炮眼布置圖進(jìn)行檢查并作好記錄，如發(fā)現(xiàn)有不符 合要求的炮眼應(yīng)重鉆，經(jīng)檢查合格后才可裝藥起爆。f裝藥前應(yīng)將炮眼內(nèi)泥漿、石粉吹洗干凈。所有裝藥的炮眼均應(yīng) 堵塞炮泥，周邊眼的堵塞長度不宜小于20cm。8）鉆眼人員必須堅(jiān)持“平、直、齊、準(zhǔn)”的原則，特別是周邊眼要控制好方向和裝藥量，必須定人、定位、定鉆。9）掏槽眼要控制好鉆眼角度及裝藥量，眼底加強(qiáng)裝藥，第一級(jí) 掏槽眼的深度大于其他眼深約20cm。10）掏槽眼和底眼可采用雙雷管引爆，以防瞎爆。8、爆破效果評價(jià)1）超欠挖。爆破后的圍巖應(yīng)圓順平整，無欠挖。開挖后平均線 性超挖應(yīng)達(dá)到局贛龍指【2012 14號(hào)文件要求的：隧

14、道開挖應(yīng)杜絕 欠挖，允許超挖值控制標(biāo)準(zhǔn)為：I、V、VI級(jí)圍巖拱墻平均線性超挖 不大于10cm,ll、lll、IV級(jí)圍巖拱墻平均線性超挖不大于12cm,隧 底及仰拱平均線性超挖不大于15cm。2）半眼痕跡保存率：爆破后半眼率在整體性好的堅(jiān)硬巖石中必 須大于80%,在中硬巖石中應(yīng)大于60%。3）對圍巖的破壞程度：爆破后，圍巖面上無粉碎巖石和明顯的 裂縫，也不應(yīng)該有浮石。4）根據(jù)新天心山隧道進(jìn)口圍巖情況，炮眼利用率應(yīng)大于80%, 達(dá)到90%。、施工安全措施爆破材料的運(yùn)輸、儲(chǔ)存、加工、現(xiàn)場裝藥、聯(lián)線、起爆及瞎炮處 理，必須遵守爆破安全規(guī)程（GB6722-2003）的有關(guān)規(guī)定。1）施工人員作業(yè)時(shí)，必須正

15、確佩帶安全帽。2）開挖前，人員到掌子面先觀察圍巖情況，支護(hù)變形情況，確 保工作面處于安全狀態(tài)后，做鉆爆施工的準(zhǔn)備工作。3）嚴(yán)禁在殘眼上繼續(xù)鉆眼。4）在工作面內(nèi)不得拆卸、修理風(fēng)鉆。5）鉆眼裝藥不得平行作業(yè)。6）作業(yè)面要有足夠的照明，并且通風(fēng)效果良好。7）爆破器材的運(yùn)輸必須用專門的防爆車。8）雷管及炸藥運(yùn)輸過程中，不得堆碼在一起。9）嚴(yán)禁使用乳化甘油類在低溫下易爆的炸藥，在近處有閃電各 雷電的時(shí)候，或可能突然發(fā)生雷電時(shí)，嚴(yán)禁用電雷管起爆。10）現(xiàn)場使用爆破器材時(shí)，不宜露天暴露放置，以避免紫外線直 接照射。11）每次爆破必須設(shè)置安全警戒。12）炸藥、雷管的儲(chǔ)藏各使用應(yīng)采取防雷電措施。13）裝藥是嚴(yán)禁使用金屬炮桿，嚴(yán)禁火種，無法人員應(yīng)撤離到安 全地點(diǎn)。14）進(jìn)行爆破時(shí)所有人員必須撤至不受有害氣體、振動(dòng)及飛石傷