鉆爆法開挖隧道施工工藝及方法

1、鉆爆法開挖隧道施工工藝及方法3.5.3.1鉆爆法施工（1）施工工藝采用光面爆破，控制開挖輪廓，減少超欠挖，同時減少對圍巖的擾動，軟弱圍巖采用機械開挖或微震爆破開挖。IV、V級圍巖采用臺階法施工，斷層破碎帶地段可采用帶臨時仰拱或橫撐的臺階法施工。隧道開挖工藝見下圖。隧道開挖施工工藝流程圖（2）施工方法臺階法施工程序見下圖。(80m：w1015m開挖步驟：VI上臺階開挖；11上臺階初期支護；下臺階開挖；w下臺階初期支護；仰拱開挖；V仰拱施工；W仰拱回填；伽拱墻襯砌;臺階法開挖順序圖1）測量放線鉆孔前測量放樣，準(zhǔn)確繪出開挖輪廓線及周邊眼、掏槽眼和輔助眼的位置，用激光鉛直儀控制邊線。距開挖面50m處埋

2、設(shè)中線樁，每100m設(shè)置臨時水準(zhǔn)點。每次測量放線的同時，要對上次爆破斷面進行檢查，利用隧道開挖斷面量測系統(tǒng)對測量數(shù)據(jù)進行處理，及時調(diào)整爆破參數(shù)，以達(dá)到最佳開挖斷面效果。2）鉆孔作業(yè)鉆眼前，鉆工要熟悉炮眼布置圖，嚴(yán)格按鉆爆設(shè)計實施。特別是周邊眼和掏槽眼的位置、間距及數(shù)量，未經(jīng)主管工程師同意不得隨意改動。定人定位，周邊眼、掏槽眼由經(jīng)驗豐富的司鉆工司鉆。準(zhǔn)確定位鑿巖機鉆桿，使鉆孔位置誤差不大于5cm，保持鉆孔方向平行，嚴(yán)禁相互交錯。周邊眼鉆孔外插角度控制：眼深3m時外插角3,眼深5cm時外插角2,使兩茬炮接口處臺階不大于15cm。同類炮眼鉆孔深度要達(dá)到鉆爆設(shè)計要求，眼底保持在一個鉛垂面上。3）周邊眼

3、的裝藥結(jié)構(gòu)周邊眼的裝藥結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)光面爆破的重要條件，嚴(yán)格控制周邊眼裝藥量，采用合理的裝藥結(jié)構(gòu)，盡量使炸藥沿孔深均勻分布。施工時采用不耦合裝藥結(jié)構(gòu)，不耦合裝藥系數(shù)一般控制在1.42.0范圍內(nèi)。4）裝藥及起爆根據(jù)巖石強度選用不同猛度爆速的炸藥，有水地段及周邊眼采用乳化炸藥，其余地段均采用2號巖石硝銨炸藥。周邊眼用25X200mm小藥卷，不耦合裝藥;其余炮眼用40X200mm藥卷，連續(xù)裝藥。采用塑料導(dǎo)爆管復(fù)式起爆網(wǎng)路非電起爆。裝藥按鉆爆設(shè)計圖確定的裝藥量定人、定位、定段別，自上而下順序進行，導(dǎo)爆管要“對號入座”所有炮眼均以炮泥堵塞，堵塞長度不小于20cm。5）爆破作業(yè)管理控制按“一標(biāo)準(zhǔn)、二要求、三控

4、制、四保證”的原則進行光面爆破施工?！耙粯?biāo)準(zhǔn)”即一個控制標(biāo)準(zhǔn)?！皟梢蟆奔淬@眼作業(yè)要求和裝藥聯(lián)線作業(yè)要求?！叭刂啤奔纯刂沏@眼角度、深度、密度;控制裝藥量和裝藥結(jié)構(gòu);控制測量放線精度?！八谋ＷC”即搞好思想保證，端正態(tài)度，糾正“寧超勿欠”等錯誤思想;搞好技術(shù)保證，及時根據(jù)爆破實際情況調(diào)整鉆爆設(shè)計參數(shù)；搞好施工保證，落實崗位責(zé)任制，組織QC小組活動，嚴(yán)格工序自檢、互檢、交接檢;搞好經(jīng)濟保證，落實經(jīng)濟責(zé)任制。裝藥前，所有炮眼全部用高壓風(fēng)吹洗;嚴(yán)格按爆破設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)和藥量施作。嚴(yán)格按設(shè)計的聯(lián)接網(wǎng)絡(luò)實施，控制導(dǎo)爆索連接方向和連接點牢固性。6）微震爆破隧道周邊采用光面爆破，不良地質(zhì)、淺埋地段采用微震控制

