全斷面爆破設計

1、新天心山隧道進口全斷面開挖鉆爆設計優(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，進 口位于大池鎮(zhèn)大東坑村，出口位于小池鎮(zhèn)南山村，起點里程DK253+840， 終點里程DK258+348,全長4508m。隧道洞身最大埋深，洞身最淺埋 深為。隧道進出口均有鄉(xiāng)間便道，交通較為方便。通過地層巖性為全 風化弱風化粉砂巖夾頁巖、片麻狀花崗巖，11級圍巖占37%,111級 圍巖占49%,IV級圍巖占5%,V級圍巖占9%。目前掌子面圍巖均為II級，圍巖為弱風化花崗巖，圍巖整體性好， 地下水弱發(fā)育，圍巖硬度高，抗擾動能力強，本次優(yōu)化基于以上圍巖 特性。二、施工方法與機具1、施工方法為

2、減少對圍巖的擾動，降低爆破振動強度，周邊眼采用光面爆破。 掏槽眼及底板眼按拋擲爆破設計，其他炮眼采用深孔微振動控制爆破。 采用微差爆破技術，嚴格控制最大裝藥量鉆爆法施工。I級圍巖采用 全斷面法開挖，設移動臺架，人工風鉆打眼。2、施工機具采用YT28型天水產(chǎn)手持風鉆，鉆頭直徑42mm,鉆爆臺車分四層。 采用全斷面開挖法施工，高壓風、水管路用軟管通過左側邊墻預先打 設好的錨桿掛牽到掌子面。3、進尺選擇周邊眼采用4m長鉆桿鉆孔，考慮鉆桿與鉆機搭接20cm,考慮掌 子面整齊度20cm,成孔平均長度一般在，即設計進尺為。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。三、鉆爆設計

3、1、掏槽方式根據(jù)實際情況及前期II級圍巖開挖積累經(jīng)驗，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，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4個解炮眼，另外適當加密兩側拱腳 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號巖石乳化炸藥，炸藥 性能指標：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，周邊眼采用導爆索實現(xiàn)間隔裝藥。非電毫秒導爆雷管共采用13個段位。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，取E=55cm,待施鉆工人熟習并 且技術穩(wěn)定后，可根據(jù)情況調整到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,新班組進場后，根據(jù)現(xiàn) 場實際情況，目前掌子面圍巖為II級，圍巖為弱風化花崗巖，圍巖整 體性好，地下水弱發(fā)育，考慮圍巖硬度大，圍巖抗擾動能力強，以及 綜合考核開挖爆破施工進度、質量、火工品成本情況等，鉆眼時

5、按盡 量少鉆眼，多裝藥的原則進行優(yōu)化設計,將光爆層厚度調整到W=30cm, 相應的加大內圈眼的間距。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）裝藥結構采用不耦合間隔裝藥、導爆索起爆。內圈眼參數(shù)1）內圈眼間距：取1，55130cm。眼距小，裝藥少，對圍巖 擾動小，眼距大，相應的要增加裝藥量，對圍巖的擾動也就越大。新 天心出隧道進口掌子面為II級圍巖，巖性為弱風化花崗巖，硬度硬， 抗擾動能力強，目前施工內圈眼間距調整到55cm130cm不等，在邊 墻及拱腳處因臨空面小適當減少布眼間距。2）內圈眼裝藥采用

6、眼底連續(xù)反向裝藥結構,非電毫秒雷管起爆。輔助眼參數(shù)裝藥結構采用眼底連續(xù)反向裝藥結構。掏槽眼參數(shù)掏槽采用大面積深孔楔形掏槽，裝藥結構采用眼底連續(xù)反向裝藥 結構。在具體實施中，可先在現(xiàn)場試驗，根據(jù)試驗、圍巖性質、量測資 料所反饋的信息及時總結分析，反復調整參數(shù)，使爆破效果達到最佳 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)，圖中炮眼標注尺寸以cm計。1）為確保開挖進尺，掏槽眼深度比周邊眼大20cm，內圈眼深度 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）當巖石較硬及整體性較好時，因左右兩側掏槽眼間6m范圍內 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 整個循環(huán)進度，為保證掏槽質量和掏槽巖石塊塊度大小合適，可在掏槽眼間增加4個解炮眼，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、內圈眼應適當均 勻加密，并增加裝藥量；左右側同一排、同一高度的掏槽眼鉆設完成 后應在同一水平面上，同一垂直線上的掏槽眼鉆設完成后，從上向下 看應在同一鉛垂面上，為確保