5、光面爆破。微震爆破作業(yè)段最大一段允許裝藥量：Qmax=R3X（Vkp/K）3/a，式中：Qmax最大一段爆破藥量，kg；Vkp安全速度，cm/s；取Vkp=2cm/s；R爆破安全距離，m；K地形、地質(zhì)影響系數(shù)；a衰減系數(shù)。K、a值是針對隧道的具體情況，通過多次試爆基礎(chǔ)上進行K、a值回歸分析后確定。根據(jù)爆破物距爆心的安全距離要求，并由此推出的每段的最大裝藥量。根據(jù)以往施工經(jīng)驗，爆破產(chǎn)生大振速部位通常為：掏槽爆破、底板或底角爆破、周邊光面（預(yù)裂）爆破，為此，采用的措施一是采用楔形復(fù)式掏槽技術(shù)；二是根據(jù)根據(jù)爆破震動衰減規(guī)律公式反算控制最大單響起爆藥量，將藥量大的炮眼，分段進行起爆。7）鉆爆設(shè)計其它各

6、級圍巖參照其設(shè)計進行適當(dāng)調(diào)整，并在實際施工中不斷優(yōu)化爆破參數(shù)，以取得最佳爆破效果。鉆爆設(shè)計以W、V級圍巖臺階法施工為例，見圖2-5-42。施工注意事項隧道施工堅持“管超前、弱爆破、短進尺、強支護、早封閉、勤量測、速反饋”的原則。在隧道開挖時，根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報結(jié)果，及時反饋信息，核對圍巖級別及地下水狀態(tài)及時調(diào)整施工方案、施工方法，調(diào)整超前支護，確保施工安全。掏槽眼剖面示意圖w、v級圍巖臺階法開挖爆破設(shè)計圖靜力爆破施工工藝流程:施工前準(zhǔn)備一設(shè)計布孔一測量定位一鉆孔一清孔一裝藥一藥劑反應(yīng)巖石龜裂f液壓碎石機破碎已龜裂巖石f挖土機挖土機挖運石渣。鉆孔巖石的爆破應(yīng)將周圍的土層挖掉，直至爆破底部以下1

7、00200mm?？變?nèi)余水、余渣用高壓風(fēng)吹洗干凈，孔口旁應(yīng)干凈無土、石渣。靜力爆破的鉆孔深度一般12m，裝藥深度為孔深的100%。靜力爆破鉆孔孔距及排距布置見下表?？拙?、排距布置表巖石硬度F=4F=6F=8F=12素混凝土鋼筋混凝土孔距(cm)501004030203020排距(cm)805040304030靜力爆破劑布孔設(shè)計參數(shù)見下表靜力爆破劑布孔設(shè)計參數(shù)表(H為計劃破碎物體高度破碎目標(biāo)孔深L相鄰孔距a（cm）排距b(cm)孔徑d(cm)藥量kg/m3低硬度巖石1.00H40100(0.60.9)a3850510中硬度巖石1.05H3040(0.60.9)a38501222堅硬花崗巖石1.05

8、H25403080385018252）裝藥裝藥時對向下或向上傾斜的眼孔，藥劑中加入22%32%的水（重量比）拌成流質(zhì)狀后倒入孔內(nèi)搗實；用藥卷裝填鉆孔時逐條捅實，粗顆粒藥劑水灰比調(diào)制0.220.25，粉末藥劑水灰比調(diào)至0.32，垂直炮孔不必堵塞。裝藥時對水平方向或向上方向的鉆孔，用比鉆孔直徑略小的高強纖維紙袋裝入藥劑，裝藥長度為孔深的90%。按一個操作循環(huán)所需藥卷數(shù)量，放在盆中倒入潔凈水完全浸泡3050s左右藥卷充分濕潤，完全不冒泡時，取出藥卷從孔底開始逐條裝入并捅緊，密實地裝填到孔口，即“集中浸泡、充分浸透、逐條裝入、分別搗實”；也可將藥劑拌和后用灰漿泵壓入，孔口留5cm用黃泥封堵保證水分藥劑

9、不流出。巖石開裂后，可向裂縫中加水，支持藥劑持續(xù)反應(yīng)，可獲得更好效果。3）每次裝填藥劑，都要觀察確定巖石、藥劑、拌合水的溫度是否符合要求。灌裝過程中已開始發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的藥劑（表現(xiàn)開始冒起和溫度快速上升）不允許裝入孔內(nèi)，從藥劑加入拌合水到灌裝結(jié)束，不得超過5min。4）藥劑反應(yīng)時間的控制：反應(yīng)時間太快容易發(fā)生沖孔傷人事故，反應(yīng)時間一般控制在3060min較好?？刂扑巹┓磻?yīng)時間太快有兩種方法,一是在拌合水中加入抑制劑（0.56%）；另一種方法是嚴(yán)格控制拌合水、干粉藥劑和巖石的溫度。藥劑低溫存放，避免暴曬，將拌合水溫控制在15C以下，冬季加入促發(fā)劑和提高拌合水的水溫。5）靜力爆破藥劑應(yīng)根據(jù)施工溫度選擇合適型號，不同型號不可以互用