8、鉆眼角度方向，可在鉆完的炮眼中插入 一根鉆桿，鉆設其他孔時，參照此鉆標進行施鉆。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)，圖中炮眼標注尺寸以cm計。一架左右兩側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個炮眼為11段，最下面 的1個炮眼為13段。底板眼共計9個，中間3個，左右側各3個，裝藥量為中間3個 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個為3段， 左側3個從兩側往中心分別為9段、7段、7段，右側與之對稱。隧道中線上4個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)濟技術指標全斷面裝藥參

9、數(shù)表：炮眼炮眼名稱眼深炮眼非電段數(shù)每孔藥量Kg藥量非電部位個數(shù)個數(shù)拱頂周邊眼2513151210111210內圈眼輔助眼797壓頂眼373三架周邊眼8114內圈眼696掏槽眼4/4/4/4/67/5/3/12/8/18二架周邊眼8114內圈眼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導爆索51 X+=204m合計166145全斷面主要經(jīng)濟技術指標:項目炮眼總數(shù)N (個)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、裝藥結構周邊眼采用空氣間隔裝藥結構。采用32乳化炸藥；起爆采用導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隔裝藥結構。如下圖：炮泥導爆索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)反向裝藥結構。采用擊發(fā)管擊發(fā)針起爆，其爆破網(wǎng)絡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)必須按照爆破設計進行鉆眼、裝藥、接線和引爆。2）鉆眼前應繪出開挖斷面中線、水平和斷面輪廓，并根據(jù)爆

11、破 設計標出炮眼位置，經(jīng)檢查符合設計要求后方可鉆眼。3）為了保證良好的爆破效果，現(xiàn)場施工過程中，應要求技術人 員在掌子面準確定出掏槽位置和尺寸，每列掏槽眼應盡量布置在同一 直線上，形成平面藥包作用，增強破碎和拋擲效果。4）第一段掏槽眼起松動爆破作用，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）嚴格堵塞炮泥。炮泥與孔壁之間的粘結力和摩擦阻力的存在使炮孔內爆炸產(chǎn)生 的高壓氣體作用時間相對延長，使得早先由應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 學反應的完全程度，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）鉆眼應符合下列要求：a掏槽眼：深度、角度按設計施工，眼口排距、行距誤差均不得 大于5cm。b輔助眼：深度、角度按設計施工，眼口排距、行距誤差均不得 大于10cm。c周邊眼：開眼位置在設計斷面輪廓線上，允許輪廓線調整，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。e鉆眼完畢，按炮眼布置圖進行檢查并作好記錄，如發(fā)現(xiàn)有不符 合要求的炮眼應重鉆，經(jīng)檢查合格后才可裝藥起爆。f裝藥前應將炮眼內泥漿、石粉吹洗干凈。所有裝藥的炮眼均應 堵塞炮泥，周邊眼的堵塞長度不宜小于20cm。8）鉆眼人員必須堅持“平、直、齊、準”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，眼底加強裝藥，第一級 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1）超欠挖。爆破后的圍巖應圓順平整，無欠挖。開挖后平均線 性超挖應達到局贛龍指【2012 14號文件要求的：隧

14、道開挖應杜絕 欠挖，允許超挖值控制標準為：I、V、VI級圍巖拱墻平均線性超挖 不大于10cm,ll、lll、IV級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硬巖石中必 須大于80%,在中硬巖石中應大于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，也不應該有浮石。4）根據(jù)新天心山隧道進口圍巖情況，炮眼利用率應大于80%, 達到90%。、施工安全措施爆破材料的運輸、儲存、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）的有關規(guī)定。1）施工人員作業(yè)時，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，支護變形情況，確 保工作面處于安全狀態(tài)后，做鉆爆施工的準備工作。3）嚴禁在殘眼上繼續(xù)鉆眼。4）在工作面內不得拆卸、修理風鉆。5）鉆眼裝藥不得平行作業(yè)。6）作業(yè)面要有足夠的照明，并且通風效果良好。7）爆破器材的運輸必須用專門的防爆車。8）雷管及炸藥運輸過程中，不得堆碼在一起。9）嚴禁使用乳化甘油類在低溫下易爆的炸藥，在近處有閃電各 雷電的時候，或可能突然發(fā)生雷電時，嚴禁用電雷管起爆。10）現(xiàn)場使用爆破器材時，不宜露天暴露放置，以避免紫外線直 接照射。11）每次爆破必須設置安全警戒。12）炸藥、雷管的儲藏各使用應采取防雷電措施。13）裝藥是嚴禁使用金屬炮桿，嚴禁火種，無法人員應撤離到安 全地點。14）進行爆破時所有人員必須撤至不受有害氣體、振動及飛石傷